利用液氮冷凍精子卵子甚至人體是如何實現的？

01-24

在一般的冷凍（比如冰箱冷凍室）條件下細胞結構會被破壞，為什麼液氮冷凍不會出現這樣的情況？

細胞凍存時是逐步緩慢冷凍的，如果細胞在不加任何保護劑的情況下直接冷凍，細胞內外的水分都會很快形成冰晶，冰晶的形成將引起非常多的不良影響。

冰晶會造成細胞內空間結構的變化，蛋白質變性，還能直接破壞DNA的正常結構，直接導致細胞死亡。

所以凍存細胞的時候需要採用甘油或者二甲基亞碸（DMSO）來作為保護劑，這兩種物質能降低冰點，增加細胞膜的通透性，使細胞內的水分滲透到細胞外形成冰晶，減少歲細胞內的破壞。

在實際操作的時候，要按照一定的時間、程序來逐步降低溫度，並不是直接放到液氮中進行「速凍」。。

降溫過快會影響水分滲出，過慢則促進冰晶的形成。

以往傳統有採用：

將凍存的細胞置於4℃2h，0℃4h，-20℃過夜，次日取出懸掛液氮罐口30min後，下降到液氮中保存。
（龔守良.實用基礎醫學實驗技術[M].吉林:吉林科學技術出版社,1990.233-245.）

也有文獻表示這樣的方法並不好，而是採用：

將所需凍存的細胞加入凍存液後直接置於-70℃冰箱中過夜,第2天放入液氮中。
（曾艷, 付浩, 韋星呈,等. 腫瘤細胞凍存方法的探討[C]. 第五屆瀋陽科學學術年會. 2008:156-157.）

在細胞培養方面，司徒鎮強在1996年出版的《細胞培養》一書中給出了3種不同的方法。

1、標準的凍存程序為降溫速率：1~2℃/分；當溫度達到-25℃以下時，可增至5~10℃/分；到-100℃時，可迅速放入液氮中。這裡可以使用能精確控制溫度的細胞凍存器。
如果沒有該設備，還給出了其他方法：
2、將細胞放入-70℃冰箱中，經過3h後取出，放入液氮內。
3、或者將細胞從液氮容器口緩慢放入，按照1℃/分的速度降溫，在30~40分鐘內到達液氮表面，保持30分鐘後放入液氮。

（司徒鎮強. 細胞培養[M]. 世界圖書出版公司西安分公司, 1996.）

理論上按照程序進行凍存的細胞，在液氮充足，溫度不發生巨大變化的條件下，是可以長年保存的。

而在-70℃冰箱中，儘管溫度也很低，但是保存的時間要顯著低於液氮。

所以回到題主的問題，實驗室進行細胞保存是需要加入保護劑，以及按照一定的規範流程進行操作的，並不是直接扔到液氮中，更不是放到普通冰箱里。

冷凍液，國內吹噓得再好也要用進口的。誰的精子誰知道…

有人邀請雖然已經有人答的比較全面啦，我還是補充一下。

第一細胞凍存最好不要長時間放在負八十。

第二有些細胞是不能被凍存的，如神經元等

細胞內的水在降溫過程中會形成冰晶，冰晶的生長會破壞細胞內細胞器DNA等的物理結構，使細胞失去生物活性。所以讓細胞內的水在降溫過程中迅速度過結晶溫度，達到玻璃態溫度是保證活性的關鍵（大概-150多吧）。當然復甦的過程也是一樣的。

所以有個偷懶的設備叫程序降溫儀，充液氮的，用來控制降溫速率，摸索下條件以後就可以重複的進行了

一般低於零下的儲存我們會用-70度以下的冰箱，-150度以下的液氮蒸汽，-196度的液氮。長期保存大的組織還是建議放液氮蒸汽，選個好點的氣相液氮罐，這玩意兒巨貴。

總體來說，現在凍個細胞，精子卵子幹細胞血液啥的都不難，我們這塊兒最大的凍過1cm見方，厚度1mm的組織，保證活性的情況。

吐槽下凍人體的，以那麼大的體積，現在的手段基本無法保證全身細胞都能迅速度過結晶溫度，細胞的細微結構是破壞殆盡了……

再說句題外話，所以凍過的肉不好吃……

嗯吶，不過現在胚胎實驗室基本採用玻璃化冷凍的方法了，這個方法基本可以"直接放到液氮里"，這個方法更快一些。

凱美洛採用的是顆粒冷凍保存方法，超低溫液氮冷凍。國內首家犬精子銀行。是要加入保護液來防止水分晶體話破壞細胞結構。但是超低溫急速冷凍可以快速液化，不會破壞細胞壁。然而人體的話太大了，並不能快速冷凍。人體冷凍也是只能死亡之後有過兩例，但是精子等根據評估結果是活體直接冷凍不一樣的。