海藻糖在血细胞冻干保存中的应用

海藻糖在细胞冻存的作用介绍细胞冻存是一种常用的生物学技术，用于长期保存各种细胞类型。

然而，细胞在冻存和解冻过程中容易受到损伤，导致细胞存活率下降和功能丧失。

因此，寻找提高细胞冻存效果的方法成为了研究的热点之一。

海藻糖是一种天然存在于一些低温环境中的糖分，具有保护细胞免受冷冻损伤的能力。

本文将深入探讨海藻糖在细胞冻存过程中的作用机制和应用前景。

海藻糖的化学结构海藻糖是一种二糖，由葡萄糖和半乳糖组成。

它与蔗糖和乳糖有着相似的结构，但在细胞冻存中表现出独特的保护作用。

海藻糖的保护机制海藻糖在细胞冻存中的保护作用主要有以下几个方面：1. 渗透调节作用海藻糖具有良好的渗透适应性，可以在细胞冻存过程中调节细胞内外渗透平衡。

当细胞接触到低温时，细胞内的水分会结晶形成冰晶，导致细胞内外渗透压不一致，进而引发细胞脱水和损伤。

海藻糖可以通过调节细胞内外的渗透浓度，减少冰晶的形成，从而降低细胞的冻脱水损伤。

2. 抗冷冻损伤作用海藻糖可在细胞冻结过程中迅速结合并保护细胞的膜结构，防止冷冻引起的膜脂溶解和膜蛋白变性。

此外，海藻糖还能抑制冷冻引起的胞内钙离子上升，减少钙离子对细胞的损伤。

这些作用有助于维持细胞的完整性和功能。

3. 抗氧化应激作用细胞在冻存和解冻过程中容易受到氧化应激的影响，导致细胞内氧化物水平升高并引发细胞死亡。

海藻糖具有抗氧化活性，可以减少细胞氧化应激的程度，保护细胞免受损伤。

海藻糖在细胞冻存中的应用海藻糖在细胞冻存中的应用已经得到了广泛的认可和应用。

1. 细胞冻存液的配方优化海藻糖可以作为一种优秀的细胞冻存液添加剂，与其他冻存液成分相结合，提高细胞冻存的效果。

通过优化冻存液的配方，可以有效提高细胞的存活率和功能恢复能力。

2. 细胞冻存过程中的预处理在细胞冻存前预处理细胞，浸泡海藻糖溶液中，可以增强细胞对冻存过程的适应能力。

海藻糖可以渗透入细胞内，增加细胞内的渗透压，有效减少细胞的冻脱水损伤。

此外，通过海藻糖的预处理，还可以激活细胞内一些抗损伤蛋白的表达，提高细胞的抗冷冻和抗氧化能力。

海藻糖的应用研究摘要研究发现，海藻糖具有良好的辅助动植物增强其抗逆性的功能。

海藻糖独特的性能使其在在食品、生物医药及农业生产领域的有着非常广泛的应用价值。

关键词海藻糖；食品；生物；农业；应用价值研究表明，某些物种对外界恶劣环境所表现出的较强的抗逆耐性与其体内存在海藻糖有关系。

海藻糖能够有效的保护细胞膜和蛋白质的空间构象，因此许多含有海藻糖的动植物干燥失水后仍维持活性，一旦遇水就立刻复活，从而可保存其固有的风味、色泽和纹理。

研究表明，外源性的海藻糖对生物体和生物大分子亦具有良好的非特异性保护作用。

在海藻糖存在的条件下，各种保存条件要求苛刻的基因工程酶类疫苗和抗体等干燥复水后的仍具有良好的功能性。

由于海藻糖具有这种奇妙的特性，使其在医药、食品、化妆品、农业等方面具有广泛的应用价值，成为一项极有开发和应用前景的产品。

1 海藻糖在食品方面的应用在食品加工方面，海藻糖作为一种天然食品添加剂具有改善干燥加工食品质量和风味的作用。

此外，海藻糖也可广泛应用于奶类、果汁饮料、蔬菜汁、风味调料等的防腐保鲜。

海藻糖属于一种非特异性保护剂，几乎对所有的生物分子都具有一定的保护功能，而且它的化学性质非常稳定，具有不易焦糖化，甜度低，在人体内可被分解为葡萄糖等特点，可以作为一种新型的天然防腐剂来使用。

