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微液滴自然蒸发加载低温保护剂的细胞渗透特性与损伤评估

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本文提出了一种微液滴自然蒸发加载低温保护剂的方法,借助图像处理技术,结合细胞渗透模型与损伤模型进行理论分析,系统研究了初始体积和初始浓度对微液滴自然蒸发加载低温保护剂过程的细胞渗透特性与损伤的影响,并与传统低温保护剂加载方法(一步加载、两步加载)进行对比.研究结果表明:微液滴的初始体积越小,蒸发速率越快,低温保护剂更易达到目标浓度,能够有效缩短加载时间(1 μL相比 5 μL缩短 4 907 s);随着低温保护剂初始浓度的降低,加载时间逐渐增长(0.5 M和2.5 M分别为 2 460、1 346 s),但造成的细胞体积变化极值显著减小(0.5 M和2.5 M分别为初始体积的14%和43%),累积毒性损伤也会显著降低(0.5 M和 2.5 M分别为 23.05、47.53);微液滴自然蒸发加载相比传统加载方法可显著提高细胞存活率与细胞增殖能力(P<0.05),其细胞存活率为96.73%±0.54%,比一步加载提升16%,且培养48 h的细胞贴壁情况显著优于两步加载.表明该新方法能够简化低温保护剂加载流程,并能有效降低细胞损伤.
Evaluation of Cell Permeability Characteristics and Damage during Natural Evaporation of Cryoprotectant-loaded Microdroplets

cryopreservationcryoprotectantsdroplet evaporationosmotic injurytoxic damage

刘林峰、崔梦冬、占太杰、何伟、胥义

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上海理工大学生物系统热科学研究所 上海市生物资源低温保存技术服务平台上海市肿瘤能量治疗技术与器械协同创新中心 上海 200093

低温保存 低温保护剂 液滴蒸发 渗透损伤 毒性损伤

国家自然科学基金

52076140

2023

10.3969/j.issn.0253-4339.2023.06.156

制冷学报
中国制冷学会

制冷学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.672
ISSN：0253-4339
年,卷(期)：2023.44(6)
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