CN116636525A - 用于干细胞及其制品长期保存的冻存液及冻存方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于干细胞及其制品长期保存的冻存液及冻存方法。冻存液包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐10‑15份、羟乙基淀粉2‑8份、壳聚糖10‑15份、甘油3‑6份、二甲基亚砜3‑6份、葡萄糖注射液20‑30份、复方氨基酸注射液10‑15份和复方电解质注射液20‑30份。低分子右旋糖酐、羟乙基淀粉、葡萄糖注射液、复方氨基酸注射液和复方电解质注射液共同作用,维持离子渗透压和胶体渗透压的系统平衡,形成有利于干细胞存活的环境条件,有利于干细胞的长期保存。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于干细胞及其制品长期保存的冻存液及冻存方法,属于冻存液技术领域。
背景技术
细胞冻存即将细胞置于低温环境下保存,以使细胞暂时脱离生长状态,并保持细胞特性。通过冷冻方式保存细胞,成本较低,可以在需要时进行复苏及继续培养。同时,低温保存也能够避免,在培养中因细胞污染而导致的细胞品种丢失。
细胞冻存液作为细胞冻存时必须使用的一种保护试剂,其作用是将需要冻存的细胞悬浮,并供给细胞生命代谢所需的营养物质,同时,通过冷冻保护剂在冻存过程对细胞进行保护,防止或减少冷冻过程中冰晶产生对细胞造成的损伤。
干细胞的研究和应用过程中都绕不开细胞冻存这一步骤,所以冻存保护剂的选择尤为重要。若冻存保护剂选择不良,比如使用动物源性的冻存剂可能会对培养干细胞的自我更新及分化过程带来不确定因素。因此,为保证间充质干细胞的安全性及复苏后的活率,有必要开发一种成分明确、不含血清、活率较高、保存时间较长的冻存液。
二甲基亚砜(DMSO)DMSO是一种渗透性保护剂,能够降低细胞冰点,减少冰晶的形成,减轻自由基对细胞损害,改变生物膜对电解质、药物、毒物和代谢产物的通透性。细胞冻存时DMSO的浓度一般为10%。但DMSO对细胞也存在一定的毒性,常温下能使胞内蛋白变性。因此,对于临床治疗的细胞保存应该尽量减少DMSO的用量。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种用于干细胞及其制品长期保存的冻存液及冻存方法,冻存液不含血清,可以长时间对干细胞进行保存。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐10-15份、羟乙基淀粉2-8份、壳聚糖10-15份、甘油3-6份、二甲基亚砜3-6份、葡萄糖注射液20-30份、复方氨基酸注射液10-15份和复方电解质注射液20-30份。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸6-9g、L-醋酸赖氨酸4-8g、甘氨酸7-9g、甲硫氨酸3-5g、酪氨酸1-3g、谷氨酸2-4g、苏氨酸2-4g、苯丙氨酸1-3g、门冬氨酸1-3g、半胱氨酸1-3g、丝氨酸1-3g和亚硫酸氢钠0.2-0.4g。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙3-6g、氯化钠6-9g、葡萄糖酸钠1-3g、碳酸氢钠1-3g、氯化钾0.5-0.8g和氯化镁0.5-0.8g。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,所述葡萄糖注射液每1000mL包含50-80g葡萄糖。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,所述甘油和二甲基亚砜的重量比为1:1。
用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,采用所述的冻存液,包括以下步骤:
(1)配制冻存液:在无菌条件下,将羟乙基淀粉加入葡萄糖注射液中进行混合,再依次加入低分子右旋糖酐、壳聚糖、甘油和二甲基亚砜进行混合,混匀后,再依次加入复方氨基酸注射液和复方电解质注射液,充分混合后得到冻存液;
