玻璃化是胚胎学中用得最多，也是最能引起误解的词汇之一。
为了证明这一点，请允许我引用几家全球知名生殖医院的网页上的话：
“玻璃化是指极速冷冻卵子或胚胎”—- 错误！
“这是一个比慢速冷冻更为复杂的操作”—- 错误！
“玻璃化将冷冻保存的样品悬浮在晶格结构中”—-什么？
“可将一些晶状结构转变为光滑”—- 真的吗？
“这一过程使液体变为几乎是固体，像玻璃”—– 所以玻璃几乎是固体？是几乎？
“玻璃化就是用更少量的液体，是一种更新的更快速的冷冻”—– 这就是你要说的吗？
以上都来自知名的医院网站，内容能被频繁浏览。那么其它医院呢？
那么让我们回到基础理论上来，并试着用一个简单但科学合理的方式来描述这一概念。
我们知道物质有四个普遍的阶段或状态：固态、液态、气态和等离子态。人类通常生活在前三种状态中，很少处于等离子态环境，除非有闪电或核弹爆炸。受不同因素作用，这几种状态可相互转换，主要因素是温度，也有压力，化学或结构组成等。
哺乳动物生殖生物学中的低温保存研究的主要是以水成分的结构，目的是使温度降至-150℃或以下的水平，使生物活性（包括操作损伤）减少为零。这种降温过程可能需要从液体到固体的相变，通常是通过水的结构重排实现的，即冷冻，如冰晶形成。但是，冰晶对生物结构是有害的，会使细胞膜破裂，破坏精细的细胞器，甚至使细胞或生物体死亡。尽管有些动植物经过进化后通过形成抗冻蛋白的保护机制避免冰晶产生，但这种保护机制的效率是非常有限的，不能用于超低温生物学。
幸运的是，有另一种方法可以在低温下固化水和相关的生物结构，这种过程被称为玻璃化。这个名字源于玻璃的拉丁语“vitreum”，事实上，它与二氧化硅玻璃生产过程中发生的现象是一样的，只是玻璃的结晶形态是普通的沙子。所以在常见的玻璃制品，如玻璃瓶、玻璃窗和杯子，全都是玻璃化的结果。其他一些常见的例子如：棉花糖（玻璃化后的糖）和冰糖的对比；普通的织物在熨烫后也会有一些纤维的玻璃化转变；瓷器也是通过将陶土的温度加热至超过1200℃，再冷却后形成玻璃化的结果。
一般来说，玻璃化转变需要不同材料之间存在显著差异的特殊条件。一些科学家们仍然不完全理解为什么会发生这种情况，但他们中的大多数人都认为这并不是真正的阶段/状态转换。最好的解释是这是溶液粘度的极端增加。想象一下，一种液体的所有分子都停止运动，没有任何重组，都保持在原来的位置。因此，玻璃化的水不是冻结的水，也不能被融化。在胚胎学中的玻璃化，正确的术语应该是降温（cooling）和升温（warming），对玻璃化胚胎而言，我们进行的是低温保存胚胎移植(cryopreserved embryo transfer)而不是冷冻胚胎移植 (frozen embryo transfer), (Shaw and Jones, 2002)，而如今这些合理的规则也逐渐被专业人士遗忘了。
要在水中诱导玻璃化并在整个低温保存过程（包括升温）中保持玻璃化，需要极端条件，这其中就包括非常高的降温和升温速率。对于为什么需要较高的降温和升温速率的一个常见解释是：不允许有时间结冰。我不确定这个看似合理的解释是否完全正确，但对于一个生殖学家来说，“怎么做”比“为什么”更重要。在常规实验室中，我们能使用相对简单的方法达到15000至20000℃/分钟的降温和升温速率。然而这还不足以使纯水玻璃化，我们需要更多的技巧。需要指出的是，一些胚胎学家和公司认为，升温速率比降温速率重要。但他们对此理论的证据相当薄弱，因此多数实验并不支持这种观点。我更倾向于两者都很重要。
我们需要添加冷冻保护剂。这些化学物质或有机添加剂以两种不同的方式防止结冰。1：通过渗透作用，将水从细胞中排出，使有机分子浓度增加以阻碍冰的形成。2：通过进入细胞和/或连接到外膜及保护结构免受低温损伤。我不得不又再次承认，这些机制并没有被很好地理解，但它们是有效的。
