近日,我院低温生物医学与组织工程团队在国际知名期刊《生物材料(Biomaterials)》(中科院一区Top,IF=13.6)发表题为《磁性水凝胶封装结合芯片上处理增强小鼠卵母细胞麦管玻璃化冷冻(Magnetic Hydrogel Encapsulation Combined with On-chip Processing Enhances Straw Vitrification of Mouse Oocytes)》的研究论文。2023级硕士研究生雷雨为论文第一作者,陈中嵘副教授、赵刚教授和程跃副教授为共同通讯作者,我校为第一作者和第一通讯作者单位。

卵母细胞冷冻保存在辅助生殖医学和生物多样性保护中具有重要应用价值。玻璃化冷冻通过超快速降温形成无定形玻璃态,有效防止破坏性冰晶形成,是实现卵母细胞长期保存的关键技术。然而,该方法所需的高浓度冷冻保护剂在加载和卸载过程中会使卵母细胞遭受严重渗透压冲击;此外,复温阶段也存在冰晶形成和再结晶风险,对卵母细胞造成损伤。这些固有局限性构成了当前冷冻保存方案的主要瓶颈。微流控技术通过形成连续浓度梯度有望减轻渗透损伤,但现有微流控平台仍面临细胞加载/回收效率低下和操作复杂等挑战,制约了卵母细胞冷冻保存的效果。
针对上述问题,研究团队提出了一种结合微流控芯片和磁控水凝胶微胶囊的新颖冷冻保存策略。该微流控芯片设计了快速密封盖板,可快速便捷实现细胞加载与回收。此外,利用磁性水凝胶借助外部磁场完成卵母细胞固定,无需复杂微通道结构即可避免细胞漂移丢失,并为冷冻过程中的卵母细胞提供物理防护,简化操作的同时提升实验可重复性。与常规麦管玻璃化冷冻相比,该技术能够有效提升卵母细胞存活率,并更好地保留线粒体活性、细胞骨架结构以及胚胎发育潜能。该研究构建的兼顾高效保护与操作简便的复合冷冻方案,为卵母细胞冷冻保存提供了新的技术思路,相关技术也已获得发明专利授权,具备良好的转化应用潜力。
该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省高校中青年教师培养行动项目-优秀青年教师培育重点项目的资助。(威廉希尔williamhill官网)
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.124549