玻璃化保存方法就是在添加低温保护剂的前提下,通过快速降温使溶液固化为非晶的玻璃态。这种方法能够有效避免降温过程冰晶的产生,然而复温过程中反玻璃化结晶仍是成功玻璃化保存的一个重要障碍。对反玻璃化过程中冰晶的成核以及生长进行定量研究,对于优化玻璃化溶液,提高低温保存效率具有重要意义。本文首先采用低温显微镜研究了蔗糖、海藻糖、麦芽糖和乳糖对丙三醇浓溶液(60wt%)反玻璃化结晶的影响,发现这些二糖能降低溶液成核率和冰晶生长速率,其中蔗糖的效果最好。为了解释这一现象的微观机理,本文还采用数值分析方法模拟了冰晶的生长过程。通过相场法理论,建立纯物质以及二元物质枝晶生长模型,探究各向异性强度、无量纲过冷度以及界面自由能对枝晶生长速率和冰晶形态的影响。模拟结果显示,随着过冷度增的大枝晶尖端速度显著增大。低温保护剂的加入改变了溶液的平衡温度,这对减小溶液过冷度、减缓冰晶生长速率有利。各向异性强度较大时枝晶分裂明显,主干与侧枝竞争加大,尖端生长速度也随之增大,在丙三醇溶液原有的基础上添加二糖可以增加溶液的粘度,从而减小各向异性。界面能增大时相应的生长界面变得光滑,晶枝主干横向生长优势增大,轴向生长速度一定程度上减缓,尖端钝化。数值模拟结果部分解释了二糖对丙三醇浓溶液中反玻璃化过程的抑制机理。本文的结果对于深入了解冰晶的微观生长机理、选取合适的反玻璃化抑制剂具有指导意义。