(2)干细胞处理:从培养瓶中取出干细胞,加入氯化钠溶液制成细胞悬液,然后将细胞悬液进行离心分离,弃去上清液后,加入冻存液重悬后置于冻存管或冻存袋中;
(3)冻存:将步骤(2)中的冻存管或冻存袋先置于-18~-22℃进行预冻存,然后急速冷冻至-80~-90℃冻存,最后置于液氮罐中进行保存。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,所述步骤(2)中,氯化钠溶液中氯化钠的质量分数为0.9%。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,所述步骤(2)中冻存管或冻存袋中干细胞浓度为4~6×106个细胞/mL。
所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,所述预冻存的时间为10-20min,然后急速冷冻至-80~-90℃,最后置于液氮罐中进行保存。
本发明所达到的有益效果:
本发明的冻存液采用低分子右旋糖酐、羟乙基淀粉、壳聚糖、甘油、二甲基亚砜、葡萄糖注射液、复方氨基酸注射液和复方电解质注射液作为主要原料;其中,壳聚糖能够作为冻存液的保护成分,延长冻存液中细胞的冻存时间;低分子右旋糖酐、羟乙基淀粉、葡萄糖注射液、复方氨基酸注射液和复方电解质注射液共同作用,维持离子渗透压和胶体渗透压的系统平衡,形成有利于干细胞存活的环境条件,有利于干细胞的长期保存;二甲基亚砜使得冻存液可渗透成分能够快速穿透细胞膜进入细胞中,降低冰点、延缓冻存过程,提高细胞内的离子浓度、减少细胞内冰晶的形成,同时,采用甘油和二甲基亚砜配合使用减少了二甲基亚砜的使用量,从而减少细胞损伤程度;降低了对细胞潜在的毒性作用。
本发明的冻存液配制方法简单,并且冻存方法同样简单,采用预冻存,进使得冻存液可以长期保存干细胞。
附图说明
图1是采用实施例3的冻存液复苏培养两周后的细胞整体图;
图2是图1的放大图。
图3是采用实施例3和对比例4的冻存液冻存1个月后复苏的RTCA增殖图。
图4是采用实施例3和对比例4的冻存液冻存6个月后复苏的RTCA增殖图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐10份、羟乙基淀粉2份、壳聚糖15份、甘油3份、二甲基亚砜3份、葡萄糖注射液20份、复方氨基酸注射液10份和复方电解质注射液20份。
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸6g、L-醋酸赖氨酸4g、甘氨酸7g、甲硫氨酸3g、酪氨酸1g、谷氨酸2g、苏氨酸2g、苯丙氨酸1g、门冬氨酸1g、半胱氨酸1g、丝氨酸1g和亚硫酸氢钠0.2g。
复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙3g、氯化钠6g、葡萄糖酸钠1g、碳酸氢钠1g、氯化钾0.5g和氯化镁0.5g。
所述葡萄糖注射液每1000mL包含50g葡萄糖。
用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,采用所述的冻存液,包括以下步骤:
(1)配制冻存液:在无菌条件下,将羟乙基淀粉加入葡萄糖注射液中进行混合,再依次加入低分子右旋糖酐、壳聚糖、甘油和二甲基亚砜进行混合,混匀后,再依次加入复方氨基酸注射液和复方电解质注射液,充分混合后得到冻存液;
(2)干细胞处理:从培养瓶中取出干细胞,加入质量分数0.9%的氯化钠溶液制成细胞悬液,然后将细胞悬液进行离心分离,弃去上清液后,加入冻存液重悬后置于冻存管或冻存袋中;冻存管或冻存袋中干细胞浓度为4~6×106个细胞/mL
(3)冻存:将步骤(2)中的冻存管或冻存袋先置于-18~-22℃进行预冻存10-20min,然后急速冷冻至-80~-90℃,最后置于液氮罐中进行保存。
实施例2
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐15份、羟乙基淀粉8份、壳聚糖10份、甘油6份、二甲基亚砜6份、葡萄糖注射液30份、复方氨基酸注射液15份和复方电解质注射液30份。