目前，己有将其用于奶类、禽蛋及番茄酱等食品的保存。

海藻糖还是一种能改善干燥食品质量和风味的天然食品添加剂。

海藻糖可与食盐共存，能增强食品优良口味，改善口感。

而在蔗糖中加入一定量的海藻糖，使其甜味优良，可广泛用于调味料、点心、面包、口香糖、火腿、乳制品等产品种来使用。

无水海藻糖有很强的吸湿性，是一种天然脱水剂。

通过无水海藻糖吸收水分后变为结晶海藻糖，可以有效地防止粉末状食品粘着结块。

因此，无水海藻糖可广泛用于糖衣食品、各种点心、颗粒佐料、酥脆饼干等。

此外，海藻糖还具有抗干燥，化学稳定性强和甜度低等特点。

海藻糖能阻止还原糖和游离氨基发生反应，从而抑制美拉德反应的发生。

海藻糖在细胞冻存的作用
海藻糖是一种具有保护细胞的作用的糖类物质，它可以在细胞冻存过
程中发挥重要的作用。

细胞冻存是一种常用的细胞保存方法，它可以
将细胞保存在极低的温度下，以便在需要时重新使用。

然而，细胞冻
存过程中会受到很多不利因素的影响，如低温、冷冻剂、冷冻和解过
程中的压力等，这些因素都会对细胞造成损伤。

海藻糖可以通过一系
列的机制来保护细胞，从而提高细胞冻存的成功率。

首先，海藻糖可以保护细胞膜的完整性。

细胞膜是细胞的外层保护层，它可以控制物质的进出，维持细胞内外环境的稳定。

在细胞冻存过程中，低温和冷冻剂会导致细胞膜的破裂和失去完整性，从而导致细胞
死亡。

海藻糖可以通过与细胞膜中的脂质分子结合，形成一层保护层，从而保护细胞膜的完整性，减少细胞死亡。

其次，海藻糖可以减少细胞内的冰晶形成。

在细胞冻存过程中，水分
子会形成冰晶，从而导致细胞内部的结构和功能受到破坏。

海藻糖可
以通过与水分子结合，形成一种类似于胶体的物质，从而减少冰晶的
形成，保护细胞内部的结构和功能。

最后，海藻糖可以促进细胞的代谢活动。

在细胞冻存过程中，细胞的
代谢活动会受到抑制，从而导致细胞死亡。

海藻糖可以通过提供能量
和营养物质，促进细胞的代谢活动，从而增强细胞的生存能力。

综上所述，海藻糖在细胞冻存中发挥着重要的作用，它可以保护细胞膜的完整性，减少细胞内的冰晶形成，促进细胞的代谢活动，从而提高细胞冻存的成功率。

因此，在细胞冻存过程中，加入适量的海藻糖可以有效地保护细胞，提高细胞的存活率，为细胞的研究和应用提供了重要的保障。

海藻糖的应用简述摘要：海藻糖是一种新型天然糖，无毒无害，能在细胞表面形成保护膜。

海藻糖的抗逆保护机理，存在三种假说。

海藻糖在医学领域，生鲜食品保鲜，化妆品中广泛应用。

关键词：海藻糖，保护机理，医学领域，生鲜食品保鲜，化妆品，应用前言：海澡糖，又名为漏芦糖，是一种非还原性双糖，由两个葡萄糖分子组成。

海藻糖是无毒无害的一种新型天然糖。

海藻糖是一种典型的应激代谢物，在干燥失水、高温、高寒等环境下，能在细胞表面形成独特的保护膜，有效地保护生物分子结构不被破坏，维持生命体的生命过程和生命特征，被誉为“生命之糖”。

