轉(zhuǎn)化細胞冷凍保護劑是指可以保護細胞免受冷凍損傷的物質(zhì)。冷凍保護劑常常配制成一定的溶液。一般來講，只有紅細胞、大多數(shù)微生物和極少數(shù)有核的哺乳動物細胞懸浮在不加冷凍保護劑的水或簡單的鹽溶液中，并以zui適的冷凍速率冷凍，可以獲得活的凍存物。
但對于大多數(shù)有核哺乳動物細胞來說，在不加冷凍保護劑的情況下，無zui適冷凍速率可言，也不能獲得活的冷凍物。例如將小鼠骨髓細胞懸浮在不加冷凍保護劑的平衡鹽溶液中，并以0.3～600℃/min 的冷凍速率降溫冷凍，98% 以上的細胞會死亡；而加入甘油冷凍保護劑進行冷凍保存時，98% 以上的細胞都可存活。
冷凍保護劑可分為滲透性和非滲透性兩類。
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滲透性冷凍保護劑
滲透性冷凍保護劑可以滲透到細胞內(nèi)，一般是一些小分子物質(zhì)，主要包括甘油、DMSO、乙二醇、丙二醇、乙酰胺、甲醇等。其保護機制是在轉(zhuǎn)化細胞冷凍懸液*凝固之前，滲透到細胞內(nèi)，在細胞內(nèi)外產(chǎn)生一定的摩爾濃度，降低細胞內(nèi)外未結(jié)冰溶液中電解質(zhì)的濃度，從而保護細胞免受高濃度電解質(zhì)的損傷，同時，細胞內(nèi)水分也不會過分外滲，避免了細胞過分脫水皺縮。
甘油和DMSO并不防止細胞內(nèi)結(jié)冰，在使用該類冷凍保護劑時，需要一定的時間進行預(yù)冷，讓甘油或DMSO等成分滲透到細胞內(nèi)，在細胞內(nèi)外達到平衡以起到充分的保護作用。
目前DMSO的應(yīng)用比甘油更為廣泛，但要注意的是，DMSO在常溫下對細胞的毒性作用較大，而在4℃時，其毒性作用大大減弱，且仍能以較快的速度滲透到細胞內(nèi)。所以，凍存時DMSO平衡多在4℃下進行，一般需要40～60分鐘。
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非滲透性冷凍保護劑
非滲透性冷凍保護劑不能滲透到細胞內(nèi)，一般是些大分子物質(zhì)，主要包括聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、蔗糖、聚乙二醇、葡聚糖、白蛋白以及羥乙基淀粉等。其保護機制的假說很多，其中有一種可能是，聚乙烯吡咯烷酮等大分子物質(zhì)可以優(yōu)先同溶液中水分子結(jié)合，降低溶液中自由水的含量，使冰點降低，減少冰晶的形成；同時，由于其分子量大，使溶液中電解質(zhì)濃度降低，從而減輕溶質(zhì)損傷。
結(jié)語
不同的冷凍保護劑有不同的優(yōu)、缺點。目前一般多采用聯(lián)合使用兩種以上冷凍保護劑組成保護液。由于許多冷凍保護劑（如 DMSO）在低溫下能保護轉(zhuǎn)化細胞，但在常溫下卻對細胞有害，故在細胞復(fù)溫后應(yīng)及時洗滌冷凍保護劑。