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸9g、L-醋酸赖氨酸8g、甘氨酸9g、甲硫氨酸5g、酪氨酸3g、谷氨酸4g、苏氨酸4g、苯丙氨酸3g、门冬氨酸3g、半胱氨酸3g、丝氨酸3g和亚硫酸氢钠0.4g。
复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙6g、氯化钠9g、葡萄糖酸钠3g、碳酸氢钠3g、氯化钾0.8g和氯化镁0.8g。
所述葡萄糖注射液每1000mL包含80g葡萄糖。
用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,采用所述的冻存液,包括以下步骤:
(1)配制冻存液:在无菌条件下,将羟乙基淀粉加入葡萄糖注射液中进行混合,再依次加入低分子右旋糖酐、壳聚糖、甘油和二甲基亚砜进行混合,混匀后,再依次加入复方氨基酸注射液和复方电解质注射液,充分混合后得到冻存液;
(2)干细胞处理:从培养瓶中取出干细胞,加入质量分数0.9%的氯化钠溶液制成细胞悬液,然后将细胞悬液进行离心分离,弃去上清液后,加入冻存液重悬后置于冻存管或冻存袋中;冻存管或冻存袋中干细胞浓度为4~6×106个细胞/mL
(3)冻存:将步骤(2)中的冻存管或冻存袋先置于-18~-22℃进行预冻存10-20min,然后急速冷冻至-80~-90℃,最后置于液氮罐中进行保存。
实施例3
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐12份、羟乙基淀粉6份、壳聚糖14份、甘油4份、二甲基亚砜4份、葡萄糖注射液16份、复方氨基酸注射液13份和复方电解质注射液25份。
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸8g、L-醋酸赖氨酸5g、甘氨酸8g、甲硫氨酸4g、酪氨酸2g、谷氨酸3g、苏氨酸3g、苯丙氨酸2g、门冬氨酸2g、半胱氨酸2g、丝氨酸2g和亚硫酸氢钠0.3g。
复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙5g、氯化钠8g、葡萄糖酸钠2g、碳酸氢钠2g、氯化钾0.6g和氯化镁0.6g。
所述葡萄糖注射液每1000mL包含60g葡萄糖。
用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,采用所述的冻存液,包括以下步骤:
(1)配制冻存液:在无菌条件下,将羟乙基淀粉加入葡萄糖注射液中进行混合,再依次加入低分子右旋糖酐、壳聚糖、甘油和二甲基亚砜进行混合,混匀后,再依次加入复方氨基酸注射液和复方电解质注射液,充分混合后得到冻存液;
(2)干细胞处理:从培养瓶中取出干细胞,加入质量分数0.9%的氯化钠溶液制成细胞悬液,然后将细胞悬液进行离心分离,弃去上清液后,加入冻存液重悬后置于冻存管或冻存袋中;冻存管或冻存袋中干细胞浓度为4~6×106个细胞/mL
(3)冻存:将步骤(2)中的冻存管或冻存袋先置于-18~-22℃进行预冻存10-20min,然后急速冷冻至-80~-90℃,最后置于液氮罐中进行保存。
对比例1
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐12份、羟乙基淀粉6份、甘油4份、二甲基亚砜4份、葡萄糖注射液16份、复方氨基酸注射液13份、复方电解质注射液25份。其余与实施例3相同。
对比例2
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐12份、羟乙基淀粉6份、壳聚糖14份、二甲基亚砜8份、葡萄糖注射液16份、复方氨基酸注射液13份、复方电解质注射液25份。其余与实施例3相同。
对比例3
用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,采用所述的冻存液,包括以下步骤:
(1)配制冻存液:在无菌条件下,将羟乙基淀粉加入葡萄糖注射液中进行混合,再依次加入低分子右旋糖酐、壳聚糖、甘油和二甲基亚砜进行混合,混匀后,再依次加入复方氨基酸注射液和复方电解质注射液,充分混合后得到冻存液;
