在細胞凍存過程中加入 DMSO（二甲基亞砜）的主要原因是其作為 冷凍保護劑（Cryoprotectant）的關鍵作用，具體機制如下：
1.防止冰晶損傷
冰晶的形成：低溫冷凍時，細胞內外水分會結晶，尖銳的冰晶會刺破細胞膜和細胞器，導致細胞死亡。
DMSO的作用：DMSO 是一種 滲透性保護劑，可穿透細胞膜，與細胞內水分結合，降低水的冰點，減少冰晶的形成，使水在低溫下形成玻璃態（非結晶固態），從而減輕物理損傷。
2.維持細胞滲透壓平衡
DMSO 能部分替代細胞內的水分，減少冷凍過程中因細胞脫水導致的體積劇烈變化（如細胞皺縮或膨脹破裂）。
與培養基中的其他成分（如胎牛血清）協同作用，緩沖細胞在冷凍-復蘇過程中的滲透壓沖擊。
3.保護細胞膜和蛋白質結構
DMSO 可穩定細胞膜脂質雙層結構，防止低溫下膜流動性降低導致的破裂。
通過減少氧化應激和蛋白質變性，保護細胞內的生物大分子功能。
4.使用注意事項**
濃度：通常使用 5%~10% 的 DMSO，濃度過高會引發細胞毒性，過低則保護不足。
程序降溫：需配合緩慢降溫（如使用程序降溫儀），避免溫度驟變。
復蘇后清洗：解凍后需盡快去除含 DMSO 的培養液，避免長期暴露導致細胞損傷。
為什么選擇 DMSO 而非其他保護劑？
滲透效率高：相比甘油（另一種滲透性保護劑），DMSO 更快穿透細胞膜，適合哺乳動物細胞。
適用性廣：對多數貼壁細胞和懸浮細胞（如 HEK293、CHO、免疫細胞等）兼容性較好。
替代方案
某些無血清凍存液可能使用 非滲透性保護劑（如蔗糖、海藻糖），通過形成玻璃態保護細胞，但需配合滲透性保護劑（如 DMSO）以增強效果。

總結：DMSO 通過減少冰晶形成、平衡滲透壓和保護細胞結構，顯著提高凍存細胞的存活率，是細胞低溫保存中不可或缺的關鍵成分。

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