东富龙生命科学家族程序降温仪助力生物样本高标准冻存

　　引言

　　生物样本大都对温度极其敏感，尤其是细胞样本、制品。随着细胞治疗的快速发展，细胞冷冻技术及效果变得更加重要。现在也有一些冷冻降温是通过高溶度的冻存保护剂保障活率，大剂量的冻存保护剂往往对细胞、回输受体有害，如何安全有效的提高细胞及制剂的冷冻效果，是一个重要课题。

　　二、生物样本冻存步骤

　　图1为生物样本冻存步骤：干细胞采集或分离培养→产品收集或分装（冷冻血袋或冻存管等）→预冷（一般4℃）→ 添加冷冻保护剂→ 程序降温→储存槽暂存→转移→长期存储

　　图1 生物样本冻存步骤

　　生物样品的成功冻存不仅取决于合适的冷冻保护剂，更取决于冷冻的速率、精确的温度控制和合理的温度梯度（50℃~80℃）。

　　在细胞冻存的过程中，样本内水分会从液相转变为固相，水分也随之散失，导致细胞内盐、代谢物浓度改变，进而造成渗透压失衡，直接影响冻存细胞的复苏。同时冷冻的速率太快或者太慢，容易导致细胞内水分丧失或形成大冰晶，都不利于细胞存活。另外，生物样本内水分的相变过程也伴随着潜热释放的现象，在从液相转变为固相时会释放出大量热量，使样本温度瞬速上升（图2），细胞往往会在温度剧烈变化中死亡。

　　图2 从液相转变为固相时释放出大量热量

　　传统的生物样本降温通常采用-80℃低温冰箱进行分步骤冷冻，该方法的不足为：耗时长，整个降温过程大约需要一天的时间；在降温过程中需要人为多次转移，给样本的降温带来众多不可控因素，从而导致样本的存活率降低；无法有效地消除结晶过程中释放的潜热，增大了样本的死亡率。

　　三、使用程序降温仪对生物样本降温

　　使用程序降温仪对生物样本进行降温，不仅可以弥补传统样本降温的不足之处，而且可以做到降温全流程可监控追溯。图3为使用程序降温仪的样本降温曲线的对比。

　　图3 使用程序降温仪的样本降温曲线的对比

　　四、东富龙程序降温仪特点

　　东富龙（300171）开发的LNC340程序降温仪(图4)是一种高性能、安全可靠的温度变化速率可控的冷冻设备，可以广泛应用于轻工、农、医、基础生物研究等各个领域中，用于淋巴细胞、组织库、骨髓细胞、肿瘤细胞，动植物细胞、心肌细胞等的冷冻。LNC340程序降温系统采用了最新的温控技术和液氮分散技术，使程序降温过程均一稳定。设备具有六个标准预设降温程序，用户也可根据自定义方案编辑降温程序，每个程序最多可编辑20段。其特点如下：

　　图 4东富龙开发的LNC340程序降温仪

　　4.1 操作界面友好，过程数据可追溯

　　触摸屏显示可以方便地设置、操作和查询运行数据；六个标准预设降温程序，用户也可根据自定义方案编辑降温程序，每个程序最多可编辑20段；用户权限密码保护，确保数据安全性；通过USB接口可导出降温过程曲线和相关数据，方便分析和存档；通过通讯接口，设备可以将实时数据上传到东富龙生物样本库信息化管理系统BIS或第三方管理系统，也可通过此接口对设备进行远程操控。

　　4.2 样品保护的实时监控

　　腔室和样品温度由T型热电偶监测，实时监测，运行过程中根据程序实时调控，快速响应，控制精度高；标准警报，以提醒用户热电偶故障，加热器故障，高/低温限制，温度跟踪，电源故障，并完成运行。

　　4.3 可靠的温度性能

　　优质液氮专用电磁阀，能稳定控制液氮的喷射量，缩小控温偏差；通过空气处理系统和液氮注入环实现一致的温度控制和均匀性；采用环保高效的保温层技术，使得设备保温效果更显着，更节省液氮的使用量；兼容VHP清洗技术。

　　结语

　　为保证生物样本有良好的存活率，样本的降温过程需要严格控制。程序降温仪可精准控制样本的降温过程，确保生物样本的存活质量。

　　东富龙为细胞样本及其制品长期贮存及上下游环节提供系列化的装备，开发了实现冷冻降温工艺过程控制的LNC系列程序降温仪，开发了可以避免长期贮存期间频繁存取导致反复冻融的LNS和CCS系列全自动存储系统，从冷冻降温、流转、贮存、存取关键工序全工艺流程确保细胞样本和制品的安全。