在細(xì)胞凍存過程中加入DMSO(二甲基亞砜)的主要原因是其作為冷凍保護(hù)劑(Cryoprotectant)的關(guān)鍵作用，具體機(jī)制如下:

1.防止冰晶損傷

冰晶的形成:低溫冷凍時，細(xì)胞內(nèi)外水分會結(jié)晶，尖銳的冰晶會刺破細(xì)胞膜和細(xì)胞器，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。DMSO的作用:DMSO 是一種滲透性保護(hù)劑，可穿透細(xì)胞膜，與細(xì)胞內(nèi)水分結(jié)合，降低水的冰點，減少冰晶的形成，使水在低溫下形成玻璃態(tài)(非結(jié)晶固態(tài))，從而減輕物理損傷。

2.維持細(xì)胞滲透壓平衡

DMSO 能部分替代細(xì)胞內(nèi)的水分，減少冷凍過程中因細(xì)胞脫水導(dǎo)致的體積劇烈變化(如細(xì)胞皺縮或膨脹破裂)。

與培養(yǎng)基中的其他成分(如胎牛血清)協(xié)同作用，緩沖細(xì)胞在冷凍-復(fù)蘇過程中的滲透壓沖擊。

3.保護(hù)細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

DMSO 可穩(wěn)定細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)，防止低溫下膜流動性降低導(dǎo)致的破裂。

通過減少氧化應(yīng)激和蛋白質(zhì)變性，保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的生物大分子功能。

4.使用注意事項

濃度:通常使用5%~10%的 DMSO，濃度過高會引發(fā)細(xì)胞毒性，過低則保護(hù)不足。

程序降溫:需配合緩慢降溫(如使用程序降溫儀)，避免溫度驟變。

復(fù)蘇后清洗:解凍后需盡快去除含DMSO 的培養(yǎng)液，避免長期暴露導(dǎo)致細(xì)胞損傷。

為什么選擇 DMSO而非其他保護(hù)劑?

滲透效率高:相比甘油(另一種滲透性保護(hù)劑)，DMSO 更快穿透細(xì)胞膜，適合哺乳動物細(xì)胞。

適用性廣:對多數(shù)貼壁細(xì)胞和懸浮細(xì)胞(如HEK293、CHO、免疫細(xì)胞等)兼容性較好。替代方案

總結(jié):DMSO 通過減少冰晶形成、平衡滲透壓和保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，顯著提高凍存細(xì)胞的存活率，是細(xì)胞低溫保存中不 可 huo 缺 的關(guān)鍵成分。

某些無血清凍存液可能使用非滲透性保護(hù)劑(如蔗糖、海藻糖)，通過形成玻璃態(tài)保護(hù)細(xì)胞，但需配合滲透性保護(hù)劑(如DMSO)以增強(qiáng)效果。