電影《太空旅客》里，未來(lái)的地球人搭太空船移民其他星球，上百年的飛行時(shí)光中，人們躺到休眠艙里保存有限的生命，男主角 Jim 是其中一名乘客，卻意外提早了 90 年起床，故事就由此開(kāi)始。
相信做過(guò)長(zhǎng)期細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的各位都知道，凍存細(xì)胞很重要，就像知道未來(lái)星際旅行要躺到休眠艙里睡覺(jué)一樣！但，你明白其中的道理嗎？

細(xì)胞凍存的好處

• 節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間、我們的時(shí)間和老師的經(jīng)費(fèi)。
• 給失敗的實(shí)驗(yàn)，多幾次洗心革面的機(jī)會(huì)。
• 確保重復(fù)實(shí)驗(yàn)的一致性。
• 確保未來(lái)實(shí)驗(yàn)的連接性。

所以這看似小小的一步，其實(shí)非常重要��！

細(xì)胞凍存的基本原理：

細(xì)胞代謝過(guò)程需要各種蛋白酶的參與，而這些蛋白酶在環(huán)境溫度低于-70℃ 以下時(shí)會(huì)集體罷工，使代謝活動(dòng)近乎停止，細(xì)胞因此進(jìn)入睡美人狀態(tài)，使細(xì)胞「不會(huì)老」，所以可以長(zhǎng)期保存。冷凍凝固的過(guò)程中，水分會(huì)在 0℃～-20℃ 區(qū)間形成不同形狀的結(jié)晶「下圖 1」，因此在細(xì)胞凍存時(shí)「降溫速度、冰晶形成量和細(xì)胞滲透壓改變程度」是影響凍存成功與否的重要關(guān)鍵。

• 手動(dòng)程序降溫：最傳統(tǒng)的降溫法，將細(xì)胞依序放在 4℃（30 分鐘）、-20℃（1 小時(shí)）、-80℃（過(guò)夜）；操作過(guò)程耗時(shí)久，容易做到一半就忘記。
• 程序冷凍儀：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是特殊設(shè)計(jì)冷庫(kù)，內(nèi)建程序能準(zhǔn)確控溫，使細(xì)胞以每分鐘-1℃ 的速度降至-135℃。
• 程序降溫盒：一般最廣泛使用的降溫法，為一種特制冷凍容器（填充二甲基甲醇或依靠特制金屬導(dǎo)熱），使細(xì)胞以每分鐘約-1℃ 的速度降至-80℃。

快狠準(zhǔn)地叫醒細(xì)胞：

將凍存在-196℃ 液態(tài)氮中的細(xì)胞凍存管快速移至已 37℃ 預(yù)熱的水浴鍋中（水面需低于管口，避免水分意外進(jìn)入凍存管），使細(xì)胞冷凍懸液迅速融化；此做法能讓細(xì)胞冷凍懸液快速通過(guò)-20℃～0℃ 這個(gè)結(jié)晶形成溫度范圍（圖 1），使凍存時(shí)細(xì)胞外的冰晶迅速融化，避免冰晶進(jìn)入細(xì)胞形成再結(jié)晶，對(duì)細(xì)胞造成二次傷害。細(xì)胞復(fù)蘇速度太慢，就會(huì)像艦長(zhǎng)一樣「醒來(lái)卻一身病」，電影全程出現(xiàn)不到半小時(shí)就下去領(lǐng)盒飯啦！

最后祝各位穿越時(shí)空的細(xì)胞,  都能像電影主角一樣擁有美麗結(jié)局。

Reference

• Fesenmaier K: Caltech Physicist Explains Why Snowflakes Are So Thin and Flat, 2011
• CryopreservationGuide: The basics of cellular cryopreservation for research & clinicaluse., Biological Industries Israel Beit Haemek Ltd., 2017

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