基于正交试验设计的螺旋管流动与传热数值模拟 李蕾.docVIP

中国工程热物理学会 学科类别(传热传质学) 学术会议论文 编号：143446 细胞冷冻过程中渗透特性的DSC研究 （合肥工业大学机械与汽车工程学院制冷与低温工程系，合肥 230000） (Tel Email:123lilei123@sina.cn) 摘 要：测量水渗透率Lpg和活化能ELpμm/min/atm）：0.0496、0.0731、0.0403，ELp（kcal/mol）：16.9964、16.4698、17.1650。一次冷冻法在5℃/min测得Lpg（μm/min/atm）：0.0131，ELp（kcal/mol）：17.4580。结果显示，三次冷冻方法的温度程序虽然比较复杂方法更具鲁棒性。 关键词：细胞膜；DSC；渗透特性；HeLa细胞 不论是低温保存还是低温手术中，了解冻结过程中细胞内水的流失数量对于制定成功的冷冻方案都是十分重要的。因此有必要深入研究细胞在零下温度的水分运输速率和数量，即细胞低温下的渗透特性。 Devireddy等人提出用差示扫描量热（DSC）研究细胞在冷冻过程中的渗透特性主要包括三次冷冻过程:慢冻—快冻—慢冻，通过对比第一次慢冻过程和最后一次慢冻过程中细胞的放热峰，可以计算得到细胞冷冻过程中的Lpg和活化能ELp。采用方法，Devireddy等人研究鼠精子细胞在不同的冷冻速率和不同低温保护剂浓度下的渗透特性Thirumala[5]等人犬精子在有无低温保护剂条件下，预测最佳冻结速率在的范围王欣等人研究组织工程用真皮成纤维细胞膜的渗透特性，不同降温速率的冷冻情况，预测水运输过程结束后胞内水分含量，以及低温保存最佳冻结速率Thirumala[7]等人研究纳米金颗粒对HeLa和Jurkat细胞的影响，不同浓度二甲砜中的渗透特性，发现纳米金颗粒会增强HeLa细胞死亡率，因此可应用于低温破坏方案中。罗大为等人简化了以前的三步冻结法，提出一步冻结的DSC实验方法只需要对有一定活性的细胞进行一次慢冻，但这种方法需要相同的DSC实验步骤对三种或三种以上不同压积的细胞悬液进行实验近几年来国内外学者DSC实验但尚未对这两种DSC实验方法进行对比分析，本文分别用这两种不同的DSC实验方法测得HeLa细胞冷冻过程中的细胞体积变化，求得HeLa细胞的水渗透率Lpg和活化能ELp，通过对两种实验方法得到的结果进行对比，分析这两种DSC实验的方法。 ×PBS清洗后，用0.25%胰蛋白酶进行处理。细胞以80g离心5min，然后用溶液重新悬浮，制成细胞浓度为1×105/ml的细胞悬浮液。μl1×PBS混合，将60μl混合溶液加入240μl细胞悬液，得到丁香假单胞菌浓度为0.02mg/μl的细胞悬液,取一定量置于毛细玻璃管中，酒精灯灼烧两端，微熔后将两端封死，放置平衡管后以4000g离心5min。离心后，取出装有细胞悬液的毛细管，经过离心后的细胞悬液出现明显分层，细胞沉积在毛细管底部，上清液为PBS，用游标卡尺测量毛细管中细胞沉积部分的长度(l)和管中液体部分的总长度(L)，两者长度之比(l/L)即为细胞压积。 1.2 样品制备 用电子天平称量标准铝皿质量，医用注射器用细胞悬液润洗后，抽取少量悬液，缓慢轻推至直至针头出现小液滴，放置于铝皿底部，称量样品质量后，加上铝盖，用TA专用卷边压制器压制得到样品。 1.3 DSC温度程序 DSC（Q2000，TA）以铟和蓝宝石进行标定。三次冷冻实验的温度程序：样品在4℃平衡；以2℃/min降至-12℃，以相同速率升至-0.8℃并恒温5min;以选定的降温速率降至-50℃，得到第一次慢冻过程的放热曲线；以100℃/min升到-0.8℃平衡3min,重复多次以100℃/min降至-50℃再升至-0.8℃，然后在-0.8℃平衡3min；以选定的降温速率降至-50℃，得到第二次慢冻过程的放热曲线。 一次冷冻实验的温度程序：样品在4℃平衡；以2℃/min降至-12℃，以相同速率升至-0.8℃并恒温5min;以5℃/min降至-50℃，得到放热曲线。 1.4数据分析方法 实验得到的放热曲线用TA Universal Analysis热分析软件进行处理和分析，曲线拟合程序以Matlab语言编制。 2 实验结果 2.1 三次冷冻实验方法的结果 已知细胞初始体积Vo和渗透失活体积Vb，通过用TA热分析软件对第一次和最后一次慢冻过程的放热峰进行积分，可以得到细胞悬浮液冷冻到某温度T时，两次慢冻过程的放热量差值?和整个冷冻过程中的放热量差值?。得到冷冻过程