张晓文副主任医师
东南大学附属中大医院 泌尿外科
1.极低温度的保护作用：液氮的温度约为-196摄氏度，这种极低温环境下，精子的代谢活动几乎完全停止，细胞内的化学反应也被抑制。这种状态下，精子的活性和功能能够得以保留，避免了细胞在常温或较高温度下容易发生的降解和损伤。
2.防止冰晶形成：当冷冻速度足够快时，细胞内部的水分来不及形成大的冰晶，而是直接进入玻璃态(无定形态)冻结。冰晶的形成会破坏细胞膜和其他内部结构，而玻璃态冻结则避免了这种机械损伤。液氮冷冻使用的超低温和快速冷却速率确保了这一点。
3.适当的冷冻介质：为了进一步保护精子，在冷冻过程中会加入特定的保护剂（如甘油、二甲亚砜等），这些物质可以渗透到细胞内部，帮助防止在冷冻和解冻过程中可能出现的损伤。这些冷冻保护剂通过降低细胞内外水的结晶点和渗透压，使得细胞在冷冻过程中更加稳定。
4.储存时间的影响：液氮冷冻不仅能保持精子的活性，还能保证其在长期储存中的稳定性。研究表明，精子在液氮中存放20年甚至更长时间后复苏，其受精能力和遗传物质并未受到显著影响。
液氮冷冻技术因其能够有效保护精子的结构和功能，被广泛应用于辅助生殖技术中，为男性提供了保存生育能力的重要手段。