早在1882年，人们最初在麦角菌中，把海藻糖分离出来。

发现它在细菌，真菌，植物和无脊椎动物中广泛存在。

还发现它是受环境胁迫才产生，含量受外界影响而变化，是一种应激代谢物。

海藻糖性质稳定，无色无味，在人体内可水解为葡萄糖。

具有保护蛋白质结构及抗干燥作用，在食品干燥前加入海藻糖，可防止蛋白质变性，干燥产品冲水调制后十分接近原来的物质。

近年来，在医药用品，化妆品，食品，保健品领域，广泛运用海藻糖。

海藻糖的抗逆保护机理假说海藻糖的抗逆保护机理，存在三种假说。

优先阻排假说。

一种是水代替假说。

有人认为生物体周围有一层水膜包围。

当生物体受外界干扰时，这层水膜慢慢去除，构成生物体的蛋白质、脂肪等物质发生变化。

蛋白质在某种情况失水时，海藻糖代替原来的水分子，保持原有结构，而不失活。

另一种是玻璃态假说。

有人认为糖含水量较低时，形成非晶态结构。

一种是玻璃态，一种是高弹态，还有一种是黏流态。

玻璃态转化转变就是指玻璃态到高弹态的转变，或者是高弹态到玻璃态的转变。

在干燥时，海藻糖使相近的分子，形成糖玻璃体，从而保持生物体的活性。

还有一种是优先阻排假说。

有人认为，海藻糖优先与水结合，使蛋白质表观体积减少，移动性减弱，从而使生物分子结构更加紧密，更加稳定。

海藻糖在医学领域的应用在遭遇饥饿，高温，辐射等不良环境刺激时，生物体内的海藻糖对生物体及生物大分子的活性起良好的保护作用。

海藻糖抗冻原理
海藻糖是一种特殊的糖类分子，能够在环境温度极低的情况下保护生物体内的细胞和组织不受冰冻的损害。

其抗冻原理主要是通过以下两个方面实现的：
首先，海藻糖可以在冰冻之前，将水分子从生物体内抽出，形成类似于胶体的物质，从而减少细胞内水分的活性，避免因水结冰而引起的机械破坏。

同时，海藻糖还能够稳定细胞膜的完整性，抑制冰晶的生长，从而减少细胞内部分子的受损。

其次，海藻糖可以在冰冻之后，快速将水分子重新吸附回来，从而使细胞和组织在解冻后恢复活力和功能。

这是因为海藻糖在分子结构上具有一定的稳定性和柔韧性，能够在温度变化下保持分子链的稳定性，从而使其抗冻性更强。

综上所述，海藻糖通过调节细胞内的水分分布和稳定细胞膜的完整性，从而实现了对冰冻的抗性。

这一特性不仅有助于生物体在寒冷环境下生存，还可以为人类的冷冻保存技术、冰冻食品加工等领域提供有益的启示。

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人红细胞冰冻干燥保存研究的进展【摘要】目前红细胞临床保存方法主要有低温（4℃）和深低温（-80℃或-196℃）保存。

4℃保存时间短，而且容易受到细菌污染；深低温保存大大延长了红细胞保存时间，但需要笨重的低温设备，而且由于保护液中含有甘油等渗透性保护剂，解冻后需要反复洗涤。

这些缺陷限制了常规红细胞保存方法在一些特殊情况，例如在战争和自然灾害条件下的应用。

相对于常规保存方法而言，冰冻干燥具有以下优势：重量大大减轻，便于运输，适合室温保存，易于再水化。

本文就冰冻干燥保存红细胞研究的进展和所面临的挑战，尤其是最近海藻糖在冰冻干燥保存过程中的应用以及其作用机制进行了综合讨论，从而为发展一种安全、简单和有效的红细胞冰冻干燥保存方法提出理论指导。

【关键词】红细胞Progress in the Study of Lyophilization of Human Red Blood Cells ―― ReviewAbstract Now the clinical preservation methods of human red blood cells mainly include hypothermic storage (4℃) and cryopreservation (-80℃ or -196℃). The preservation time of hypothermic storage of red blood cells is relatively short and it is easy to be contaminated by microbes. Cryopreservation greatly prolongs the storage time，but it needs heavy storage equipments. Because the protective solutions in cryopreservation contain glycerol，red blood cells need complicated washing in order to remove glycerol. These shortage methods limit their application to some special conditions，such as war or natural disasters. Compared with conventional preservation methods of red blood cells，lyophilization has many advantages such as less weight，convenient transportation，room temperature preservation，prone to be rehydrated. In this review，the progress and challenge in the development of lyophilization of red blood cells，especially application of trehalose and its mechanism in the lyophilization of red blood cells were systematically discussed. This review can provide some theoretic guidance for developing a safe，simple and efficient preservation approach of red blood cells by lyophilization.Key words red blood cell；lyophilization；trehalose；biomembrane红细胞是血液中含量最多的细胞，它通过其中的血红蛋白从肺部携带氧气运送到周边器官，在维持人体正常机能起着重要的作用。

