2026年1月，华南理工大学现代食品工程研究中心孙大文院士团队在国际期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=13.2，JCR1区，中科院1区Top）发表题为“Insight into cryopreservation mechanism of natural deep eutectic solvents (NADESs) from the transcriptomics perspective”的研究型论文。该文通讯作者为华南理工大学食品科学与工程学院孙大文院士、田由博士后副研究员，第一作者为博士研究生胡瑞。

 冷冻保存技术在生物医学、食品工业、微生物保藏等领域具有关键作用，而冷冻保护剂（CPAs）是保障细胞在低温环境中存活的核心材料。传统冷冻保护剂中，二甲基亚砜（DMSO）虽冷冻保护效果优异，但其存在细胞毒性，限制了在食品等对安全性要求较高领域的应用；甘油作为食品领域常用保护剂，却需要复杂的洗脱流程，操作繁琐且可能影响产品品质。因此，开发安全、高效、操作简便的新型冷冻保护剂成为行业迫切需求。

 天然低共熔溶剂（NADESs）作为新型绿色材料，由天然存在的氨基酸、糖类等物质组成，具有良好的生物相容性、低毒性和优异的热力学特性，在细胞冷冻保存研究中已展现出潜在应用价值。然而，现有关于 NADESs 冷冻保护机制的研究，主要集中于其低温热力学性质（如冰点降低）和冰晶重结晶抑制能力等物理层面，尚未深入探究其对细胞代谢、基因转录等生物学过程的调控作用，导致对其冷冻保护的分子机制理解不够全面，限制了其配方优化与广泛应用。

 转录组学作为解析基因表达调控的核心技术，能够全面捕捉细胞在不同环境胁迫下的基因表达变化，为揭示生物应激响应机制提供关键依据。在酵母应激抗性研究中，转录组学已成功应用于解析缺氧、渗透压、酸胁迫等环境下的细胞适应机制，但尚未用于系统阐明 NADESs 冷冻保护过程中酵母细胞的转录调控网络，无法明确 NADESs 组分与细胞内代谢通路、信号传导的关联。

 本文的核心贡献在于：

 视角独特：打破了以往仅从热力学和物理性质（如粘度、抑冰能力）解释NADES保护机制的局限，首次从分子生物学和转录组水平深入探讨了细胞的自我调节机制。

 高效且安全：证实了含脯氨酸的NADESs（尤其是PG）在保持细胞活力和形态完整性方面优于传统的冷冻保护剂（如二甲基亚砜DMSO和甘油）。

 多维度验证：结合了理化表征、细胞表型分析（流式细胞术、共聚焦显微镜）、转录组测序以及代谢物验证（ATP、酶活、海藻糖等），构建了完整的机理链条。

 图1. 基于辐射致冷技术的多功能耦合策略

 图2. NADES毒性测试

 图3.冷冻保存后酵母的转录组GO, KEGG注释结果

 图4.不同冷冻保存条件对解冻酵母细胞膜、代谢产物和关键酶活性的影响

 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.173436

作者信息：

 孙大文（Da-Wen Sun），男，广东省潮州人，欧洲历史上唯一的华侨华人 “六院院士” ，中国致公党第十四/十五届中央委员，中国侨联特聘专家，国务院侨务办公室专家咨询委员会委员，全国政协特邀海外列席代表和海外列席组召集人（2012）。欧洲科学院（欧洲人文和自然科学院）（Academia Europaea）院士，爱尔兰皇家科学院（Royal Irish Academy）院士，波兰科学院（Polska Akademia Nauk）外籍院士，国际食品科学院（IAFoST）院士，国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）院士，国际制冷科学院院士。施普林格国际著名期刊《食品与生物加工技术》（Food and Bioprocess Technology）创刊者和主编（2008年创刊时即被SCI收录，第二年进入SCI一区， 现影响因子=5.3）、泰勒弗朗西斯集团《现代食品工程》 (Contemporary Food Engineering) 系列丛书创始主编、国际农业工程委员会（CIGR）主席（2013-2014）和荣誉主席、国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）创院院长。现任华南理工大学教授，博导，现代食品工程研究中心主任；广东省农产品智能冷链物流装备工程实验室主任、广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心主任、广东省现代食品工程国际科技合作基地主任、广州市农产品智能感知与品质控制重点实验室主任、广东省食品智能质控与过程技术装备国际暨港澳台合作创新平台主任、广东省现代农业（农产品无损检测及精深加工）产业技术研发中心主任、广东省农产品品质智能感知与精准控制现代农业科技创新中心主任、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队首席科学家、爱尔兰国立都柏林大学（UCD）食品和生物系统工程终身教授。

