低溫保存的應(yīng)用發(fā)展

生物細(xì)胞內(nèi)的酶在低溫下活性會(huì)受到抑制，生化反應(yīng)、代謝過(guò)程會(huì)減弱，根據(jù)Arrhenus公式k=A/ee.4/rt可知生化反應(yīng)速率k與溫度指數(shù)呈正相關(guān)，因此降低溫度抑制生化反應(yīng)速率，有希望使得生物體得到長(zhǎng)時(shí)間的保存。從古代用冰舊保存食物，到現(xiàn)在用超低溫冰箱、液氮保存生物活性材料，低溫保存技術(shù)越來(lái)越受重視。氣相液氮罐

低溫保存使得生物的多樣性、活性、生育力得到保存，并且能抑制微生物的巧殖，比如在挪威建立的“末日種子庫(kù)”，通過(guò)低溫保存了世界上大量的農(nóng)作物種子，種子在低溫下能保存千年當(dāng)至上萬(wàn)年，從而確保農(nóng)作物的生物多樣性，防止農(nóng)作物因氣候、災(zāi)難減產(chǎn)或者絕種；通過(guò)低溫保存人體的器官，保證器官離體后的活性，為器官移植提供可操作時(shí)間；通過(guò)保存動(dòng)物的巧子、巧子，從而保存優(yōu)秀的品種或者延長(zhǎng)生育時(shí)間。

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雖然從古代開(kāi)始就有用冰做冷媒直接保存食物的應(yīng)甩，但是保存媼度不是很低，保存時(shí)間短，易污染，而深化溫保存能抑制微生物的繁殖及生化反應(yīng)活動(dòng)，極大的延長(zhǎng)生物體的保存時(shí)間。1937年低溫生物學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者luyet指出低溫保存過(guò)程應(yīng)抑制冰晶形成，并隨后在1938年成功用液態(tài)空氣玻璃化保存青蛙精液，預(yù)示了生物體長(zhǎng)時(shí)間深低溫保存的可能。現(xiàn)代低溫生物學(xué)獲得突破進(jìn)展是開(kāi)始于1949年英國(guó)生物學(xué)家polge和smith化偶然發(fā)現(xiàn)添加了甘油的巧子在經(jīng)過(guò)低溫后的活性得到保存這一重大發(fā)現(xiàn)。從此,低溫生物學(xué)得到了蓬勃的發(fā)展，對(duì)低溫?fù)p巧機(jī)制和低溫保護(hù)劑的作用機(jī)制在這個(gè)過(guò)程中也得到了研究發(fā)展。

目前低溫保存主要應(yīng)用在兩個(gè)方面，一是細(xì)胞懸浮液（單細(xì)胞或多細(xì)胞）的低溫保存，如血細(xì)胞、干細(xì)胞，動(dòng)物配子、胚胎；另一方面是離體組織、器官的長(zhǎng)時(shí)間保存。而對(duì)生命體的低溫保存，目前僅限于一些微尺度的原生動(dòng)物，線蟲(chóng)，蠕蟲(chóng)，以及本身具有抗凍能力的動(dòng)物如樹(shù)蛙，靠近北極圈的果巧，對(duì)哺亂動(dòng)物的低溫保存仍在探索中。人體的長(zhǎng)時(shí)間深低溫保存是化溫生物學(xué)的最終夢(mèng)想，Alcor等公司對(duì)即死亡的人體進(jìn)行灌注低溫保護(hù)劑等一系列處理后放入液氮低溫保存，W期望在將來(lái)能復(fù)蘇，但就目前技術(shù)來(lái)說(shuō)，到實(shí)現(xiàn)仍有一大段距離。氣相液氮罐