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HongKeTechnology 2025年10月27日
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HongKe
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【虹科方案】告別低存活率：以 Grant CRFT 免液氮程序降溫儀實現 hiPSC-CMs 的高效冷凍與心臟研究規模化
在人類心臟疾病建模與再生醫學研究中，人類誘導多能幹細胞衍生心肌細胞（hiPSC-CMs） 被視為極具潛力的「關鍵工具」——它能模擬病理狀態、進行新藥篩選，甚至為心臟修復提供細胞來源。然而，規模化生產困難、批次差異大、冷凍後功能受損，長期以來一直是 hiPSC-CMs 在科研與臨床轉化中的三大瓶頸。
哈佛大學 Kevin Kit Parker 課題組近期發表的重要研究顯示，通過優化 攪拌式懸浮培養體系，成功實現了 hiPSC-CMs 的高效且可重複生成 。在這項突破性研究中，由虹科代理的 Grant CRF-1 免液氮程序降溫儀（現已升級為 Grant CRFT 型號），在細胞冷凍保存過程中發揮了「核心助力」作用，大幅提升了實驗結果的穩定性與可規模化應用潛力。
01.為什麼 hiPSC-CMs 的冷凍保存如此關鍵？
傳統 hiPSC-CMs 的單層培養方式存在規模化差、營養分布不均、批次間差異大的問題，而舊有懸浮培養策略則在分化一致性與細胞品質評估方面表現不佳。
冷凍復甦環節的瓶頸更是制約了 hiPSC-CMs 的應用落地。過去研究顯示，單層分化的 hiPSC-CMs 冷凍後復甦存活率僅約 60%，且細胞收縮能力下降、電生理特性異常、藥物反應偏差等問題頻發，這使得「冷凍—復甦」成為阻礙 hiPSC-CMs 大規模應用的核心障礙。
為解決這些挑戰，波士頓兒童醫院與哈佛大學團隊開發了新型攪拌式懸浮分化體系，能穩定生成功能純度約 94%、以心室肌為主的 hiPSC-CMs。但若要讓這些細胞真正「可用、好用」，高效且標準化的冷凍復甦技術不可或缺——畢竟，並非每次實驗都能「現分化、現使用」，而標準化凍存流程是走向規模化研究與臨床應用的前提。
02. 如何實現 hiPSC-CMs 的精準冷凍與高效復甦？
在該研究的「細胞冷凍—復甦」關鍵階段，研究團隊明確採用了 Grant 免液氮程序降溫儀（由虹科提供），其核心功能是實現精準可控的降溫過程，具體步驟如下：
1️⃣ 細胞準備
將分化成熟的 hiPSC-CMs 使用專用冷凍液（STEMdiff™ 心肌細胞冷凍培養基）重懸，並分裝入凍存管。
2️⃣ 程序化降溫
透過 Grant 免液氮程序降溫儀控制降溫速率，使凍存管於 1 小時內穩定降至 -80°C，避免快速降溫產生冰晶而損傷細胞。
3️⃣ 長期儲存
降溫完成後，將凍存管轉移至 -150°C 液氮槽中進行長期保存。
4️⃣ 後續復甦
實驗需要時，從液氮取出凍存管，於 37°C 水浴快速解凍後，即可用於後續功能實驗。
簡而言之，Grant CRFT 免液氮程序降溫儀的任務就是為 hiPSC-CMs 創造一個「溫和、可控的冷凍環境」，最大限度保留細胞活力與功能完整性。
最終效果：在研究中，使用 Grant CRFT 降溫儀實現了高達 94% 的細胞復甦存活率，且功能保持完好，顯著優於傳統方法的 60% 水準。
03. Grant CRFT 免液氮程序降溫儀的核心優勢
🔹 精準控溫，避免「冰晶殺手」
細胞冷凍最大的風險是「冰晶形成」，它會刺破細胞膜造成不可逆損傷。Grant CRFT 能以可程式化方式精確控制降溫速率（約 1 小時內平穩降至 -80°C），讓細胞逐步脫水、避免冰晶生成，從而實現 >94% 的復甦存活率（台盼藍陰性測試），大幅優於傳統冷凍法。
🔹 標準化流程，消除批次差異
「批次間一致性」一直是 hiPSC-CMs 實驗可重現性的難題。Grant CRFT 透過全自動程式控制，使每次冷凍曲線完全一致，避免人為操作誤差。這一設計確保了實驗中多達 14 個 iPSC 細胞系、25 次分化實驗均能穩定產生高純度心肌細胞，為科研標準化與臨床級細胞生產提供了技術基礎。
🔹 高適配性，支援大體積冷凍與多場景應用
研究團隊利用 Grant CRFT 完成了單次 380 mL 培養體積、約 13.2 億個 sCMs 的高效冷凍保存，為後續工程化心臟組織構建與高通量藥物篩選提供穩定的細胞儲備。這種優異的容量適配性與操作穩定性，使 Grant CRFT 成為 hiPSC-CMs 從實驗室研究邁向規模化製備的關鍵設備。
總結
本研究不僅證明了攪拌懸浮分化體系在 hiPSC-CMs 生產中的優勢，更凸顯了精準冷凍設備在再生醫學科研轉化中的核心價值。
Grant CRFT 免液氮程序降溫儀 以其「高存活率、功能無損、批次一致」的表現，成為研究團隊突破規模化瓶頸的得力助手。
對於專注於幹細胞研究、心臟疾病模型與再生醫學的科研機構而言，Grant CRFT 不僅是一台冷凍儀，更是一座連接「實驗室與臨床應用」的橋樑——它讓高品質 hiPSC-CMs 能隨時復用，為疾病建模、新藥開發與細胞治療的產業化推進提供強大支持。
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