科幻電影中將凍存若干年的生命體重新解凍復活的情節在生命科學(xué)研究過(guò)程中每一天都在上演。為了將每一種有生命的細胞較好的保存其原有的細胞特性或者長(cháng)久的保存種質(zhì)資源，實(shí)驗人員往往將細胞用特殊配置的細胞凍存液保存于-196℃的液氮，使得細胞暫時(shí)脫離生長(cháng)狀態(tài)，等到實(shí)驗需要的時(shí)候再從液氮中取出復蘇應用。在這一看似神奇的生命存儲過(guò)程中，我們不禁要問(wèn)細胞凍存液是如何保護每一個(gè)細胞生命的？

細胞這一微小的生命體和地球的其它生命相似，機體的主要成份是由液態(tài)的H2O組成，但是其結構微小復雜，內部任何的物理?yè)p傷對于它都是致命的。水在低于零度的條件下會(huì )結冰。如果將細胞懸浮在純水中，隨著(zhù)溫度的降低，細胞內外的水份都會(huì )結冰，所形成的冰晶會(huì )造成細胞膜和細胞器的破壞而引起細胞死亡，這種因細胞內部結冰而導致的細胞損傷稱(chēng)為細胞內冰晶的損傷。如果將細胞懸浮在溶液中，隨著(zhù)溫度的降低，細胞外部的水分會(huì )首先結冰，從而使得未結冰的溶液中電解質(zhì)濃度升高。如果將細胞暴露在這樣高溶質(zhì)的溶液中且時(shí)間過(guò)長(cháng)，細胞膜上脂質(zhì)分子會(huì )受到損壞，細胞便發(fā)生滲漏，在復溫時(shí)，大量水分會(huì )因此進(jìn)入

細胞內，造成細胞死亡。這種因保存溶液中溶質(zhì)濃度升高而導致的細胞損傷稱(chēng)為溶質(zhì)損傷或稱(chēng)溶液損傷。當溫度進(jìn)一步下降，細胞內外都結冰，產(chǎn)生冰晶損傷。但是如果在溶液中加入冷凍保護劑，則可保護細胞免受溶質(zhì)損傷和冰晶損傷。因為冷凍保護劑容易同溶液中的水分子結合，從而降低冰點(diǎn)，減少冰晶的形成，并且通過(guò)其摩爾濃度降低未結冰溶液中電解質(zhì)的濃度，使細胞免受溶質(zhì)損傷，細胞得以在超低溫條件下保存。在復蘇時(shí)，一般以很快的速度升溫，1-2分鐘內即恢復到常溫，細胞內外不會(huì )重新形成較大的冰晶，也不會(huì )暴露在高濃度的電解質(zhì)溶液中過(guò)長(cháng)的時(shí)間，從而無(wú)冰晶損傷和溶質(zhì)損傷產(chǎn)生，凍存的細胞經(jīng)復蘇后仍保持其正常的結構和功能。冷凍保護劑對細胞的冷凍保護效果還與冷凍速率、冷凍溫度和復溫速率有關(guān)。而且不同的冷凍保護劑其冷凍保護效果也不一樣。

冷凍保護劑甘油或二甲基亞砜（DMSO）分子量小、溶解度大、細胞膜通透性好，可以使冰點(diǎn)下降，提高細胞膜對水的通透性，且對細胞無(wú)明顯毒性。DMSO能夠快速穿透細胞膜進(jìn)入細胞，降低冰點(diǎn)、延緩凍存過(guò)程，同時(shí)提高細胞膜通透性，提高細胞內離子濃度，減少細胞內冰晶的形成，從而減少細胞損傷達到保護細胞的目的。【不銹鋼通風(fēng)柜】通風(fēng)柜應具有這幾項功能