玻璃化保存是生物低温保存的重要方法之一,通过避免冰晶导致的生物损伤效应,可显著提升细胞或组织的保存效果。高速降温、复温是实现玻璃化保存的关键,但现有方法换热效率低,导致处理通量小、低浓度保护剂下细胞存活率低、应用范围受限。射流冲击换热是一种利用高速射流冲击固体表面的换热方法,其流速高、边界层薄,具有极高的换热效率。本文将射流冲击方法引入到玻璃化保存中,构造面向玻璃化保存的射流冲击换热系统,并对系统中的各参与要素进行研究,实现对射流冲击换热的强化。所开展的工作主要包括以下几个方面:（1）基于射流冲击的玻璃化保存系统研究。通过分析玻璃化保存的典型换热过程,分析其中影响换热效率的关键因素,提出了射流冲击玻璃化方法。在其基础上,设计并搭建了射流冲击玻璃化保存实验平台;（2）射流冲击玻璃化保存系统的强化换热方法研究。根据射流冲击换热的影响因素,从工质和载体等角度对保存系统展开研究。对于工质,通过向液氮中掺杂纳米颗粒、构造水-Al2O3纳米流体等方式增强工质的换热能力;对于载体,通过构造微结构表面、超亲水/超疏水表面、优化射流发生器的结构等方法强化工质与载体表面之间的对流换热效果;（3）射流冲击强化换热方法的换热特性研究。通过射流冲击降温或复温实验对上述强化换热方法的换热特性进行研究,以无细胞实验的降温/复温速率作为指标进行评价。结果表明,向液氮中掺杂0.2 g/L浓度的纳米Al2O3颗粒使降温速率提升32.77%;微通道表面比光滑表面的降温速率提升5.38%,复温速率提升42.58%;对微柱阵列表面进行超亲水处理后,降温速率提升了5.01%,复温速率提升7.44%;（4）射流冲击强化换热方法的生物学应用研究。将所开发的射流冲击玻璃化保存方法应用于人骨髓间充质干细胞（h BMSCs）的玻璃化保存中,实验得到不同种类的低浓度低温保护剂（小于1M）下的细胞存活率,最高的细胞存活率为82.1±3.5%,最低的细胞存活率为59.9±1.5%。结果表明,在低浓度低温保护剂条件下,所开发的玻璃化方法对人骨髓间充质干细胞有较好的保存效果。本文对射流冲击换热的强化方法进行研究,并将其应用于生物样品的玻璃化保存中。实验结果表明,射流冲击强化方法在换热效率上有较大的提升。相对于传统方法,射流冲击玻璃化方法有更大的处理通量,且能够在低浓度保护剂下实现玻璃化,有较高的细胞存活率。该系统不仅能对细胞悬液进行保存,还可用于保存组织切片,扩展了玻璃化保存方法的应用场景。因此,本文所研究的射流冲击玻璃化保存系统及其强化换热方法具有较好的保存性能,为生物材料的低温保存提供了更多的可选方法。