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摘要
高升降温速率是实现细胞无冰冻融的关键技术途径。本研究研制了一套基于蓝宝石的超快速固体表面冷冻-激光复温冻融可视化系统，开展了不同冷冻保护剂组分和体积以及不同激光能量下的液滴冻融实验研究。结果表明：冷冻操作时该系统可实现1μL体积混合低温保护剂[1.5 mol/L丙二醇（PG）+1.5 mol/L乙二醇（EG）+0.5 mol/L海藻糖（TRE）]的降温速率高达9.2×103℃/min，且1～8μL容积范围的液滴均可实现玻璃化冷冻；经过比对多种冷冻保护剂配比浓度，等比例混合渗透性保护剂和海藻糖的组合具有最好的玻璃化冷冻效果和更均匀的结晶特性。在复温操作时，首次测得400～1 200 W激光功率作用下含有金纳米颗粒的玻璃态液滴的升温曲线，速率高达106℃/min量级。依据不同功率复温过程的液滴图像，明确了实现微米级分辨率无冰复温的激光功率范围为1 400～1 600 W。本文工作同步实现了液滴的超高速升降温、瞬态可视化观察和温度测量，为判断液滴无冰冻融提供了技术手段，有利于促进生物细胞和组织超快速冻融技术的发展。
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单位上海东富龙医疗装备有限公司; 上海交通大学
