細胞凍幹機（細胞(bāo)冷(lěng)凍(dòng)幹(gān)燥機(jī)）：常用細胞凍(dòng)幹保(bǎo)護劑(jì)的應(yīng)用

  凍幹保護劑是凍(dòng)幹(gān)機幹(gān)燥生產中一(yī)種凍幹輔料
。加入(rù)凍幹(gān)保(bǎo)護(hù)劑(jì)的目的是為(wéi)了(liǎo)提(tí)高凍幹產(chǎn)品的(dí)質(zhì)量
。下麵(miàn)例(lì)舉(jǔ)一(yī)些常用(yòng)細(xì)胞凍幹(gān)保護劑的應(yīng)用(yòng)
。

  海藻糖(táng)在對生物膜保存(cún)的(dí)研(yán)究中發(fā)現(xiàn),海(hǎi)藻(zǎo)糖無(wú)疑(yí)優於其它糖(táng)
。這並(bìng)非說其它(tā)糖類(lèi)不(bù)能保護(hù)細胞膜,實際上蔗糖(táng)也能起到(dào)很好(hǎo)的保護(hù)作用(yòng),但(dàn)它(tā)需(xū)要更高的濃(nóng)度
。在一般的凍幹保存中(zhōng),糖類一般(bān)與大分子聚合物共同(tóng)使用,原(yuán)因是(shì)大分子聚合物對(duì)細胞凍存過程中的(dí)相變(biàn)沒有(yǒu)影響,但可(kě)抑(yì)製細(xì)胞(bāo)間(jiān)的(dí)聚集和蛋(dàn)白(bái)的融合,而糖類(lèi)則(zé)可降低熔(róng)點值(Tm)
。在細胞(bāo)凍(dòng)幹過程(chéng)中,對(duì)細胞(bāo)磷(lín)脂(zhī)囊泡(pào)的(dí)保(bǎo)護有(yǒu)2個(gè)必要條件:抑(yì)製囊泡(pào)間(jiān)的(dí)融(róng)合(hé),在幹燥(zào)情(qíng)況下降(jiàng)低(dī)Tm值
。在(zài)溶液(yè)狀(zhuàng)態(tài)下,此種(zhǒng)物質的Tm值(zhí)為-1℃,若(ruò)在不(bù)加(jiā)海(hǎi)藻糖的條件下(xià)幹燥,Tm上升(shēng)到70℃,若(ruò)在幹燥(zào)過程(chéng)中有海(hǎi)藻糖的參與, Tm被抑製(zhì)到-20℃,凍(dòng)幹(gān)物質(zhì)可維持在液(yè)晶狀態(tài)並在復水過程中不發(fā)生相變
。大分(fēn)子(zǐ)聚(jù)合物和糖(táng)類這2種物(wù)質的聯合應(yīng)用(yòng)滿足了細(xì)胞有效凍(dòng)幹的要求(qiú)
。當然(rán),越來越多的研(yán)究(jiū)證(zhèng)明,隻有進入到(dào)細胞(bāo)內(nèi)部(bù),海(hǎi)藻糖在凍(dòng)幹(gān)時才(cái)能對胞內(nèi)蛋白和細胞(bāo)膜(mó)起到(dào)有效(xiào)的保(bǎo)護作用(yòng)
。  

   聚(jù)乙烯(xī)吡(pǐ)咯(kǎ)酮(tóng)(polyvinylpyrrolidone,PVP)是一種多(duō)聚(jù)體(tǐ),它對生物體(tǐ)或生物(wù)大分子(zǐ)具有(yǒu)非(fēi)特(tè)異性保護(hù)作用;同(tóng)時它也是一(yī)種非滲透(tòu)性保護劑,在細胞凍(dòng)幹(gān)保存(cún)中常(cháng)與(yǔ)糖(táng)類(lèi)一起,主要通過與(yǔ)糖(táng)類間(jiān)的(dí)氫鍵作用(yòng)和改變糖類的玻璃(lí)化(huà)溫度發揮作(zuò)用(yòng),不同濃(nóng)度和不(bù)同分(fēn)子(zǐ)量的(dí)PVP的作用(yòng)不(bù)一(yī)樣
。大分(fēn)子量的PVP能夠更(gēng)有(yǒu)效地抑(yì)製(zhì)蔗(zhè)糖的結(jié)晶作(zuò)用(yòng),通過(guò)穩定糖(táng)類(lèi)的玻璃化結構,這些多聚(jù)物還可(kě)以提(tí)高共同凍幹(gān)的蛋白(bái)和肽(tài)類(lèi)的穩定性
。增(zēng)加(jiā)PVP的(dí)濃度和分(fēn)子(zǐ)量(liáng)也可以(yǐ)增加非結晶(jīng)型糖類的(dí)物理穩定性(xìng)
。  

