玻璃化是保存大尺寸组织和器官的有效方法，但溶液的热应力和渗透应力等引起的问题限制了玻璃化保存方法的广泛应用。因此，低温玻璃化保存方法的成功很大程度上取决于玻璃化溶液的性质，如临界升降温速率、玻璃化转变温度等热及力学性质。人们常用差示扫描量热法（DSC）、动态机械分析仪（DMA）和热机械分析仪（TMA）等仪器测量玻璃化溶液的性质，但要获得一种理想的玻璃化溶液，需要大量的实验。分子模拟不仅可以从微观上设计并控制各种条件，模拟玻璃化溶液的性质，而且可以分析宏观性质的分子机理，为选择合适的玻璃化溶液提供了一条捷径。应用gromacs3.3和Material Studio软件，本文对几种低温保护剂溶液的玻璃化性质进行了分子模拟和机理分析，主要工作如下：1、玻璃体的力学、热学性质与其结构有直接的关系，径向分布函数（radialdistribution function, RDF）反映了分子的聚集特性，是研究玻璃态结构的一个重要参数。本文研究了降温速率和压力对玻璃化转变温度和径向分布函数的影响，结果表明：降温速率对体系的RDF有影响，缩小温差并采取中间温度充分驰豫可减小这种影响；采用逐步冷却、直接冷却和两步法冷却时，Me₂SO溶液的RDF，RMSD（root mean squared diviation,均方根偏差）及氢键数量构成均表现不同的特征，但总氢键数目以及Me₂SO-H₂O的空间角位置没有明显变化，Me₂SO-H₂O的空间角位置关系有相似性和取向性和周期性的特征；对于30%、50%、70%Me₂SO溶液，在慢速降温时，RDF、RMSD及氢键数量构成表现不同的特征，其Me₂SO-H₂O空间角度分布也具有相似性，取向性和周期性的特点。2、氢键是影响很多物质的结构、热力学、力学及其他性质的关键因素。在溶液的冷却过程中，无论结冰，还是玻璃化，都与分子内、外的氢键网有密切关系。研究了降温速率（1×107K/s，1×1012K/s）对70%Me₂SO溶液玻璃化过程氢键的角度、距离、生命期和数量的影响，结果表明：玻璃化过程中系统氢键、Me₂SO-H₂O氢键以及H₂O-H₂O氢键的键长分布均呈现泊松分布，不同的冷却速度对氢键键长分布影响不显著；玻璃化过程的系统氢键角度、Me₂SO-H₂O氢键角度以及H₂O-H₂O氢键角度的分布均呈现泊松分布，降温速度对氢键角度分布曲线的影响显著。3、氢键生命期特性是氢键动力学重要特征之一，对保存在溶液中的细胞和组织的热及力的环境有较大的影响。研究了降温速率（1×107K/s，1×1012K/s）对70%Me₂SO溶液的玻璃化过程的氢键生命期分布的影响，结果表明：两种冷速下的系统氢键、Me₂SO-H₂O氢键、H₂O-H₂O氢键都表现出振荡变剧烈的特性；在时间大于大约3ps时，Me₂SO-H₂O氢键生命期分布在数值上要大于H₂O-H₂O的；氢键生命期以类似自变量系数为负的幂函数或者指数函数形式分布；不管是系统氢键、Me₂SO-H₂O氢键、还是H₂O-H₂O氢键的生命期分布，快速降温系统比慢速降温系统的生命期振幅要小得多，振幅变化也小很多。4、首次用分子模拟方法研究和预测低温保护液玻璃化转变温度。对70%甘油水溶液玻璃化过程中的内聚能密度、溶解度参数和体积模量进行了计算，结果表明：这些参数在玻璃化转变温度附近出现明确的拐点，用它们来预测玻璃化温度要比用比热、密度、容积和径向分布函数更准确，得到的玻璃化转变温度与实验值吻合较好。