脐带血干细胞玻璃化保存的理论及实验研究

作     者：方立英 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈光明;张绍志

授予年度：2003年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

主      题：脐带血干细胞 玻璃化 反玻璃化 DMSO胞内冰 

摘      要：本文首次提出了采用玻璃化方法进行脐带血干细胞保存的思想，并进行了相应的理论和实验研究。 在理论计算中，本文采用细胞脱水、冰晶成核和扩散控制的晶核长大三部分耦合模型来研究脐带血干细胞在DMSO溶液中进行降温和复温过程中胞内冰形成的情况。模型预测和解释了降温和复温过程中冷却速率和复温速率对胞内冰形成的影响，同时提出了成功实现脐带血干细胞玻璃化的降温速率和复温速率应不低于400℃／min和500℃／min的结论。这为实验研究的进行提供了很好的借鉴作用。 在实验研究中，采用两步法进行脐带血干细胞的玻璃化保存。先将含有细胞的培养液、0.9％的NaCl和2.0M的DMSO溶液配制成分别DMSO浓度为1.0M、1.5M、1.75M的脐带血干细胞溶液，将配好的玻璃化溶液置于4℃静置20分钟使脐带血干细胞的玻璃化溶液达到细胞内外溶液平衡，然后将其投入液氮中大约24小时左右，最后将液氮中的细胞取出37℃水浴复温，细胞存活率达到了80％以上。在这一降温—复温过程中，在—100℃～0℃温区范围内降温速率和复温速率都在800／min以上，也就是说在降温和复温过程中几乎没有胞内冰的形成，成功实现了脐带血干细胞的玻璃化保存并避免了复温过程中的反玻璃化现象。这与理论计算的结果是一致的。