小分子线性多元醇是常用的低温保护剂,明确它们的低温保护机理,对于制定合理的冷冻程序,实现不同保存对象低温保存具有重要意义。利用差示扫描量热仪(DSC)考察了加入不同醇类低温保护剂后,溶液过冷度与溶液质量浓度之间的关系,探讨了结合水含量和相变焓随溶液质量浓度的变化规律。结果表明,醇的加入降低了溶液的冻结点,具体表现为:丙三醇、1,3丙二醇和1,3丁二醇水溶液质量浓度在18～40％时,过冷度与浓度之间无规律可循;当浓度高于40％时,过冷度随着浓度的增大而增大;质量浓度相同时,丙三醇羟基摩尔浓度高于1,3丙二醇,两者结合水含量比率在1.02～1.3之间,两者差别不大;分子中甲基的存在使1,3丁二醇结合水的能力强于1,3丙二醇。相变焓随溶液质量浓度的变化遵循线性关系。核磁共振波谱(1H NMR)分析结果表明,对于小分子线性多元醇水溶液而言,水含量的增加使得水质子峰升高,醇中的羟基质子峰降低;水质子共振幅度大小取决于质子所处的环境,水与醇之间不同的相互作用会导致水质子电子云密度的差别;正丙醇和异丙醇水溶液水质子化学位移随水摩尔百分数变化趋势基本一致,均向纯水化学位移处靠拢;针对正丙醇、1,2丙二醇和丙三醇的对比分析表明,羟基氧与水质子之间可能存在较强的氢键作用。醇与水之间的相互作用可引起氢键含有更强的共价特性,导致较低的化学位移,宏观表现为抗冻能力增加。鉴于DSC的分析结果在很大程度上可以和NMR的结果相互印证,表明将二者结合是研究抗冻剂与水相互作用的有效方法。