低温保护剂玻璃化临界降温速率的实验确定研究

摘要

在对细胞、组织和器官等生物材料的低温保存中,一般需加入一定种类和浓度的低温保护剂,并针对不同的对象设计特定的降温、复温程序,以避免冰晶形成造成的损伤.事实上,若使细胞及保护剂以极快的降温速率冷却到某一温度,则溶液将过冷并转变为非晶态(玻璃态),从而避免由细胞内外的结晶带来的低温损伤,这就是所谓的玻璃化保存,该方法是低温保存领域20年来的一个热点方向.在相关的动力学参数中,低温保护剂的临界降温速率v<,cr>的确定具有重要的理论和实践意义,如果v<,cr>被低估,则可能会造成细胞的损伤,如果被高估,则无谓增加玻璃化保存的难度.由于物理参数的缺乏,经典结晶动力学给出的临界降温速率的确定方法在低温保存中缺少应用价值,该文根据Boutron的半经验结晶动力学模型,利用差示扫描量热仪(DSC)获得了若干渗透性低温保护剂的临界降温速率和实验验证的临界结晶率,给出了低温保护剂临界降温速率的计算公式的修正结果,并说明了Boutron模型对一些非渗透性保护剂结晶过程的局限性.

目录

文摘

英文文摘

符号表

第一章绪论

1.1生物材料的低温保存及其意义

1.2生物材料的玻璃化保存

1.2.1发展概况

1.2.2研究现状

1.3本文简介

参考文献

第二章溶液玻璃化的理论研究

2.1玻璃化的基本概念

2.2水溶液的结晶

2.3玻璃态的形成

2.3.1粘度与温度的关系

2.3.2Uhlmann结晶动力学

2.4Boutron半经验结晶模型

参考文献

第三章临界降温速率的实验确定

3.1热分析技术在低温生物学中的应用

3.2实验分析

3.3实验过程

3.4实验结果

3.5与他人结果的比较

3.6复合型低温保护剂的结果

3.7非渗透性保护剂的结果

3.8实验结果分析

3.9本章小结

参考文献

第四章结论

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录