(2)干细胞处理:从培养瓶中取出干细胞,加入质量分数0.9%的氯化钠溶液制成细胞悬液,然后将细胞悬液进行离心分离,弃去上清液后,加入冻存液重悬后置于冻存管或冻存袋中;冻存管或冻存袋中干细胞浓度为4~6×106个细胞/mL
(3)冻存:将步骤(2)中的冻存管或冻存袋在-80~-90℃的条件下进行保存。
其余与实施例3相同。
对比例4
用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,包括以下重量份数的原料:FBS 20份、MEM培养基70份和DMSO 10份。
将人脐带间充质干细胞分成28组,分别使用本发明实施例1~3和对比例1~4提供的冻存液将人脐带间充质干细胞冻存1个月、3个月、6个月和9个月后再复苏细胞,检测复苏后间充质干细胞的活率,结果如表1所示:
表1各实施例和对比例冻存复苏后细胞的活率
从表1可以看出,与对比例1相比,实施例3采用了壳聚糖,使得本发明提供的冻存液能够提高细胞复苏后的活率,尤其是在冻存时间长的情况下。
与对比例2相比,实施例3加入了甘油替换了部分二甲基亚砜,在冻存1个月的时候细胞存活率是差不多的,甚至在冻存长时间后具有更加良好的存活率,因此,采用甘油和二甲基亚砜配合使用作为冻存液可以减少对细胞潜在的毒性作用。
现有技术中为了减少对细胞的毒性,专利CN114391536B中用螺旋藻多糖代替部分DMSO以降低对细胞的毒性,专利CN108184817A采用聚丙烯醇和海藻糖的组合来代替部分DMSO以降低细胞毒性,专利CN105794772A采用30%甘油、20%壳聚糖、50%海藻酸组成的组合物来替代部分DMSO以降低细胞毒性。但是上述方法中需要采用螺旋藻多糖、海藻糖、或海藻酸来作为关键成分。
本发明中仅仅使用一定量壳聚糖,并将甘油和DMSO的比例限定为1:1,即可大大降低DMSO的用量(约为4%),且成分简单,原料价廉易得。
与对比例3相比,实施例3进行预冻存,然后再进行急冻,使得本发明提供的冻存液在冻存时间长的条件下具有更好的冻存效果,可以延长冻存液的使用时间。
细胞培养:取出实施例3的冻存细胞进行培养。培养两周后细胞整体如图1所示,放大后形态如图2所示。从图中可以看出,使用本发明的冻存液,间充质干细胞存活率高、细胞状态好。
细胞复苏后细胞活力检测:利用RTCA(实时无标记细胞分析系统)检测干细胞冻存不同时间后复苏时细胞的增殖能力。
采用实施例3和对比例4的冻存液,脐带间充质干细胞冻存1个月后复苏的RTCA增殖图见图3;采用实施例3和对比例4的冻存液,脐带间充质干细胞冻存6个月后复苏的RTCA增殖图见图4。从图3和图4可以看出,本发明的冻存液适用于脐带间充质干细胞的长期保存,不会影响其增殖能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,其特征是,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐10-15份、羟乙基淀粉2-8份、壳聚糖10-15份、甘油3-6份、二甲基亚砜3-6份、葡萄糖注射液20-30份、复方氨基酸注射液10-15份和复方电解质注射液20-30份;
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸6-9g、L-醋酸赖氨酸4-8g、甘氨酸7-9g、甲硫氨酸3-5g、酪氨酸1-3g、谷氨酸2-4g、苏氨酸2-4g、苯丙氨酸1-3g、门冬氨酸1-3g、半胱氨酸1-3g、丝氨酸1-3g和亚硫酸氢钠0.2-0.4g;所述复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙3-6g、氯化钠6-9g、葡萄糖酸钠1-3g、碳酸氢钠1-3g、氯化钾0.5-0.8g和氯化镁0.5-0.8g;
所述葡萄糖注射液每1000mL包含50-80g葡萄糖。
2.根据权利要求1所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,其特征是,所述甘油和二甲基亚砜的重量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,其特征是,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐12份、羟乙基淀粉6份、壳聚糖14份、甘油4份、二甲基亚砜4份、葡萄糖注射液16份、复方氨基酸注射液13份和复方电解质注射液25份;
