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技术文章 / article
细胞冻存液在生物与医疗领域的应用价值
2025-09-10 浏览次数：125
在细胞生物学研究、临床细胞治疗、疫苗研发等领域，长期保存细胞样本并维持其活性与功能，是推动科研进展与临床应用的关键前提。普通冷冻过程中，细胞内易形成冰晶，破坏细胞膜与细胞器，导致细胞死亡，而细胞冻存液凭借“抑制冰晶形成、维持细胞稳态”的核心能力，成为细胞长期保存的核心试剂，为生物样本资源的留存与利用提供可靠保障。
细胞冻存液的核心工作原理，是通过“物理保护+化学调控”双重机制，降低冷冻损伤。当细胞处于低温环境时，冻存液中的关键成分会发挥协同作用：一是抗冻保护剂，分为渗透性与非渗透性两类——渗透性保护剂可穿透细胞膜，进入细胞内部降低胞内溶液冰点，减少冰晶形成；非渗透性保护剂则停留在细胞外，通过提高胞外渗透压，抑制水分子向细胞内聚集，进一步减少冰晶对细胞膜的机械损伤。二是细胞营养与缓冲成分，如葡萄糖、氨基酸可维持细胞在冷冻前的基础代谢，HEPES、碳酸氢盐等缓冲剂则能稳定溶液pH值，避免低温下pH波动对细胞的刺激。三是抗菌成分，可防止冻存过程中微生物污染，保障细胞样本纯度。这些成分按特定比例搭配，能将细胞冻存后的复苏存活率提升至80%以上，甚至部分敏感细胞可达到95%以上。
在生物与医疗领域，细胞冻存液的应用价值贯穿多个关键场景。在科研领域，它是细胞库建设的核心支撑——可长期保存肿瘤细胞系、模式动物细胞、基因编辑细胞等，为后续细胞增殖、分化、药物筛选等研究提供稳定的样本来源，避免因细胞传代次数过多导致的遗传背景改变；在临床细胞治疗中，如CAR-T细胞治疗、造血干细胞移植，冻存液可在细胞采集后至回输前的时间段内，维持细胞活性与治疗功能，确保细胞回输到患者体内后能正常发挥杀伤肿瘤或重建造血功能的作用；在疫苗与生物制剂研发中，可用于保存病毒感染细胞、疫苗生产用细胞株，保障疫苗生产过程的连续性与稳定性。此外，针对不同细胞类型的特性，冻存液还可定制化配方——例如无血清冻存液可避免血清带来的批次差异与外源因子污染，适用于临床级细胞保存；低DMSO冻存液则能减少高浓度DMSO对敏感细胞的毒性，拓宽冻存液的适用范围。
使用细胞冻存液时，需遵循规范操作以确保细胞保存效果：一是冻存液配制与选择，需根据细胞类型选择适配配方，且DMSO需提前预冷至4℃，避免高温DMSO损伤细胞；二是冻存操作流程，细胞需在对数生长期收集，与冻存液混合时动作轻柔，避免剧烈震荡破坏细胞，随后需遵循“梯度降温”原则，缓慢降低温度以减少冰晶形成；三是复苏与质量检测，复苏时需将冻存管快速放入37℃水浴中融化，避免缓慢融化导致二次冰晶损伤，复苏后需通过台盼蓝染色检测细胞存活率，确保细胞活性符合实验或临床要求；四是储存与安全，冻存液需避光密封储存于4℃或-20℃，DMSO具有一定挥发性与刺激性，操作时需在通风橱内进行并佩戴防护手套。随着细胞治疗、再生医学等领域的快速发展，细胞冻存液正朝着“无毒性、高稳定性、通用型”方向升级，如开发基于天然多糖的新型抗冻保护剂，进一步提升细胞保存的安全性与长期稳定性，为生物样本资源的高效利用与临床转化提供更强力的支持。
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