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人体冷冻
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=低温危险=
生命世界基本上属于一个化学世界，而化学反应的速度总是随着温度的下降而减缓，并最终停止。常见的由微生物所引起的食物腐败就是一个典型的化学反应，这样的化学反应可以被低温延迟。很早以前，人们就知道储存冬天的冰块，以便在夏季用来长期保存食物，而冰箱的发明则将从前贵族才能享受的生活普及给了大众。所以，从理论上说，生命的进程应该也可以随着温度的下降逐渐减缓并最终定格，然后再随着温度的回升而再次复苏。
的确，人们在自然界中观察到一些生物具有惊人的抗冻能力，它们能保持在“暂停”状态等待温度的回升。梨树在－20~－33℃、苹果树在－46℃ 的低温下休眠一冬之后，仍能春暖花开传宗结果。而某些温带海域，冬季夜晚的温度可以下降到－20~－30℃，海滩上遍布的软体动物如贻贝、牡蛎等径直化为冰雕，但当潮水回涨，它们仿佛睡美人般再次苏醒。但更多的动物和植物则对低温十分敏感，它们的生命在寒风中飘逝，再也没有醒来的机会。
数十年来，许多生物学家致力于探索低温对生命造成威胁的根本缘由，通过研究抗冻生物所具有的抗冻物质的保护作用以及对细胞的冷冻实验，目前有两大相互补充的理论可以对此作出基本解释：低温导致的化学损伤以及冰晶伤害。
化学损伤的原因很多，但最基本的来自于氧气及其衍生物的强大破坏能力，构建生命体的大多数物质都会因氧化而丧失功能。当地球上诞生了第一种能利用阳光、水和二氧化碳制造葡萄糖的生命形式后，氧作为此过程的副产物被释放到大气中，伴随着氧气浓度的逐渐升高，当时的大多数生命体，被无情的氧化作用淘汰出局，这即是古生物学家认定的第一次生物大灭绝。今天，氧不被称为毒气而是生命之息，是因为，在亿万年前，一种微生物“学会”了驾驭氧，利用它强大的氧化能力，分解有机分子借此获得大量能量。因为我们还不太清楚的原因，这种微生物放弃了独立的生活方式，演化成原始真核细胞中的线粒体。正是由于，快速大量的能量供应使得多细胞的生命形式成为可能，而我们正是原始真核细胞的后代子孙。
然而，无论氧气多么的重要，也不能掩盖它氧化分解摧毁生命分子的本质。尤其在细胞主动利用氧的情况下，会有生成大量比分子氧更加活泼的自由基。在正常情况下，细胞利用一系列的酶，直接或间接的对抗氧及其自由基所带来的损伤。但随着温度的下降，虽然破坏的速度也随之下降，但因酶的催化才加速的对抗能力，随着酶的活性剧烈下降，而急剧降低，本来平衡的化学反应最终倒向了破坏的一方。从根本上而言，生命作为一种有序结构，本来就是一种钢丝上的舞蹈，平衡如果崩解，生命自然就此终结。当然平衡的崩溃速度，对不同的生命形式而言，差异很大，许多植物的种子只需零度左右的低温，就可显著延长储存期，同时不会受到明显的化学伤害。但要长时间储存动物细胞，需要低得多的温度。
至于冰晶伤害，和水的性质有关，水是一种少见的在结晶固化后，体积不减反增的物质，这是冰块可以漂浮在水面上的原因。而因冰冻暴裂的水管，可以让你直观地想象到细胞冻结暴裂的场景。除此之外，冰晶的刚性结构，会将其他物质排斥在外，导致尚未冻结的液体中溶质的浓度大幅上升，过高的盐浓度以及有害物质可直接损伤细胞。
=安全冻结=
从基本的物理和化学规律，可以推导出长时间储存动物细胞，通常需要－120℃，当然－196℃更好，在这样的温度下，一切化学进程都几乎完全停滞，除非储存时间以地质时间为标尺，此时惟一的伤害来自于高能射线，但这通常需要数百年的时间才会具有真正的威胁。数十年的研究，科学家发现，冻结和复苏动物细胞时，存在一个明显的危险温区，0～－60℃，损伤主要发生在这个温区。如何度过这个危险温区安全抵达－120℃，就是研究的重点，先让我们看看在冻结动物细胞时，可能发生的事情。
细胞的冻结，通常是从－5℃开始，这是因为细胞内外的液体都是盐溶液。当细胞内外的液体进入过冷态后，细胞外液率先结冰，这些冰基本上由不含盐分的水构成。如果降温过快，这些冰就可能突破细胞膜进入细胞，或者细胞内液也迅速开始结冰，这些快速生长的冰晶几乎一定会导致细胞膜发生严重损伤，复苏的希望就此终结。那么抗寒生物的能力从何而来？答案是甘油类抗冻物质的合成。