冷冻保存是指将体外培养物悬浮在含有冷冻保护剂的溶液中,通过控制冷冻速度将其降低到特定温度并长期保存的过程。根据冷冻保护液在冻结后是否形成
冰晶,冷冻保存可分为非玻璃化和玻璃化两种方法。
非玻璃化冻存通常采用多级冰箱逐步降温至-70℃至-80℃,随后直接放入
液氮中保存。另一种方法是使用电子
计算机程控降温仪,结合液氮的气体和液体,按照一定降温
速率从室温降至-100℃以下,然后再投入液氮。这种冻存方法可能导致
细胞悬液中出现冰晶。
冷冻保存在生殖医学中有重要应用,尤其是精液保存。这一技术对于体外受精和人工授精至关重要,因为它能延长精子在体外的生存时间,并方便其运输。精液保存可分为常温保存、低温保存和冷冻保存三种类型。然而,卵母细胞的冷冻保存相对困难,因为冷冻过程可能损害其亚细胞结构,从而影响复苏后的质量。
卵母细胞的冷冻保存技术主要借鉴了胚胎冷冻的方法。1986年,人类成熟的卵母细胞首次成功实现冷冻保存。1992年,
日本科学家成功将冷冻的牛成熟卵母细胞体外受精,最终获得了健康的
犊牛。卵母细胞的冷冻保存方法包括缓慢冷冻法、一步冷冻法、玻璃冷冻法和超快速冷冻法等多种方法。其中,玻璃化冷冻法因其较高的成功率和较低的
细胞损伤成为较为普遍使用的保存方法。
与精液保存相比,胚胎冷冻保存具有更多优势,因为它可以使不同品种间的胚胎移植更加容易,从而产生纯种后代。此外,胚胎冷冻保存也更有利于胚胎的运输和移植。虽然胚胎冷冻保存的成功率较高,但仍面临一些挑战,如
生产率偏低和流产率偏高等问题。尽管如此,已有超过20种动物的胚胎经过冷冻保存后成功移植并产生了后代。胚胎冷冻技术的发展不仅有助于建立优良品种的胚胎库,还能有效保护珍稀或濒危物种的遗传资源。