低温生物学

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  低温生物学汉语拼音:Diwen Shengwuxue;英语:cryobiology),[[研究低温(包括深低温)对生物的影响及其应用的生物学分支学科。

  低温指0℃左右,深低温指-80℃以下。20世纪开始对生物和作为食品的生物材料的低温处理进行研究,并逐渐进入了细胞和分子的水平,研究成果广泛应用于生物制品,家畜精子以及人的某些器官和血细胞的低温保存。

冰冻与生物

  生物体的新陈代谢随温度的降低而减缓的。如温度降至冰点以下,由于生物体体液都含有大量的水会因结冰而发生不可恢复的损伤。

低温的防护

  低温使新陈代谢速度减缓,因而人们很早就试图利用这一特点长期保存活的生物体。主要方法是:

  ①用添加剂和速冻,以防止冰晶的形成,常用的添加剂是甘油和某些多元醇类化合物如甘露醇等,其作用是使水不易结冰。速冻是将生物体在很短时间内,立即降至液态氮的温度(约为-195℃),使水迅速凝固,以避免形成冰晶。两者适当结合,才能避免低温对生物体的损伤。

  ②冷冻干燥,即在凝固状态下,依靠真空干燥使水分升华,以防止因速冷而凝固的液体在温度回升时又形成冰晶。生物样品经冷冻干燥后在常温下即可储存。冷冻干燥法的优点是能较好地保存生物制品的活性,冷冻干燥的药品、血清制剂等易于溶解,食物的外形以及色、香、味等也能较好地保存。若在-80℃左右的深低温保藏,虽然没有冷冻干燥方便,但对生物体的损伤较小,可用于保藏微生物菌种、贮存高等动物的精子、卵子、全血和某些器官,甚至早期发育阶段的哺乳动物胚胎。

低温生物化学

  研究在低温条件下生命活动的生物化学规律的新兴学科,是低温生物学的重要基础。例如,在某些冬眠状态的昆虫体液中,甘油含量可高达25%,以致在-35℃的状况下也不会冰冻。利用低温下变化减慢,来研究在常温下变化较快的一些生物化学反应。某些中间变化常温下在0.001秒的时间内即可完成,用一般方法难以探讨,而在含有添加剂使温度降至-40℃左右的溶液中,反应速度大为减慢,从而可用常规方法进行研究。