本文選題：細胞膜滲透特性　切入點：DSC　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：細胞低溫保存主要由以下幾個步驟組成:添加低溫保護劑(CPA);低溫冷凍;低溫保存;復(fù)溫;低溫保護劑洗脫。細胞的滲透參數(shù)可以預(yù)測細胞在冷凍、復(fù)溫過程以及保護劑添加、去除過程中的體積變化,進而使細胞的低溫保存效益最優(yōu)化。細胞膜的滲透特性參數(shù)的測量是低溫生物學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性工作,廣泛使用的方法包括熱分析方法和微灌流方法。熱分析方法通過差示掃描量熱儀(Differential Scanning Calorimeter,DSC)采集的熱信號間接獲取細胞體積數(shù)據(jù),適用于大樣本測量。目前熱分析方法主要有慢-快-慢(Slow-Fast-Slow,SFS)冷凍法,和一次慢凍(Single Slow,SS)法。分別采用這兩種方法測量細胞的滲透特性,結(jié)果顯示兩種方法的結(jié)果比較相近,且都屬于合理范圍。使用測得的參數(shù)預(yù)測細胞的最佳冷卻速率,并模擬其他降溫速率下的細胞體積變化,驗證實驗顯示模擬和實驗結(jié)果非常吻合,所測參數(shù)可以有效預(yù)測細胞的冷凍響應(yīng)。通過比較兩種熱分析方法發(fā)現(xiàn),雖然SS方法的溫度程序更加簡單,但細胞體積在不同降溫速率下的變化卻無明顯區(qū)別;SFS方法不需使用多個壓積的樣品,實驗流程和數(shù)據(jù)分析更簡便。為了與熱分析方法比較,采用通過圖像分析直接獲取細胞體積數(shù)據(jù)、適用于小樣本測量的微灌流法研究細胞滲透特性。使用灌流系統(tǒng)分別進行一步和三步添加保護劑(Cryoprotective agents,CPA)實驗,基于一步添加得到的滲透參數(shù),模擬三步添加過程中的體積響應(yīng)。結(jié)果顯示,CPA會顯著減小水滲透率;與一步添加相比,三步添加過程中水和保護劑分子的跨膜運輸速率更快,且對CPA分子的促進作用更明顯;基于一步添加參數(shù)預(yù)測的細胞收縮體積更小、體積響應(yīng)的波動范圍更大。
[Abstract]:Cryopreservation consists of the following steps: adding cryopreservation agent (CPA); cryopreservation; cryopreservation; rewarming; low temperature protective agent elution. In order to optimize the efficiency of cryopreservation, the measurement of membrane permeability parameters is the basic work in the field of cryogenic biology. The widely used methods include thermal analysis and microirrigation. Thermal analysis indirectly acquires cell volume data through thermal signals collected by differential Scanning calorimeter. It is suitable for large sample measurement. At present, the main thermal analysis methods are slow-fast-slow Slow-Fast-Slow-SlowSs freezing method, and one-time slow freezing single Slow-SlowSol method. The two methods are used to measure the osmotic properties of cells, and the results show that the results of the two methods are quite similar. Using the measured parameters to predict the optimum cooling rate of the cell and simulate the cell volume change under other cooling rates, it is verified that the simulation results are in good agreement with the experimental results. The parameters measured can effectively predict the cryopreservation response of cells. By comparing the two thermal analysis methods, it is found that although the temperature program of SS method is simpler, However, the changes of cell volume at different cooling rates have no obvious difference. The SFS method does not need to use multiple compacted samples, and the experimental procedure and data analysis are more convenient. In order to compare with the thermal analysis method, Cell volume data were obtained directly by image analysis, and the microperfusion method, which was suitable for small sample measurement, was used to study the cell permeability. The perfusion system was used to carry out one-step and three-step protective agents Cryoprotectants CPA experiments, respectively. Based on the osmotic parameters obtained by one-step addition, the volume response of the three-step addition process is simulated. The results show that the water permeability can be significantly reduced by CPA, and the transmembrane transport rate of water and protectant molecules in the three-step addition process is faster than that in the one-step addition process. The effect on CPA molecule is more obvious, and the cell contraction volume is smaller and the fluctuation range of volume response is larger based on the one-step parameter prediction.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q2-33

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本文編號：1557744