上海理工大学学报　第28卷　第5期J.University of Shanghai for Science and Technology Vol.28　No.5　2006 文章编号:1007-6735(2006)05-0413-05甘油保护剂对冷冻干燥保存红细胞作用的实验研究何　晖1,　刘宝林1,　华泽钊1,　沈　敏2,　陈　颖2(1.上海理工大学动力工程学院,上海　200093;2.上海安图医院血液检验科,上海　200093)摘要:应用甘油作红细胞冷冻干燥保存的保护剂,研究甘油对红细胞的保护机制.红细胞用不同质量分数(0,20%,40%)的甘油前处理后,冻干保存前后分别检查红细胞的相关指标.结果显示,40%甘油前处理的红细胞冻干保存效果最佳,红细胞回收率和血红蛋白回收率分别达到55.3%和63.4%;红细胞渗透脆性和超氧化物歧化酶(SOD)活力与冻干保存前无明显差别.该研究为使用甘油作红细胞冻干保存的保护剂提供了实验基础.关键词:冷冻干燥;红细胞;甘油;前处理中图分类号:TS205.7 文献标识码:AG lycerol pretreatment improves the preservation qu alityof red blood cells by freeze dryingHE Hui1,　LIU Bao2lin1,　HUA Ze2zhao1,　Shen Min2,　Chen Y ing2(1.College of Power Engineering,U niversity of S hanghai f or Science and Technology,S hanghai200093,China;2.Institute of Blood Test,S hanghai A ntu Hospital,S hanghai200093,China)Abstract:Successful storage of red blood cells(RBCs)by freeze drying technique has important impli2 cations in blood transfusion and clinical medicine.G lycerol is a type of permeable intracellular lyopro2 tective agents,which can increase the concentration of cytoplasm of the red blood cells and then en2 hance the possibility of glass transition during freeze drying process.The effects of glycerol on the preservation of freeze dried human red blood cells are investigated,0%,20%and40%glycerol solu2 tions are used.The results demonstrate that glycerol has remarkable effects on the cell viability.The maximum viability of red blood cells is55.3%after pretreatment with40%glycerol solution.The re2 covery of hemoglobin is63.4%.The results provide fundamental information for long term preserva2 tion of RBCs by freeze drying.Osmotic fragility data show that glycerol exerts osmotic protection on RBCs during freeze drying.The levels of superoxide dismutase(SOD)are of no significant difference from that of fresh RBCs.K ey w ords:f reeze dryi ng;red blood cells;glycerol;pre t reat ment　收稿日期:2005-12-20　基金项目:国家自然科学基金资助项目(50376040,50576059);上海市重点学科建设资助项目(P0502);上海市引进海外高层次留学人员专项博士点资金资助项目(20050252002)　作者简介:何　晖(1977-),男,博士研究生. 红细胞保存方法有两种[1]:a.4℃冰箱保存,保存期42d以内.由于保存温度相对较高,该法存在因细菌繁殖导致血液污染的危险以及运输震荡引起溶血的问题;b.-80℃冰冻保存或-196℃深低温保存,保存期3～10a.该方法不便于运输,需要低温冰箱、液氮与杜瓦瓶等容器,操作复杂,使用前需要复温与繁琐的保护剂洗涤,难以满足大规模急救和战时的需要.这些保存方法均未解决目前红细胞保存期限或运输困难等问题,迫切需要寻找一种不受细菌与病毒污染、方便运输的长期保存方法.