我们需要减少降温时的液量。在降温时，过多的液体量会促使冰晶的形成。幸运的是，微体积也很实用，可以达到很高的降温和升温速率，不过这可以说是纯粹的运气！但好运不会就此止步，通过安排适当的玻璃化条件，我们可以避免传统慢速冷冻中常见的另外两个问题：破裂损伤和冷却损伤（这将在以后章节讨论）。
为了满足上面列出的所有要求，我们必须建立一种高度标准化的技术，在确保过程高效、无害的同时又易于学习和重复，并能够获得稳定和适当的结果。
这些是我们——辅助生殖技术中的胚胎学家的职责。
为什么喜欢玻璃化冷冻技术？
30年前，当我开始在胚胎学领域工作时，玻璃化是一项新颖的技术。不知道是不幸还是幸运，我们实验室的牛体外受精而来的囊胚在当时通过传统慢速冷冻程序并没有存活。在绝望中，我们开始借鉴我在日本北海道的朋友川久弘（Kazuhiro Saeki）最新的方法进行玻璃化实验。我们使用了0.25毫升的标准受精麦管，为了避免密封麦管破裂，需要采用气相分步冷却，这种方法产生相对缓慢的冷却速度。最终我们获得了几个存活胚胎，牛甚至还成功受孕了。实验结果是好的，但仍然不是最佳的。
然后在1997年，我们在法国尼斯举行了一个会议。尼斯是地中海旁一个迷人的城市，有着美丽的海洋，可我却整个晚上被困在一个非常拥挤的关于玻璃化冷冻技术的的演示中，聪明的前辈们分析了我们效率低下的原因，列举了无数的死胡同和失败的例子。我很无聊，想逃跑，想去海滩，想喝杯啤酒，但是找不到门在哪。为了抑制我的愤怒，我拿出一小张纸，试图找到大科学家们无法解决的问题的答案。
回到丹麦后，我立即去了实验室，试着根据我的草图来制作冷冻管。在我在实验室测试的第二天，我用牛胚做了一些初步的试验，结果还不错。在接下来的几个小时内，我还发现了这个新方法隐藏的一些优点。几周后，我改进了方法，调整了参数，并请我的朋友对降温速率进行测量，结果好于预期，达到了16000-25000℃/分钟。在三个月的时间里，我有了足够的数据来写一篇论文，这篇论文现在已经被引用超过了1200次，并且成为了哺乳动物胚胎冷冻保存中引用最多的文献（Vajta et al., 1998）。
这是第一个专门为快速玻璃化冷冻制造工具的故事，从故事中你可以得知我喜欢冷冻管OPS（Open Pulled Straw）的理由。在接下来的3-4年里，我成功地将家畜胚胎学中几乎所有可用东西都玻璃化冷冻了。后来OPS也帮助实现了人类辅助生殖技术中的伟大成就，包括第一个将人类卵母细胞和受精卵玻璃化保存后诞生的人类婴儿，以及成为最有效的人类胚胎干细胞冷冻保存方法（Kuleshova et al., 1999; Selman and El-Danasouri, 2002; Reubinoff et al.2001）。
至于问题的第二部分，为什么你应该喜欢玻璃化，我的答案是：这是一种独特的方法，奇妙地将古老的手工实验室混合其中，你可以理解为我们使用了前辈们100-150年前的技术，获得了21世纪的成就。为了解决不孕不育夫妇面临的难题，为了实现数百万现在和未来家庭的梦想，通过使用简单的工具、解决方案和操作为打开人类辅助生殖全新的视角，让一个复杂的技术链的关键工序中能够独立工作，并最终获得一个新生命，这就是玻璃化冷冻技术。
参考阅读：
Are programmable freezers still needed in the embryo laboratory? Review on vitrification.Vajta G, Nagy ZP.
Reprod Biomed Online. 2006 Jun;12(6):779-96. Review. PMID: 16792858