优秀的细胞冻存“工具人”——二甲基亚砜DMSO

二甲基亚砜（Dimethyl Sulfoxide，简称DMSO）是一种含硫有机化合物，常温下为无色无臭的透明液体，具有高极性、高沸点、热稳定性好、非质子、与水混溶的特性，能溶于乙醇、丙醇、苯和氯仿等大多数有机物。

在各个领域都有广泛应用的它，不仅在工业中频繁出现，还在科研实验中发挥着重要作用。由于其对多种药物具有溶解性和渗透性，同时还具有消炎、止痛、利尿、镇静和促进伤口愈合等作用，因此被国外称为“万能药”。

作为一位杰出的"工具人"，二甲基亚砜在实验室、医学和健康领域都发挥着尽职尽责的后勤作用。然而，今天，我将向大家介绍一个特定领域的应用，即DMSO在细胞冻存中的重要知识。

在大多数细胞系中，随着细胞的衰老和演化，它们会不断积累变化，导致表型和基因型的“培养漂移”。然而，通过在冻存过程中采用适当的操作和优化的条件，可以减少这种变化，从而保护细胞的特性。因此，细胞冻存是一项重要的技术，对于长期保存和正确应用细胞具有至关重要的作用。

20世纪50年代，英国的科学家发现，二甲基亚砜（DMSO）在极低温（零下200度）环境下可以作为细胞保存的抗冻剂。它能够快速渗透细胞膜，进入细胞内部，降低冰点，减缓冻存过程。同时，它还能提高细胞内离子的浓度，减少细胞内冰晶的形成，从而减少细胞损伤。因此，DMSO目前被广泛用于细胞冷冻保护。

为什么必须使用细胞冷冻保存剂才会让细胞不会被冻死呢？

细胞冻死的真正原因不是低温，而是细胞内水分的冻结。在冷冻过程中，细胞内的水分会结冰，这会导致细胞受到双重伤害。相反，低温可以减缓甚至暂停细胞的生命活动，从而达到冻存保存的效果。

伤害一：细胞被冻死的首要原因是细胞内水结冰, 在结冰的过程中非常容易造成各种生物膜破坏，进而导致细胞死亡。

伤害二：水结冰导致的物理现象会引起体积膨胀，这可能会导致细胞内各种物质在空间上发生位移，蛋白变形或功能上失去活性。在体积膨胀的过程中，细胞膜破裂的可能性也很大。

制备DMSO细胞保存剂的方法

DMSO可广泛应用在人、动物细胞株及细菌噬菌体λ的低温防护中，那么如何制备DMSO溶液用来冷冻细胞呢？

method

1. 配制冷冻培养基：含有细胞培养用培养基、10-20%血清和5-10% DMSO；

2. 用胰酶或其他合适的方法消化贴壁细胞；（细胞最好处于对数增长期）

3. 低速离心（4°C，250 × g，10min）收集细胞，吸取培养基；

4. 用冷冻培养基悬浮细胞，使细胞密度为106-107 cells/mL；

5. 平均分配细胞，装入冻存管内；

6. 依照标准冻存程序冷冻细胞，冻存在-70°C或更低的温度内；

提问：细胞冻存为何要慢冻快融？

慢冻：为了防止细胞在冷冻过程中受到冰晶的损伤，细胞内的水分应该在降温过程中渗透出来。为了实现这一目标，应采用缓慢冷却的方法，以使细胞内的水分更容易在降温过程中渗透出来，从而减少细胞内形成的冰晶数量。然而，细胞体积会因为水分的流失而缩小，一旦体积缩小到一定程度，细胞就会失去生存能力。添加DMSO可以有效减缓因为水分渗出导致的细胞生存能力的下降。

快融：为了最大程度地减少DMSO在液体状态下的细胞毒性，并促进细胞的快速复苏和生长，需要注意多个因素，因为它们会影响解冻后细胞的存活率。对于不同的细胞株，可能需要调整冷冻保存的步骤和方法以提高细胞解冻后的存活率。关键的提高存活率的要素包括冷冻培养基的组成、细胞在不同生长阶段和细胞周期状态下的表现，以及冷冻培养基中存在的细胞数量和浓度。