由于冻干制品在常温下性能稳定、便于运输,冻干保存技术已广泛地应用于生物制品、药品及食品等材料的长期保存[2].作为一种理想的保存方法,红细胞的冻干保存备受人们的关注,但该技术目前仍处于实验阶段.目前的文献大多数是从低温保存的角度研究红细胞冷冻干燥保存,这些研究使用一些常见的低温保护剂,如羟乙基淀粉、海藻糖、蔗糖及葡萄糖等进行初步实验[3～6],同时也观察了冷却速率及玻璃化的作用、干燥条件及残余含水量等对细胞膜的稳定性、蛋白质的活性的影响[7～9].但是,这些实验可重复性差,红细胞回收率均低于50%.红细胞膜是由磷脂双层、镶嵌蛋白及支撑于膜内侧的膜骨架蛋白构成,常用的冻干保护剂,如海藻糖、蔗糖不容易进入细胞膜内对细胞内物质提供保护,这是红细胞冻干保存目前无法成功的主要原因之一.甘油属于渗透型保护剂,已临床应用于红细胞的冰冻保存,而以甘油作红细胞冻干保存的保护剂尚未见成功的报道.对新鲜人体红细胞,本文初步研究了不同浓度甘油条件下红细胞回收率、血红蛋白回收率、红细胞渗透脆性以及超氧化物歧化酶(SOD)活力的变化规律,为红细胞的冻干保存研究提供必需的实验基础.1　实验方法1.1　实验装置冻干保存过程分为预冻结和真空冷冻干燥过程(升华干燥和解吸干燥).预冻结过程在液氮杜瓦瓶中进行;真空冷冻干燥过程则在经改造的冻干机(Freezone2.5型,美国Labconc公司)中进行.如图1所示.该机由真空泵、干燥箱、制冷机和冷阱4大部分组成,采用复叠式制冷循环系统,冷阱温度达到-84℃,抽真空后,冻干样品可以直接在冷阱中进行干燥脱水过程,满足红细胞在一定低温下升华干燥的要求.图1　冻干机装置图Fig.1　Schematic of freeze dryer1.膨胀容器2.低温压缩机3.高温压缩机4.冷凝器5.冷凝蒸发器6.节流阀7.回热器8.真空泵9.冷阱　10.干燥箱1.2　实验材料全血取自健康志愿者静脉血(上海市血液中心提供).于4℃、1500r/min离心10min,弃上清液和白膜层;用4℃的0.9%NaCl溶液洗涤3次,收集红细胞置于4℃冰箱保存备用.使用前用等渗PBS 缓冲液(p H7.2)配制红细胞悬液(压积比40%～50%),计数,遵守无菌操作规则.1.3　主要试剂主要试剂包括聚乙烯毗咯烷酮、海藻糖、胎牛血清、柠檬酸钠(中国医药集团上海化学试剂公司)、复方甘油溶液(包含甘油57.1%、Na2HPO40.2%和KCl0.03%,上海市血液中心提供)和磷酸盐缓冲液(PBS,包含NaCl154mmol/L、KH2PO41.06mmol/ L、Na2HPO445.6mmol/L,p H7.2),实验用水采用二次蒸馏水.1.4　甘油前处理甘油前处理分为添加甘油和去除甘油两个步骤.根据甘油的质量分数w将实验分为3组. a. 0%甘油组(对照组);b.20%甘油组;c.40%甘油组.取红细胞2mL(压积比45%),缓慢滴入复方甘油液(3mL/min),滴至1/2甘油时平衡5min;甘油添加完毕后,于28℃、5%CO2培养箱(Heraeus BB K622型,美国)中平衡30min,离心去除上清液,计数.414 上海理工大学学报2006年第28卷　1.5　预冻结以超滤(使用0.22μm滤膜)过的PBS缓冲液(p H7.2)配制保护液,取前处理后的红细胞与保护液按体积比3∶7混合,保护剂终质量分数为:30%聚乙烯毗咯烷酮、20%海藻糖、15%胎牛血清和10%柠檬酸三钠),充分均匀.各取1mL样品加入安瓿瓶(2.5mL)中,计数(作为冻干前细胞数),检测血红蛋白浓度及相关指标;4℃下平衡20min后,快速置入升降式程序降温仪(本所自制)的样品盘中,以-5℃/min的速率降温至-70℃,在此温度下保持1.5h后快速置入冻干机中.每组实验重复5次.1.6　冻干实验升华干燥依次控制搁板温度-60℃和-35℃,各持续12h;解吸干燥控制搁板温度+20℃,持续10h,真空度低于10Pa.冻干过程结束后,剩余含水量低于3%.将样品放入真空密封袋,并置入干燥皿中保存.1.7　复水红细胞冻干保存后直接用等渗溶液复水,对红细胞有很大的损伤,溶血率高达85%[4],可以采用分步复水使红细胞渗透压逐步恢复至等渗.采用6%NaCl、3%NaCl和0.8%NaCl加2%葡萄糖溶液分步复水后,制备成与冻干保存前同体积的红细胞悬液,计数(作为复水细胞数),检测复水后血红蛋白浓度及相关指标.1.8　检测指标与方法1.8.1　红细胞回收率红细胞冻干保存前后,用自动血细胞分析仪(Beckman Coulter Ac T5diff,美国)计数[5],红细胞回收率a(%)为a=bc×100%(1)式中　b———复水细胞数　c———冻干前细胞数1.8.2　血红蛋白回收率用自动血细胞分析仪检测冻干保存前后血红蛋白浓度,血红蛋白回收率d(%)为d=ef×100%(2)式中　e———复水后细胞血红蛋白浓度　f———冻干前细胞血红蛋白浓度1.8.3　红细胞渗透脆性试验[10]配制不同渗透压的低渗NaCl溶液,在6个盛有4.5mL NaCl溶液试管中分别加入20μL红细胞,静置30min后,2000r/min离心20min,使用分光光度计(UV9100型,日本岛津)在540nm测上清液的光吸收度.