物理场辅助生物材料冷冻保存技术研究进展

摘要

低温保存技术对于胚胎干细胞、血液、珍稀动植物物种资源的长期保存,以及人体器官活体移植等具有重要意义,是现代生命科学中一个重要的研究领域.目前制约低温保存效果最关键因素是冷冻保存过程对生物组织产生的低温损伤,主要有胞内外形成的冰晶造成的机械应力损伤及由此引起细胞内外渗透压的改变造成的溶质损伤等.抑制冰晶形成与生长的方法,除了传统的添加低温保护剂和提高降温速率外,近年来很多学者致力于通过一些物理因子(包括高压强、超声波、微波、静态或低频电磁场)干扰生物材料在低温冷冻过程中晶核的形成与冰晶的生长,目的是达到低损伤甚至无损伤低温保存效果.本文综述了不同物理场辅助低温冷冻保存技术在生物细胞、组织及食品保鲜等领域的应用进展.已有研究表明不同物理场均可影响生物材料低温冷冻过程中水分子的相变,进而影响冰晶的结构和组成,提高生物材料长期低温保存效率,但是其作用机制不同.