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸8g、L-醋酸赖氨酸5g、甘氨酸8g、甲硫氨酸4g、酪氨酸2g、谷氨酸3g、苏氨酸3g、苯丙氨酸2g、门冬氨酸2g、半胱氨酸2g、丝氨酸2g和亚硫酸氢钠0.3g;
所述复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙5g、氯化钠8g、葡萄糖酸钠2g、碳酸氢钠2g、氯化钾0.6g和氯化镁0.6g;
所述葡萄糖注射液每1000mL包含60g葡萄糖。
4.根据权利要求1所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,其特征是,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐10份、羟乙基淀粉2份、壳聚糖15份、甘油3份、二甲基亚砜3份、葡萄糖注射液20份、复方氨基酸注射液10份和复方电解质注射液20份;
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸6g、L-醋酸赖氨酸4g、甘氨酸7g、甲硫氨酸3g、酪氨酸1g、谷氨酸2g、苏氨酸2g、苯丙氨酸1g、门冬氨酸1g、半胱氨酸1g、丝氨酸1g和亚硫酸氢钠0.2g;
所述复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙3g、氯化钠6g、葡萄糖酸钠1g、碳酸氢钠1g、氯化钾0.5g和氯化镁0.5g;
所述所述葡萄糖注射液每1000mL包含50g葡萄糖。
5.根据权利要求1所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存液,其特征是,包括以下重量份数的原料:低分子右旋糖酐15份、羟乙基淀粉8份、壳聚糖10份、甘油6份、二甲基亚砜6份、葡萄糖注射液30份、复方氨基酸注射液15份和复方电解质注射液30份;
所述复方氨基酸注射液为每1000mL包含L-亮氨酸9g、L-醋酸赖氨酸8g、甘氨酸9g、甲硫氨酸5g、酪氨酸3g、谷氨酸4g、苏氨酸4g、苯丙氨酸3g、门冬氨酸3g、半胱氨酸3g、丝氨酸3g和亚硫酸氢钠0.4g;
所述复方电解质注射液为每1000mL包含二水合氯化钙6g、氯化钠9g、葡萄糖酸钠3g、碳酸氢钠3g、氯化钾0.8g和氯化镁0.8g;
所述葡萄糖注射液每1000mL包含80g葡萄糖。
6.用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,采用如权利要求1-5任一权利要求所述的冻存液,其特征是,包括以下步骤:
(1)配制冻存液:在无菌条件下,将羟乙基淀粉加入葡萄糖注射液中进行混合,再依次加入低分子右旋糖酐、壳聚糖、甘油和二甲基亚砜进行混合,混匀后,再依次加入复方氨基酸注射液和复方电解质注射液,充分混合后得到冻存液;
(2)干细胞处理:从培养瓶中取出干细胞,加入氯化钠溶液制成细胞悬液,然后将细胞悬液进行离心分离,弃去上清液后,加入冻存液重悬后置于冻存管或冻存袋中;
(3)冻存:将步骤(2)中的冻存管或冻存袋先置于-18~-22℃进行预冻存,然后急速冷冻至-80~-90℃冻存,最后置于液氮罐中进行保存。
7.根据权利要求6所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,其特征是,所述步骤(2)中,氯化钠溶液中氯化钠的质量分数为0.9%。
8.根据权利要求6所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,其特征是,所述步骤(2)中冻存管或冻存袋中干细胞浓度为4~6×106个细胞/mL。
9.根据权利要求6所述的用于干细胞及其制品长期保存的冻存方法,其特征是,所述预冻存的时间为10-20min,然后急速冷冻至-80~-90℃,最后置于液氮罐中进行保存。
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