生物样本保存:世界难题 近年来,生命科学基础研究加速发展,颠覆性技术不断涌现,并向医学、农业、工业等领域渗透,在解决人类发展面临的健康、环境、资源等问题的过程中展现出广阔前景。 但对科研院所、实验室、生物样本库、生物制药公司等而言,保存生物样本一直是世界级的难题集合体。 难题一,技术要求太苛刻。首先,不同于家庭、工业等应用场景,生命科学研究的储品大部分价值较高,而且部分储品具有稀缺性乃至唯一性,损坏不可补救,尤其是治疗类、检测类的储品,如果存储不当,损坏后使用可能造成严重后果。其次,要在长时间存储中保持生物分子及细胞活性,需要环境温度尽可能低,降低样本内的生化反应,提高各种成分的稳定性。最后,生物样本对温度的波动很敏感,要求环境保持长时间的温度均匀、恒定。 从设备应用看,实现-80℃保存,主要使用超低温冰箱;实现-140℃保存,主要使用深冷冰箱或液氮气相箱(罐);实现-196℃保存,主要使用液氮罐或箱。 从操作成本、简便性及储存量等方面考虑,-80℃保存有优势。但对于不同的生物大分子活性,-80℃下能保持多久尚在研究之中。所以,选择更低的-140℃储存是比较保险的方式。 难题二,液氮存储成本高。为了实现-140℃储存,一些机构采用液氮气相箱(罐)保存生物样本,这一方法高效、保存期长,但是液氮存储需要特殊容器,购买容器和存储液氮的成本都很高,也要消耗大量电力,增加了样本存储成本。同时,液氮属于损耗品,隔一段时间就需要购买液氮补充,且需要专业人员定期维护。 难题三,深冷冰箱短板多。考虑到液氮存储的诸多难题,很多机构选择了插电即用的深冷冰箱,但电制冷开启容器取放样本时,容易造成温度较大范围波动。 更重要的是,由于普遍采用含氟制冷剂,深冷冰箱面临着越来越强的环保约束。当含氟制冷剂逐渐退出历史舞台,面对生物样本库、高等级实验室等对深冷冰箱的刚性需求,如何攻克制冷系统选型配合、制冷剂配比等技术难题,提供环保、高效的深冷冰箱? |
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