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低温生物技术

课程信息

课程名称／课程号 适用范围与修读要求
低温生物技术
ENER3003M		 低温 · 25级及以前
专业选修 · 模块选修

课程简介

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本课程的基本内容为制冷与低温在生物材料保存和医疗器械上的应用，主要包括：一、低温生物医学技术的概述：研究范围和发展历史。二、水和水溶液的基本性质：低温下的结晶、过冷和玻璃化现象。三、低温对于细胞和生物组织的作用影响。四、细胞和生物组织的低温保存：低温保护剂，冷冻保存和玻璃化保存，低温保存的应用。五、低温医疗：原理、器械和应用。六、冷冻干燥保存：设备和原理，微生物、药物和哺乳动物细胞的冷冻干燥保存。

来源：教务网。

课程内容

分数构成

期末开卷考试开始占60％，平时成绩（包括课程作业）占40％。

课程大纲

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第一周：低温生物技术概述

主要内容：低温生物医学技术涉及低温、生物及医学等学科的交叉，结合点体现在何处？低温生物学发展简史。

第二周：水和水溶液的冷冻

主要内容：水和水溶液是生物体中最重要的组成成分，研究水溶液的冷冻对于研究低温下生物体的反应具有重要参考价值，本周介绍水溶液的基本性质、水的结冰和过冷现象、二元溶液的相图、三元溶液的相图。

课后作业：渗透压、冰点、结冰比例的计算。

第三周：低温保存（一）

主要内容：低温保护剂、低温显微镜。

第四周：低温保存（二）

主要内容： 悬浮细胞的低温保存及物理建模，器官的低温保存，低温保存设备、低温保存的应用。

课后作业：细胞冷冻过程的计算

第五周：低温保存小实验

主要内容：分组进行小鱼、血液细胞低温保存小实验。

第六周：低温医疗

主要内容：低温医疗的原理、治疗器械。

第七周：冷冻干燥保存（一）

主要内容：冷冻干燥原理、冷冻干燥设备。

第八周：冷冻干燥保存（二）

主要内容：微生物和药物的冷冻干燥、哺乳动物细胞冷冻干燥。

附：授课时间表（总计24课时）

周次

学时

教学内容（要点）

课程思政融入点和实施方法

教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等）

1

3

自然界中的低温生物现象、低温技术在生物医学中的应用、低温保存技术发展简史、冷冻干燥技术发展简史、低温治疗技术发展简史

结合自然界中低温生物现象论述科学技术造福于人类；结合低温保存技术发展简史论述求是创新、追求真理精神

理论讲授

2

3

水溶液的依数性质、水的结冰和过冷现象、水溶液的相图、水溶液的玻璃化及补充相图、水溶液的热物理性质

理论讲授

3

3

低温保存原理、悬浮细胞冷冻保存的损伤机理、组织冷冻时的结冰现象、人体器官冷冻保存问题、玻璃化保存

结合人体器官冷冻保存问题论述解决人类关切问题

理论讲授

4

3

低温保存应用、低温保存中的污染问题、低温保存操作实例、低温保存过程的建模及分析

理论讲授

5

3

差示扫描量热仪、低温显微镜（历史、原理和图像处理）、程控降温设备、低温冰箱、液氮容器

结合低温冰箱的国产化论述产业报国

理论讲授

6

3

冰帽和冰毯、冷冻治疗（机理、方法、监测和辅助措施）、冷冻治疗器械（半导体、蒸气压缩、气体节流、液氮）、冷冻治疗过程分析

结合液氮型冷冻治疗器仪介绍浙江大学制冷与低温研究所曾获得的全国科学技术大会奖，弘扬浙大精神

理论讲授

7

3

分组开展小鱼、泥鳅等小生物体的液氮冷冻实验

实验报告ppt包含低温保存技术合理运用技术的讨论

实践

8

3

冷冻干燥保存原理、冻干保护剂、冷冻干燥设备、冻干过程传热传质分析、冻干显微镜、冻干保存技术应用、冻干制品稳定性问题

结合哺乳动物细胞冻干保存介绍浙江大学制冷与低温研究所与浙江省血液中心联合开展的血小板冻干保存研究，弘扬浙大精神

理论讲授

学习资料链接

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