生物技术行业的生物储存与冷冻技术.pptx

生物技术行业的生物储存与冷冻技术

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2024-01-27

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目录

生物储存与冷冻技术概述

生物储存技术

冷冻技术

生物储存与冷冻设备

生物储存与冷冻技术应用实例

挑战与未来发展趋势

生物储存与冷冻技术概述

01

定义

生物储存与冷冻技术是指通过特定的方法和技术手段，将生物样本（如细胞、组织、器官、生物体液等）进行长期保存和冷冻，以保持其生物活性和功能，为后续研究、应用和开发提供可靠的物质基础。

发展历程

生物储存与冷冻技术经历了漫长的发展历程。早期的生物储存方法主要是干燥、腌制等简单手段，而现代的生物储存与冷冻技术已经发展到了细胞冻存、组织冻存、器官冻存等高水平，为生物医学研究和应用提供了强有力的支持。

生物储存与冷冻技术的原理主要是通过降低生物样本的温度，减缓其内部的生化反应速率，从而达到长期保存的目的。同时，通过添加保护剂（如二甲基亚砜、甘油等）来减少冰晶形成对细胞的损伤，保证生物样本在冷冻过程中的存活率。

原理

在冷冻过程中，生物样本内的水分会形成冰晶，导致细胞内外渗透压失衡，进而引起细胞损伤。通过添加保护剂，可以降低冰点、减少冰晶形成，从而减轻对细胞的损伤。同时，在复温过程中，需要控制复温速率和温度，避免过快升温导致细胞损伤。

作用机制

应用领域

生物储存与冷冻技术在生物医学研究、生物医药产业、生物技术育种、生物多样性保护等领域具有广泛的应用。例如，在生物医药产业中，生物储存与冷冻技术可用于保存疫苗、抗体、基因药物等生物制品；在生物技术育种中，可用于保存优良种质资源；在生物多样性保护中，可用于保存濒危物种的基因资源。

要点一

要点二

市场需求

随着生物医药产业和生物技术领域的快速发展，对生物储存与冷冻技术的需求不断增加。一方面，生物医药产业需要大规模、高质量的生物储存库来支持药物研发和生产；另一方面，生物技术领域的研究和开发也需要长期保存的生物样本来进行后续实验和分析。因此，生物储存与冷冻技术在未来具有广阔的市场前景和发展空间。

生物储存技术

02

干燥储存

通过降低生物材料的水分含量，达到抑制微生物活动和延长保存期的目的。

冷藏储存

利用低温环境减缓生物材料的代谢活动，从而延长保存期。

腌制、熏制等加工储存

通过改变生物材料的理化性质，抑制微生物的生长和繁殖。

将生物材料在低温下冻结，以抑制微生物活动和化学反应，从而长期保存。

冷冻储存

低温冷藏

玻璃化储存

在接近冰点的温度下储存生物材料，以减缓代谢和延长保存期。

利用高浓度的冷冻保护剂将生物材料玻璃化，使其在低温下保持稳定的物理和化学状态。

03

02

01

利用超低温冰箱提供的极低温度环境，长期保存生物材料。

超低温冰箱储存

将生物材料浸泡在液氮中，利用液氮的极低温度实现长期保存。

液氮储存

结合冷冻和干燥技术，先将生物材料冷冻，然后在真空条件下进行干燥，以去除水分并长期保存。

冷冻干燥储存

冷冻技术

03

在慢速冷冻过程中，控制降温速率是关键，以确保细胞内的水分有足够的时间形成冰晶，减少细胞内冰晶形成对细胞的损伤。

降温速率控制

使用冷冻保护剂（如二甲基亚砜、甘油等）可以降低细胞内冰点，减少冰晶形成，从而保护细胞免受冷冻损伤。

冷冻保护剂

通过逐步降温的方法，使细胞逐渐适应低温环境，减少因温度骤降引起的细胞应激反应。

逐步降温

03

适用于多种细胞类型

快速冷冻法适用于多种细胞类型，包括生殖细胞、干细胞、肿瘤细胞等。

01

高降温速率

快速冷冻法采用高降温速率，使细胞内的水分迅速形成玻璃态，避免冰晶形成对细胞的损伤。

02

无需冷冻保护剂

由于快速冷冻过程中细胞内水分迅速玻璃化，因此无需使用冷冻保护剂。

1

2

3

玻璃化冷冻法使用高浓度的冷冻保护剂，使细胞内的水分在降温过程中形成玻璃态，避免冰晶形成。

高浓度冷冻保护剂

玻璃化冷冻法需要将细胞保存在超低温环境下（如液氮），以确保细胞长期保存的稳定性。

超低温保存

玻璃化冷冻法适用于复杂生物样品（如组织、器官等）的冷冻保存，能够保持样品的结构和功能完整性。

适用于复杂生物样品

生物储存与冷冻设备

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低温冷藏柜

低温冷藏柜可提供更低的温度环境，通常用于保存生物样本、试剂等需要更低温度的物品。

医用冰箱

医用冰箱是生物储存中常用的冷藏设备，具有精确的温度控制和稳定的运行环境，适用于存放疫苗、药品等需要低温保存的物品。

便携式冷藏箱

便携式冷藏箱适用于野外或移动场景下的生物储存需求，具有良好的保温性能和便携性。

超低温冰箱

超低温冰箱是生物储存中重要的冷冻设备，能够提供极低的温度环境，用于保存细胞、组织、DNA等需要长期保存的生物样本。

液氮罐

液氮罐利用液氮的低温特性进行冷冻保存，适用于保存精子、卵子、胚胎等生殖细胞以及干细胞等。

冷冻干燥机

冷冻干燥机通过冷冻和