 荣获国际农业与生物系统工程委员会（CIGR）杰出奖，英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”，凤凰卫视“影响世界华人大奖”，国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”，国际工程与食品协会终身成就奖，“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖。

 多次以海外华侨华人杰出代表身份受邀参加国家重大庆典活动，包括中国人民抗日战争胜利70周年、建国70周年、抗战胜利80周年等重大阅兵观礼；并自国庆63周年（2012年）起至今，经常受邀出席于人民大会堂举行的国务院国庆招待会（最高规格国庆活动，俗称“国宴”）。

 在世界著名杂志和国际会议上共发表了1300多篇论文，其中，以通讯作者发表并被SCI收录的期刊论文超过800篇，出版专著17部，Web of Science统计的学术h指数为137，SCOPUS统计的学术h指数为152，Google Scholar 统计的学术h指数为175。特别是在高光谱成像、计算机视觉、真空冷却、超声波辅助冷冻和CFD模拟等方面的论文已经成为其他研究者的经典参考文献。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”，全球排名第一位（2020.01）。2015年至2024年连续十年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号，并位居美国斯坦福大学“全球前2％科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。

 2011年底起回到华南理工大学工作以来，迄今为止（2025年12月）在Web of Science网站上可以检索到的文章中，共有456篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文，其中高被引论文33篇，JCR一区论文401篇，影响因子大于6的333篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的比例分别为2.6%和34.7%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文，为华南理工大学唯一入选的两篇论文。为华南理工大学入选农学“双一流”以及食品学科专业的全球领先排名做出了主要贡献。

 主持国家“十二五”科技支撑计划项目，国家“十三五”重点研发专项，国家国际科技合作专项，国家自然科学基金，东西部合作重大项目，广东省科技厅，农业农村厅，教育厅等科技计划项目，广州市科技计划项目，企业合作项目等四十多项。授权中国发明专利106件（其中第一发明人专利72件），美英日等发明专利10件，申请国际PCT专利9项。2019年至2024年共为华南理工大学培养科睿唯安全球“高被引科学家”11人次。荣获2014年度广东省科学技术奖一等奖（排名第二），2016年度教育部科技进步奖二等奖（排名第一），2016年度广东省科学技术奖三等奖（排名第一）, 2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖（排名第二），2018年度广东省科技进步奖一等奖（排名第一），2020年度安徽省科技进步奖二等奖（排名第三）。

 更多信息请访问网址：http://www.ucd.ie/sun/;http://www2.scut.edu.cn/acfe/

 田由，博士后副研究员，主要研究方向为(1)仿生抗冻软物质材料、(2)食品微生物细胞冷冻保护技术和(3)先进冷冻冷链技术。近 5 年在 Chemical Engineering Journal、 ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Trends in Food Science & Technology 等食品、化学、材料领域主流学术期刊发表同行评议论文 40 余篇，其中 第一(13)/通讯(8)作者 SCI 论文21 篇，被引 2100 余次，Scopus H 指数为 20。主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金特别资助项目、中国博士后科学基金面上项 目、广东省自然科学基金面上项目，入选国家资助博士后研究人员计划(B 档，“博新计划” 入围会评)，获人社部2025年度博士后科研业绩评估考核二等资助。担任国际期刊 iMeta(IF = 33.2)青年编委，Foods (IF = 5.1) 客座编辑，Food Science and Engineering 期刊学术编委。受邀担任 NatureSustainability 等专业期刊审稿人。