以对照样加入0.9%NaCl管的上清液为空白对照(光吸收度为A0),以对照样加入蒸馏水管的上清液为全溶血对照(光吸收度为A100),根据各管上清液的光吸收度A,按式(3)计算红细胞的溶血率H(%),并由此作出冻干前后红细胞溶血率氯化钠质量浓度关系的曲线.H=A-A0A100-A0×100%(3)1.8.4　超氧化物歧化酶(SOD)活力检测用黄嘌呤氧化酶法检测红细胞超氧化物岐化酶(SOD)的活力,按试剂盒(购自南京建成生物工程研究所)的说明书方法操作,酶活力单位用U/g Hb (Hemoglobin,Hb)表示.1.9　统计分析统计学分析实验数据以平均值±标准偏差表示,以Windows Excel2003软件采用t检验比较各组差异.图2　复水后红细胞形态(×400)Fig.2　Micrograph of freeze dried RBCs after rehydration 2　结　果2.1　光学显微镜检查冻干保存过程红细胞一般受到冰晶损伤、溶质损伤和干燥脱水损伤,同时在复水过程中,干燥红细胞也容易受到复水液渗透压的冲击,使细胞膜结构受到损伤.将干燥红细胞依次在不同渗透压的溶液中平衡后,逐渐恢复到等渗状态,可以减小渗透压变化对细胞膜的损伤.从图2可以看出,干燥红细胞复水后经光学显微镜观察,发现红细胞的体积变化不大,结构保持完整,表面均呈凹状,与新鲜红细胞的514　第5期何　晖,等:甘油保护剂对冷冻干燥保存红细胞作用的实验研究　外观特征一致.2.2　不同浓度甘油红细胞回收率的变化不同浓度甘油对红细胞回收率的影响,如图3所示.对照组的红细胞回收率低于35%,与20%甘油组无明显差别(统计误差P>0.05),而40%甘油组的红细胞回收率达到55.3%,明显高于前两组(P<0.01).图3　甘油前处理质量分数与红细胞回收率的关系(0%表示对照组)Fig.3　E ffect of concentrations of glycerol on the viabilityof freeze dried RBCs after rehydration2.3　不同浓度甘油血红蛋白回收率的变化不同浓度甘油对血红蛋白回收率的影响,如图4所示.对照组与20%甘油组无明显差别,而40%甘油组的血红蛋白回收率明显高于20%甘油组(P<0.01),达到63.4%.图4　甘油前处理质量分数与血红蛋白回收率的关系(0%表示对照组)Fig.4　E ffect of concentrations of glycerol on the recoveryof hemoglobin in freeze dried RBCs afterrehydration2.4　不同浓度甘油红细胞渗透脆性的变化复水前后红细胞溶血率氯化钠质量浓度的变化曲线如图5所示.曲线右移,说明某一氯化钠质量浓度ρ下红细胞(RBC)的溶血率上升,RBC的抗渗透破碎能力下降,渗透脆性增加.由图可见,新鲜红细胞与40%甘油组的曲线基本重合,说明40%甘油组的红细胞渗透脆性与新鲜红细胞相比变化不大;对照组与20%甘油组的曲线明显右移,各氯化钠浓度下的溶血率与新鲜红细胞比较有明显差别(P<0.05),说明红细胞渗透脆性增大.图5　甘油前处理浓度对红细胞渗透脆性的影响Fig.5　The osmotic fragility curve of freeze driedRBCs after rehydration2.5　不同浓度甘油超氧化物歧化酶(SOD)活力的变化 不同浓度甘油对超氧化物歧化酶(SOD)活力γ影响,如图6所示.对照组与20%甘油组无明显差别;40%甘油组超氧化物歧化酶(SOD)活力与新鲜红细胞相比无明显差别(P>0.05),明显高于20%甘油组与对照组(P<0.01).图6　甘油对超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响(0%表示对照组)Fig.6　E ffect of concentrations of glycerol on activityof SOD in freeze dried RBCs after rehydration3　讨　论自20世纪90年代初,人们开展具有重要现实意义的红细胞冻干保存研究.1999年,Rindler等[7] 614 上海理工大学学报2006年第28卷　报道使用200℃/min以上的冷却速率对红细胞冷冻后于-80℃下真空冷冻干燥,复水后红细胞回收率不超过30%.目的使红细胞溶液形成玻璃态,降低冰晶形成和溶质浓缩对红细胞的损伤,但无法避免快速冷却过程中胞内冰形成对红细胞的损伤.此后的研究认为,红细胞的冻干保存与其低温保存一样,需要在细胞内添加合适的保护剂[11].2001年, Willem等[12]报道用人工方法将海藻糖载入血小板中,冻干保存后血小板的回收率达到85%.2004年,Gyana等[13]研究海藻糖载入红细胞的方法与载入效果,认为海藻糖是适合红细胞冻干保存的胞内保护剂.但由于海藻糖分子量大,不容易透过细胞膜,因此,其应用受到限制.甘油系细胞内冷冻保护剂,分子量小,易于透过细胞膜进入红细胞内.甘油作为冷冻保护剂已广泛应用于红细胞的低温保存,使用40%甘油对红细胞进行冰冻保存取得较好效果[14],本文对甘油作红细胞冻干保存的保护剂进行尝试有一定意义.研究初期尝试直接使用高质量分数(40%)甘油作保护剂,结果解吸干燥阶段出现起泡、融解等不正常现象,复水后大量溶血.此后在预冻结前用甘油对红细胞前处理,以期增加细胞内甘油浓度并降低胞外甘油浓度,有利于冻干过程的正常进行.