已有 16136 次阅读 2013-5-9 22:44 |系统分类:科普集锦| 物理学, 分子生物学, 甘油

甘油为什么能冻存菌种，这是一直让笔者感到困惑的问题。

为什么甘油可以让菌在-80度的低温下仍能不死呢？一种解释是加入甘油可以降低溶液的冰点，这个说法看来很容易接受，但事实是我们冻存采用的15%的甘油溶液，冰点不低于-10度，而菌种保存的温度远低于-10度。

笔者能够找到的指出用甘油保存大肠杆菌的最早的一篇文章是1954年Hollander和Nell的文章http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1056982/pdf/applmicro00293-0048.pdf

诡异的是，虽然这篇文章第一次利用大肠杆菌演示了当今实验室中极为常见的实验技术（之前已有用甘油保存其他物种的记录），它的引用率并不是很高，只有50左右。在文中，作者指出甘油的功效可能是使冻结的过程延长，因为甘油不会进入冰中，所以随着结冻的进行，甘油的浓度是增加的，进而进一步降低冰点。由于冻结比较缓慢，所以水的静压力可能分布的更加均匀，同时菌也可能相对于环境先行冻结，这些都有利于它们的存活。

另一个流行的说法是甘油可以防止冰晶的形成，但其实用甘油冻存红细胞时，是能够观察到冰晶的形成。比如在如下这篇文章提供的证据。SMITH, A. U., POLGE, C., AND SMILES, J. 1951 Microscopic

observation of living cells during freezing and thawing.

J. Roy. Microscop. Soc., 71, 186-195.

Hollander的解释看起来似乎有道理。而笔者猜测甘油也有可能会对细胞膜形成保护。通常的冻存的问题在于，细胞中形成的冰晶有可能会损坏脆弱的细胞膜结构，这样在解冻后细胞就不能正常的存活了。而甘油或许可以增加脂双分子层的延展性，从而保护了细胞的膜结构

另外大家也可参考一篇关于甘油保存的老文献http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC357863/