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窥寻新葡萄8883官网GMP级玻璃化细胞冻存液,浅谈细胞冻存技术——玻璃化冻存技术

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2023-06-30

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现有的细胞冻存技术主要可以分为慢速冻存和玻璃化冻存两种。慢速冻存正如其名,是一种冷冻速率比较低的冻存方法,实际使用过程中,操作繁琐、效率较低,且会使细胞产生较大的冰冻损伤,损害细胞的生物活性和基本功能。

为了克服慢速冻存的缺点,玻璃化冷冻技术应运而生。玻璃化冷冻保存是一种应用前途广阔的低温冷冻方法,通过使用高浓度的玻璃化冻存试剂将生物材料进行玻璃态转变,从而实现活性保存。由此,玻璃化冻存成为一种极具优势和潜力的细胞冻存方法。

上期文章我们从冻存液的成分出发,探讨了传统冻存液潜在的安全问题。本期文章我们将换个角度,从技术层面探讨玻璃化冻存技术对于细胞冻存的优势。

一、关于玻璃化冻存

玻璃化冻存,是以玻璃化冻存液对细胞进行高浓度玻璃化保护及处理后,快速投入液氮保存,使保护剂和细胞内水分来不及形成冰,或冰晶没有充分的时间进行生长,从而进入一种人工的完全玻璃化的状态。

玻璃化是液态物质在一定的降温速率下由液相直接传变为玻璃化的固体状态的过程,期间没有晶体结构的生成,也能够保持液相时期的分子以及离子的分布,在冷冻和解冻的过程里也不会在液态和晶体之间来回的变化,这时所表现出的力学性质与玻璃相似,故称这种状态为玻璃态,是一种介于液态与固态之间的状态。

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玻璃化转变温度曲线示意图

在玻璃化状态下,水分子没有进行重排,不产生结构和体积的变化,因而不会由于机械损伤或溶液效应对组织和细胞造成伤害,保证解冻后细胞仍有活力。

二、玻璃化冻存的生物学原理

低温冻存条件下,细胞内的生化代谢反应受到极大抑制,细胞可以长期保持低代谢甚至停止代谢的稳定状态,其生物学活性也因此而得到保留。大多数细胞在温度不低于-10℃时,细胞受质膜保护,可处于过冷状态而不结冰。在温度降到-10℃以下,过冷胞质极易形成冰晶。形成冰晶的危险温区介于-15℃至-50℃之间,采取适当的冷冻方法和优化的冻存液成分配比可以使细胞在冻存和复苏过程中快速安全通过危险温区,有效避免冰晶的产生。

玻璃化冷冻保存就是利用这些高浓度的低温保护剂组合成玻璃化冻存液,通过与水分子发生强烈的水合作用,增加溶液黏性,降低冰晶形成速度,从而使细胞在快速降温或复温过程中得以保护。

三、玻璃化冻存的优势

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玻璃化冻存提高了冷却速率,可使细胞加速通过相变温度, 从而减轻或避免了降温过程对细胞膜造成的冷冻伤害,防止细胞内外冰晶形成,避免了冰晶给细胞带来的多种损伤。

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玻璃化冻存可以极大程度减少细胞的冷冻损伤,储存稳定性好,有效保留了细胞的生物活性与基本功能,细胞的复苏率高。

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为了降低对细胞损伤风险,可以选择安全性高的玻璃化冻存试剂,比如新葡萄8883官网的GMP级玻璃化细胞冻存液,该产品不含DMSO,无血清无动物源成分,安全性比较高。

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玻璃化冻存操作简便、高效,只需达到较高的降温速度即可,无特定仪器的需求,无需程序降温,可直接投入-80℃过夜,然后转入液氮,节约了成本。



在细胞治疗行业,无论是临床应用还是药物研发,离不开细胞的冷冻保存。玻璃化冻存的特性,决定了它会成为细胞冻存领域最具潜力和优势的冻存方法之一,而一款专为玻璃化冻存而研发的细胞冻存液,因其摆脱了传统冻存液中依赖DMSO和血清来保护细胞而导致的安全问题,也必将为细胞治疗行业锦上添花。

参考资料

张源,曾敏,翟博.组织玻璃化冻存技术:优势与尚未完全解决的问题[J].中国组织工程研究,2020,24(23):3751-3755.

张淇,赵国旭,刘艺,张晓慧.最小体积玻璃化冻存技术在生物医学领域的进展和应用[J].中国科学:生命科学,2019,49(01):41-58.