本文对冻干保存红细胞不仅检测红细胞回收率指标,而且检测了血红蛋白回收率、红细胞渗透脆性与超氧化物歧化酶(SOD)活力3项指标,以期更全面地探讨甘油对冻干保存红细胞功能变化的影响.结果发现,经40%甘油前处理后,红细胞回收率明显提高,达到55.3%,高于目前文献报道的红细胞回收率[7,8],血红蛋白回收率达到63.4%,渗透脆性、超氧化物歧化酶(SOD)活力与新鲜红细胞之间无明显差别.其中,渗透脆性是反映红细胞骨架系统稳定性的重要参数,这一结果表明甘油在冻干过程中对红细胞膜有明显的保护作用.甘油对红细胞的冷冻和干燥保护机制可能为:甘油本身具有较强的亲水特性及氢键形成能力,在细胞内部,甘油可以羟基与水分子结合,减少游离水而抑制冰晶分子的形成,从而减少冰晶分子对细胞的机械性损伤和渗透压改变对细胞的化学损伤[1];同时增加了胞内溶液浓度,在干燥脱水过程中易形成玻璃态的程度;其次利用它们的羟基与水分子结合,在细胞膜外形成一个稳定的水分子层,使细胞膜内的水分在冷冻过程迅速进入过冷状态而不结冰,干燥过程又不易向外转移,保护了细胞的结构.但今后仍需进一步研究其对红细胞的干燥脱水保护机制以及复水过程中红细胞的损伤防护机制,逐步建立一套有效和操作简便的红细胞冻干保存方法,为进一步的红细胞冻干保存研究提供依据.参考文献:[1]　华泽钊,任禾盛.低温生物医学技术[M].北京:科学出版社,1994.[2]　华泽钊.冷冻干燥新技术[M].北京:科学出版社,2005.[3]　G OODRICH R P.Lyophilization of red blood cells[P].United States Patent:4874690,1989.[4]　TOMETSKO N M.Method and composition forlyophilizing red blood cells[P].United States Patent,5750330,1998.[5]　SPIEL ES G,HESCHEL I,RAU G.An attempt to re2cover viable human red blood cells after freeze drying[J].Cryo Letter,1996,17:43-52.[6]　WEINSTEIN R,SOWEMIMO CO KER S O,G OODRICH R P.Survival of lyophilized and reconsiti2tuted human red blood cells in vivo[J].Transfus ClinBiology,1995,2(6):427-432.[7]　RINDL ER V,LΒN EBER GER S,SCHWIND KE P.Freeze drying of red blood cells at ultra low tempera2tures[J].Cryobiology,1999,38(1):2-15.[8]　RINDL ER V,HESCHEL I.Freeze drying of redblood cells:how useful are freeze/thaw experiments foroptimization of the cooling rate?[J].Cryobiology,1999,39(3):228-235.[9]　DUNCAN Q M,CRAIG P,RO Y ALL G,et al.Therelevance of the amorphous state to pharmaceuticaldosage forms:glassy drugs and freeze dried systems[J].International Journal of Pharmaceutics,1999,179(2):179-207.[10]　柏乃庆.血液保存[M].上海:上海科技出版社,1984.[11]　CHEN T,ACKER J P,ERO G LU A,et al.Beneficialeffect of intracellular trehalose on the membrane integri2ty of dried mammalian cells[J].Cryobiology,2001,43(2):168-181.[12]　WOL KERS W F,WAL KER N J,TABL IN F,et al.Human platelets loaded with trehalose survive freezedrying[J].Cryobiology,2001,42(2):79-87. [13]　SA TPA THY G R,ZSOL T T,RACHNA B,et al.Load2ing red blood cells with trehalose:a step towards biostabi2lization[J].Cry obiology,2004,49(2):123-136. [14]　MER YMAN H T.Cryoprotective Agents[J].Cryobiol2ogy,1971,8(2):173-183.714　第5期何　晖,等:甘油保护剂对冷冻干燥保存红细胞作用的实验研究　。

