细胞低温保存新策略：基于微滴负压蒸发预脱水的新策略
发布时间：
2026-06-22
2026年，上海理工大学、银丰低温医学专家委员会委员胥义教授团队在细胞低温保存领域取得重要突破，提出一种基于微滴负压蒸发预脱水的新策略，显著提升细胞与3D细胞聚集体的冷冻复苏质量。相关研究成果近期发表于国际知名期刊，为再生医学和生物样本库建设提供了高效、低毒的解决方案。
研究背景：低温保存的现实困境
细胞与类器官的冷冻保存，是再生医学、药物筛选及生物样本库建设的核心环节。目前主流的慢速冷冻与玻璃化冷冻方法，长期受困于两大难题：冰晶损伤：细胞内结冰会刺破膜结构，造成不可逆损伤；渗透胁迫与毒性：高浓度低温保护剂（CPA）虽抑制冰晶形成，却易引发化学毒性，尤其在三维（3D）细胞聚集体中，CPA难以均匀渗透，导致外层细胞受损、内层保护不足。传统加载方式依赖扩散作用，耗时10–30分钟，不仅效率低，还加剧细胞损伤，成为制约类器官规模化应用的瓶颈。
核心技术：负压蒸发实现快速“预脱水”
胥义团队创新性地提出微滴负压蒸发预脱水策略（如下图）。其核心在于利用微滴气-液界面的蒸发行为，在密闭腔室中施加约 -0.09 MPa 负压，并维持 4°C 低温，通过界面蒸发使液滴表层CPA瞬时浓缩，形成渗透压梯度。这一物理过程驱动水分子快速外流，同时促使CPA高效进入细胞及3D聚集体内部，将细胞暴露在高浓度CPA中的时间大幅缩短，有效规避了传统方法的传质不均与毒性积累问题。
实验结果：高存活率与功能完整性
实验数据显示，该技术对单细胞悬液与3D细胞聚集体均表现优异：复苏存活率 >95%；聚集体维持正常增殖活性、成球形态及分化潜能；无明显冰晶形成与结构塌陷；与传统方法相比，该技术不仅提升了保存效率，还显著降低了CPA用量与细胞应激反应，为高通量、自动化低温保存提供了可行路径。该策略在再生医学（如干细胞移植、类器官移植）、药物筛选（高通量细胞模型保存）及生物样本库（珍稀细胞资源长期存储）中具有广阔应用前景。
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