一、天然抗凍蛋白的啟發

大自然其實早就示範了「抗凍」這件事。1960 年代末,科學家 Peter L. Davies 首次在南極魚類的血液中發現了抗凍蛋白,揭開了這個神秘機制的面紗。後續研究陸續在其他耐寒生物身上,也找到了各式各樣的抗凍蛋白。這些特殊的糖蛋白,正是讓這些生物能在極地等嚴寒環境中存活下來的關鍵——它們能有效阻止冰晶對細胞造成的傷害。

賽存團隊從這個天然機制出發,深入研究抗凍蛋白的作用原理與結構,並從藥典中嚴格篩選安全成分,成功合成出結構與作用機理都與天然抗凍蛋白相近的「控冰分子材料」。這些材料模擬了大自然的智慧,能在低溫環境下有效保護生物樣本的活性與功能。

以此為基礎,團隊逐步建立並完善了控冰冷凍保存的技術體系,同時持續探索各種動植物體內的抗凍蛋白,合成、篩選出數百種功能各異的控冰材料,打造出全球規模最大的控冰材料庫。

二、冷凍保存的「新」紀元—控冰冷凍保存技術

• 高效控冰　控冰效率是傳統冷凍保存劑的上萬倍。它不是完全阻止冰晶形成,而是有效抑制冰晶「長大」,大幅提升冷凍保存的效果。
• 成分安全　控冰材料都是從藥典中嚴選出來的,成分安全,在安全劑量以下就能發揮強效的控冰功能。
• 普適性強　針對不同種類、不同體積的生物樣本,可以彈性搭配不同的控冰材料組合,讓每一種樣本都能找到最合適的冷凍保存方式。
• 雙向協調　控冰材料可以單獨使用,安全完成冷凍保存;也可以搭配玻璃化試劑一起用,降低試劑毒性,讓保存效果更上一層樓。

控冰冷凍保存技術和玻璃化冷凍技術的原理其實不太一樣。它的重點不是把冰晶完全擋下來,而是反過來——讓大量「小冰核」先形成,再進一步控制冰晶生長的速度。透過特別設計的控冰保護劑,把原本會集中在單一冰核上的能量,分散到許多微小冰核中,從根本上避免冰核突然暴衝式地變大。

控冰保護劑不只負責分散能量,還能精準調控冰晶的大小、形狀與生長速度,確保低溫環境下形成的都是極微小的冰晶,不會對細胞等生物樣本造成傷害。

也正因為這樣的特性,這些經過藥典嚴格篩選出來的控冰分子,才能在安全劑量範圍內充分發揮控冰效果,讓生物樣本能夠安全又有效地保存下來。控冰冷凍保存技術從冰晶「成核」到「生長」的每一個階段都做到精準控制,有效避開了復溫過程中冰晶可能暴衝生長的風險,大幅提升冷凍保存的效率,為生物樣本的低溫保存提供全方位的保護。

控冰冷凍保存技術憑藉著這套獨特策略與專業執行,確保生物樣本在低溫環境下能穩定保存下來,是全新技術路線下的新一代冷凍保存技術。

自研控冰材料: 成分安全 ｜ 冰晶可控 ｜ 實現高效冷凍保存

三、傳統玻璃化冷凍保存技術

傳統玻璃化技術路線的核心原理,是在水中添加特定玻璃化保護劑,讓降溫過程中的水分子進入理論上介於固態與液態之間的「玻璃態」,以此將冰晶生成、對樣本的損傷降到最低。

然而在實際操作中,完全避免冰晶生成相當困難。生物樣本經歷低溫冷凍與復溫過程時,所處的液體環境很難維持絕對均一的溫度,一旦出現溫差就可能形成「結晶點」,成為冰晶爆發的起點;運輸過程中的震盪或撞擊,也可能誘發冰晶生成。缺乏有效策略控制冰晶生長時,冰晶會以不規則且尖銳的形態快速擴大,也就是「爆發式增長」,可能造成細胞機械性損傷、功能喪失甚至死亡,大幅降低復甦成功率。

此外,目前普遍使用的玻璃化保護劑二甲基亞碸(DMSO)具有細胞毒性,在冷凍與復甦過程中都可能對細胞造成潛在傷害,難以兼顧保存效率與安全性,也會影響復甦後樣本的後續應用。

常用 DMSO 的三大限制: 具有毒性 ｜ 冰晶難以控制 ｜ 保存效果有限

四、技術和平台優勢

01｜創新冷凍保存技術

突破複雜樣本「從0到1」的冷凍保存瓶頸

賽存生物首創「控冰冷凍保存」技術,成功跳脫傳統玻璃化冷凍技術的限制,不需要依賴玻璃化冷凍保護劑,就能輕鬆應對複雜樣本的冷凍保存挑戰。

控冰冷凍保存技術運用多種自主研發的控冰材料,模擬自然界抗凍蛋白的特性,從冰晶的成核、體積、形狀到生長速度做到全鏈路控制,實現安全又高效的樣本冷凍保存,滿足多樣化的保存需求。公司成立以來,已成功完成 γδ-T細胞、iPSC、神經前驅細胞、新鮮脂肪組織等多種高難度樣本的「0到1」冷凍保存技術突破,為生醫研究與臨床應用提供可靠保障。

02｜打造控冰材料庫

建立冷凍保存技術開發平台

賽存生物深入研究自然界抗凍蛋白的特性,從藥典中篩選出上百種具有控冰特性的分子材料,建立起龐大的控冰材料庫。透過靈活搭配不同材料的特性與效能,可以為每一種冷凍敏感度不同的樣本,量身打造最合適的冷凍保存配方。憑藉這套多樣且配方體系高度靈活的控冰材料庫,理論上我們能實現任意生物樣本的冷凍保存,也能為多種現有商品化冷凍液無法有效處理的特殊樣本,提供客製化保存服務。

03｜雙技術疊加

確保冷凍保存的高效性與安全性

賽存生物可實現「控冰材料 + 玻璃化冷凍保護劑」的雙技術疊加,透過控冰材料與 DMSO 在細胞內的競爭關係,大幅提升冷凍保存的有效性,同時降低 DMSO 帶來的細胞毒性。這樣的疊加技術,對於後續低溫保存與復甦安全性要求較高的應用場景,能實現相對安全又高效的低溫保存;而在安全性要求極高的應用場景下,控冰材料也能獨立完成控制冰晶的低溫保存任務,不需要依賴 DMSO 抑制冰晶,徹底擺脫 DMSO 對生物樣本的毒副作用,大幅提升冷凍保存過程的安全性與有效性。

04｜堅持自主創新

核心技術全面自主可控

賽存生物基於控冰材料與控冰冷凍保存技術,已成功申請並獲得 16 項核心專利與 2 項技術秘密,實現核心技術的全面自主可控。從材料篩選、配方設計到冷凍保存製程,關鍵技術皆為自主研發,不受外部技術授權限制,為產品的長期穩定供應與持續優化奠定了紮實基礎。