在生物樣品低溫保存的降溫過程中,降溫速率是影響細胞經(jīng)過冷凍的存活率的一個重要因素。生物樣品的低溫保存通常采用“兩步法”,即第一步先將生物樣品采用某個較慢的降溫速率降溫到-80℃并維持一段時間,然后第二步,再將已經(jīng)處于-80℃狀態(tài)的生物樣品直接投入液氮罐里（-196℃）進行深低溫的長期保存。目前將生物樣品降溫到-80℃過程普遍使用液氮程序降溫儀進行。這種方式存在著造價昂貴、操作繁瑣、使用和維護成本高等缺點,因此有必要開發(fā)出一種價格便宜、操作簡單、使用和維護成本低的低溫保存降溫方式。本文通過建立生物樣品被動降溫過程中的傳熱學(xué)模型,設(shè)計制作出盒控降溫儀,并研究了多種細胞冷凍保存的效果。首先,本文對臍靜脈內(nèi)表皮細胞（HUVEC）冷凍過程水的跨膜傳輸和胞內(nèi)冰形成機理研究,建立HUVEC冷凍過程水的跨膜傳輸和胞內(nèi)冰形成規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,然后在低溫冷臺上對HUVEC按照1℃/min、10℃/min和20℃/min降溫速率進行降溫過程的體積變化和冰晶形成規(guī)律進行統(tǒng)計。統(tǒng)計了相應(yīng)這3種降溫速率的HUVEC 508個、370個和331個,并通過計算和擬合,獲得HUVEC在冷凍保存過程中水的跨膜傳輸和胞內(nèi)冰形... 

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 低溫生物醫(yī)學(xué)學(xué)科的應(yīng)用與發(fā)展
        1.1.2 低溫保存的方式
        1.1.3 低溫保存的冷凍過程對細胞的損傷
        1.1.4 低溫保存的復(fù)溫過程對細胞的損傷
        1.1.5 低溫生物醫(yī)學(xué)在其它領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.2 低溫保存研究現(xiàn)狀
        1.2.1 慢速降溫的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 慢速降溫設(shè)備的現(xiàn)狀
        1.2.3 被動降溫方式的簡介
        1.2.4 HUVEC的簡介
    1.3 干細胞保存庫的介紹
        1.3.1 國內(nèi)外干細胞庫發(fā)展狀況
        1.3.2 我國干細胞庫的通用標準
        1.3.3 干細胞庫的常保存的細胞
    1.4 課題研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 本文的研究內(nèi)容
        1.4.2 本文各章的內(nèi)容安排
第二章 HUVEC冷凍過程水跨膜傳輸和胞內(nèi)冰形成機理的研究
    2.1 HUVEC冷凍過程水的跨膜傳輸和胞內(nèi)冰形成
    2.2 HUVEC冷凍過程機理實驗的過程
        2.2.1 HUVEC培養(yǎng)
        2.2.2 低溫顯微鏡系統(tǒng)
        2.2.3 HUVEC測試
    2.3 HUVEC冷凍過程機理實驗的結(jié)果
        2.3.1 HUVEC的跨膜水傳輸實驗結(jié)果
        2.3.2 HUVEC的胞內(nèi)冰形成的實驗結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 盒控降溫儀的理論和實驗研究
    3.1 盒控降溫儀的傳熱學(xué)理論研究
        3.1.1 降溫速率的重要性
        3.1.2 盒控降溫儀的傳熱學(xué)設(shè)計
        3.1.3 盒控降溫儀的傳熱學(xué)理論研究
        3.1.4 盒控降溫儀置入到-80℃后的邊界條件數(shù)學(xué)模型
        3.1.5 盒控降溫儀參數(shù)尺寸的確定和仿真的結(jié)果
    3.2 盒控降溫儀的工程設(shè)計
        3.2.1 盒控降溫儀的機械外殼設(shè)計
        3.2.2 盒控降溫儀的使用方法
        3.2.3 盒控降溫儀樣機的熱力學(xué)功能驗證
        3.2.4 盒控降溫儀的實時溫度記錄部件的設(shè)計和選擇
    3.3 盒控降溫儀保存HUVEC實驗
        3.3.1 實驗材料目的
        3.3.2 實驗材料和實驗方法
        3.3.3 HUVEC冷凍實驗結(jié)果
        3.3.4 實驗的結(jié)果
        3.3.5 實驗總結(jié)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 盒控降溫儀用于凍存管保存的生物樣品研究和實驗
    4.1 盒控降溫儀對用凍存管保存的生物樣品的降溫
        4.1.1 常見的生物樣品保存容器
        4.1.2 盒控降溫儀保存使用凍存管儲存的細胞樣品的熱力學(xué)數(shù)學(xué)模型
        4.1.3 盒控降溫儀熱力學(xué)模型的仿真和驗證
    4.2 盒控降溫儀對凍存管里的NKT免疫細胞的降溫保存實驗
        4.2.1 NKT免疫細胞
        4.2.2 實驗的材料和方法
        4.2.3 實驗的結(jié)果
        4.2.4 實驗的總結(jié)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 盒控降溫儀用于干細胞庫常見干細胞保存的應(yīng)用
    5.1 干細胞的簡介
    5.2 盒控降溫儀用于MSC的保存
        5.2.1 MSC的簡介
        5.2.2 MSC保存實驗的簡介
        5.2.3 實驗的材料和方法
        5.2.4 實驗的結(jié)果和討論
        5.2.5 實驗的總結(jié)
    5.3 盒控降溫儀用于HSC的保存
        5.3.1 HSC的保存實驗的簡介
        5.3.2 實驗的材料和方法
        5.3.3 實驗的結(jié)果和討論
        5.3.4 HSC的長期保存測試
        5.3.5 盒控降溫儀用于HSC低溫保存實驗的總結(jié)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和未來展望
    6.1 本文的總結(jié)
    6.2 本文的創(chuàng)新點
    6.3 本文后續(xù)的展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
在讀期間取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3703152