  鹽類在凍(dòng)幹機的(dí)冷凍幹燥中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)：溶(róng)液在(zài)結冰時(shí),其(qí)中的溶質(zhì)濃度必然會(huì)慢(màn)慢(màn)增(zēng)大(dà),鹽類(lèi)產生的電解質離(lí)子可明顯(xiǎn)降低(dī)其(qí)Tg值(zhí),比如在10%的(dí)葡(pú)聚糖(táng)，PVP，乳糖(táng)和蔗(zhè)糖的溶液中加入(rù)2%的NaCl可使(shǐ)Tg值下降14~18℃
。磷(lín)酸鈉(nà)對(duì)Tg值(zhí)的影(yǐng)響較(jiào)小,但是當將10%的PVP溶(róng)液中加入(rù)1%~%的磷酸(suān)鈉(nà)可(kě)以引起(qǐ)在低溫熱能(néng)曲綫中的第(dì)2個(gè)玻璃(lí)化,暗示了在凍(dòng)幹液中(zhōng)的相(xiāng)分離(lí)
。電解(jiě)質誘(yòu)導(dǎo)Tg值變化的(dí)zui可能(néng)的(dí)機(jī)製(zhì)是它(tā)可以增(zēng)加凍(dòng)幹液中(zhōng)非冰凍(dòng)水的(dí)含(hán)量,而這非冰(bīng)凍(dòng)水起到(dào)了(liǎo)增塑(sù)劑的(dí)作(zuò)用,並且降(jiàng)低了Tg值(zhí)
。有些(xiē)鹽類(lèi)會分離蛋白和(hé)PVP聯(lián)合,在(zài)冰(bīng)晶(jīng)中把(bǎ)它們分成蛋白富(fù)集區和PVP富(fù)集(jí)相,這(zhè)一結果強調(tiáo)了(liǎo)在(zài)凍幹保護(hù)液中減少(shǎo)鹽(yán)加(jiā)入(rù)量的重(zhòng)要(yào)性(xìng)
。  

為了獲得在凍(dòng)幹(gān)前後(hòu)形(xíng)態一(yī)致和(hé)功能穩(wěn)定的細(xì)胞(bāo),很多糖(táng)類或(huò)多(duō)聚物(wù)經(jīng)常被(bèi)用做溶(róng)液凍融(róng)和凍幹過程中非特定蛋白質(zhì)和膜的穩(wěn)定劑,它們既(jì)是有(yǒu)效的低(dī)溫保(bǎo)護劑(jì),又是很好(hǎo)的(dí)凍(dòng)幹保護(hù)劑(jì),它們對(duì)凍(dòng)結的影(yǐng)響取決(jué)於種(zhǒng)類(lèi)和(hé)濃(nóng)度
。但是細胞(bāo)種類(lèi)很多,所含蛋白也不(bù)盡相同(tóng),而且物(wù)理化學性質各(gè)異,因此(cǐ)不(bù)同(tóng)的(dí)細胞需要不同(tóng)的保(bǎo)護劑(jì)
。在(zài)選擇(zé)凍幹保護(hù)劑(jì)的配(pèi)方時,必(bì)須(xū)進行大量嚴格(gé)的試(shì)驗(yàn),這(zhè)對任(rèn)何一種(zhǒng)細胞(bāo)凍(dòng)幹工藝的(dí)探索都(dū)是(shì)一(yī)項極為(wéi)重(zhòng)要的(dí)工(gōng)作
。

文(wén)章(zhāng)原創(chuàng):上海(hǎi)拓紛製(zhì)冷(lěng)設備(bèi)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司