本申请涉及一种细胞冻存保护组合物、该组合物的用途以及细胞冻存的方法。所述细胞冻存保护组合物包含具有通式结构R1‑N+(
CH3)2‑(
CH2)n‑R2的两性分子,其中上述R1为碳数1至10的直链或支链的烷基,其任选被取代基取代,R2为选自由‑COO‑、‑SO4‑、‑SO3‑、和组成的组中的任一种带负电荷的基团,所述R3为选自由(甲基)
丙烯酰氧基烷基、烷基、和烯基组成的组中的基团;所述具有通式结构R1‑N+( )2‑( )n‑R2的两性分子优选为
甜菜碱类化合物。所述细胞冻存保护组合物能够无毒高效地实施细胞冻存,细胞复苏后成活率极高且无需梯度冻存;复苏细胞之后,可直接使用或稍稍稀释后使用该细胞。