纳米材料改善低温生物学中的百子莲超低温保存技术

纳米低温保护剂是纳米材料在低温生物学领域应用的主要方式，将不同属性的纳米材料适量加入低温保护剂中，通过改善低温保护剂的结晶性和导热性等理化性质，减少或抑制生物材料在低温保存过程中冰晶的形成，提高细胞和组织的低温存活率，是目前低温生物领域新的研究热点（李维杰等，2013a）。

Han等（2008）将0.2%钻石纳米材料加入乙二醇低温保护剂中，使保护剂的冷冻速率提高了一倍，并显著降低了玻璃化与反玻璃化温度（Han et al.，2008）。Hao和Liu（2011）发现含有纳米微粒羟基磷灰石（HA）低温保护剂的比热容、玻璃化和反玻璃化温度均随纳米微粒浓度的增大而降低，溶液的导温系数有所升高。添加HA的丙三醇低温保护剂的比热容也显著下降，使降温速率明显提高，同时减小了结晶量（徐海峰等，2011；刘连军等，2012）。另外，吕福扣等（2012）研究表明含有0.8%HA的PEG-600低温保护剂的复温冰晶生长区间大幅缩小，冰晶明显减小且分散，对生物材料产生的机械损伤较小。目前，对纳米低温保护剂的研究除了在热物性分析方面之外，应用于生物材料保存方面的研究也开始启动。添加0.05%HA的低温保护剂可以提高猪（Sus domesticus）卵母细胞的超低温保存效果，发育率由对照组的14.7%升至30.4%（李维杰等，2013b），升温过程中再结晶不明显，对细胞的损伤显著降低（李维杰等，2014）。(www.xing528.com)

应用纳米微粒提高生物材料的超低温保存质量，首先要考虑纳米微粒与生物组织间的相互作用。有些纳米材料对细胞有毒害作用，可导致生物组织损伤（郝保同和刘宝林，2008）。因此，在纳米低温保存研究中，应选择生物兼容性好、保护作用强、毒害作用小的纳米材料（狄德瑞等，2011）。目前，纳米材料在低温生物学领域的研究才刚刚开展，多集中在工程热力学研究领域，其对保存材料生物过程的影响尚需进一步探究，而纳米材料在植物种质资源超低温保存中的应用尚未见报道。