[发明专利]一种优化细胞保存的细胞存储器、细胞存储装置和细胞存储方法

说明书

一种优化细胞保存的细胞存储器、包含该细胞存储器的细胞存储装置、及其细胞存储方法，该细胞存储器包括细胞存储单元(7)、外壳(9)和电场输出单元(6)；所述细胞存储单元(7)和所述电场输出单元(6)设置在所述外壳(9)内；所述电场输出单元(6)包括电极片(8)，该电极片(8)设置在细胞存储单元(7)外侧；在所述细胞存储单元(7)和所述电场输出单元(6)之间设置有绝缘的介质(11)进行防护；在细胞存储期间，所述电场输出单元(6)对所述细胞存储单元(7)中的保存对象施加静电场干扰，场强范围在5‑40kV/m。从而，在细胞制品保存的过程中，降低溶剂的冰点，降低细胞的冷藏温度，减缓代谢；抑制冰晶的形成，减少冻存时的机械损伤，起到提高细胞活力的效果。

技术领域

本发明属于生物细胞低温保存领域，具体地涉及一种优化细胞保存的细胞存储器、细胞存储装置和细胞存储方法，主要用于强化细胞活性的保持，提升冰冻保存后细胞存活率，延长冷藏下细胞的保存时间。

背景技术

冷藏和冷冻是生物细胞最常见的长期保存方法，被广泛应用于科学研究与医疗。细胞制品冷藏和冷冻过程中，通过降温减缓细胞代谢或衰老，但细胞膜内外的渗透压不平衡或形成不规则的冰晶挤压细胞致其被破坏甚至死亡。因此如何降低细胞制品冷藏温度，减缓细胞代谢；如何延长结冰时间，维持细胞膜内外渗透压平衡，抑制细胞内外的冰晶形成，减少冰晶对细胞的损伤，是细胞低温保存的重要研究课题。

目前常用低温保存方法主要有两种，一种是通过添加低温保护剂抑制细胞内冰晶的形成，即慢速冷冻法；另一种是通过极高的冷冻速率对细胞或组织进行快速冷冻，成玻璃态，使细胞内外无法形成冰晶，即玻璃化冷冻法。上述两种方法均存在一定缺陷，慢速冷冻法加入冷冻保护剂，会造成污染，对细胞有害；玻璃化冷冻法对技术设备要求高，能耗高，对于大量的细胞制品玻璃化冷冻暂无法实现。其他低温保存方法，如交流电磁场低温保存方法，其频率达到1-1000KHz，面临同玻璃化冷冻法相似的困境。

发明内容

为了增强细胞制品冷藏、冰冻的保存效果，本发明目的在于提供一种优化细胞保存的细胞存储器、细胞存储装置和细胞存储方法。从热力学第二定律出发，过冷是水结冰的必要条件。静电场使水的过冷度增大，水分子形成冰核的温度降低。通过静电场辅助细胞制品保存过程中，在0度至过冷点水不结冰，抑制冰晶形成，减少细胞损伤；降低冷藏温度，减缓细胞代谢或衰老，起到较好的冷藏作用。根据电介质物理理论，静电场可使水分子极化，冰核均匀生长，减少了不规则的冰晶对细胞的挤压或穿刺，从而减少细胞的机械性损伤。在特定的场强范围内，静电场对细胞的冷藏和冷冻特殊保护作用会达到最佳效果。因此本发明在细胞制品保存的过程中，对保存对象施加合适强度的静电场，从而降低细胞的冷藏温度，减缓细胞代谢或衰老；减少冻存时的机械损伤，起到提高细胞活力的效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种细胞存储器，其特征在于，包括细胞存储单元、外壳和电场输出单元；所述细胞存储单元和所述电场输出单元设置在所述外壳内；所述电场输出单元包括电极片，该电极片覆盖在细胞存储单元周围；在所述细胞存储单元和所述电场输出单元之间设置有充分绝缘的介质进行防护；在降温或恒温过程中，所述电场输出单元对所述细胞存储单元中的保存对象施加静电场干扰，场强范围在5-40kV/m。

进一步地，所述介质是在所述电极片上涂布的高介电常数的介质涂层，或在所述电极片周围填充的高介电常数的介质。

进一步地，包括多个所述细胞存储单元，每个细胞存储单元之间由所述电极片间隔。