海藻糖对液态低温保存血小板保护作用的实验研究(一)作者：崔云，刘璐，黄成垠，尹其华,黄鹰〔摘要〕目的：研究海藻糖对液态低温（4℃）保存血小板的保护作用。

方法：采集兔心脏血，按常规方法制备浓缩血小板（CP），在CP中加入不同浓度的海藻糖，4℃储存，用51Cr铬酸钠进行标记后自体回输入兔体内，于回输后1、24、48、72h抽取兔耳动脉血，测定放射性计数率，计算24、48、72h血小板存活率，同时设常温对照组及单纯4℃储存的低温对照组进行比较。

结果：加入不同浓度海藻糖各储存组的血小板寿命明显长于低温对照组，并且随着海藻糖浓度的增加而延长。

结论：海藻糖可延长4℃液态保存血小板的寿命，对血小板具有保护作用。

〔关键词〕海藻糖；血小板；液态；储存；4℃；51铬Abstract：ObjectiveTostudytheprotectionoftrehaloseforliquidrabbitplateletsstoredat4℃tracedby51Cr.Meth odsCardiacbloodwastakenandmadeintoconcentratedplatelet(CP).CPwerestoredatdifferentconditi ons,suchaslowtemperatureandlowtemperature+differentdoseoftrehalosefor24h.Plateletsweretra nsfusedintorabbits’bodiesafterbeinglabelledwith51Crandplateletlifespanof24,48,72hwascalculate d.ResultsAftertrehalosewasaddedintotheplateletsstoredat4℃,thelifespanwasobviouslylongertha nthatofplateletsstoredatlowtemperature.Andwiththedoseincreasing,thelifespanofplateletswespr olongedobviouslytillthedosewasmorethan50mg・ml-1.ConclusionTrehalose，protectingplatelets,canprolongthelifespanofliquidplateletsstoredatlowtemperature. Keywords：trehalose;platelet;liquid;storage;4℃;51Cr海藻糖对液态低温保存血小板保护作用的实验研究在对大量失血和化疗、放疗等处理造成血小板减少患者的治疗过程中,需要进行血小板输注。

生物膜的保护剂海藻糖在冻干红细胞中的应用生物膜的保护剂海藻糖在冻干红细胞中的应用【摘要】&nbsp; 海藻糖作为一种稳定的非还原性双糖～在细胞冷冻、干燥、冻干过程中对细胞活性有着良好的保护作用并已广泛应用于人血细胞的冻干。

海藻糖以其异常的水合能力、独特的玻璃化转换和晶体转变行为及抗高温潮湿的特性受到密切关注～并成为细胞保存研究中首选的一种保护剂。

海藻糖对细胞的保护机制、海藻糖导入哺乳细胞的实验方法以及红细胞对海藻糖负载的可能作用机制都是近几年细胞保存研究的热点～本文就以上几方面的进展详细进行论述。

【关键词】&nbsp; 生物膜保护剂,海藻糖, 冻干保存,红细胞Trehalose —A Biomembrane Protectant Applyied to Lyophilization of Human Red Blood Cells——ReviewAbstractTrehalose, as a nonreducing disaccharide, plays a role in protecting the cytoactivity when the cells is freezing, drying or lyophilization. It has been a biomembrane protectant applied to lyophilization of human blood cells (platelets and erythrocytes),&nbsp; and&nbsp; from which astonishing results have been obtained. Having powerful hydration, distinctive vitrification transform and crystal transform and unique resistance of high temperature and humidification,trehalose is thought of a preferred protectant in the study of cell preservation. In recent years, people concerned trehalose on its protective mechanism, experimental means of transit trehalose to mammal cells and the mechanism of loading in red blood cells. The above aspects were briefly summarized in this article.Key wordstrehalose,&nbsp; vitrification,&nbsp;lyophilization,&nbsp; erythocyte海藻糖作为一种稳定的非还原性双糖～在一些微生物、低湿休眠脊椎动物和更苏植物中有较高的浓度。