引言

　　生物樣本大都對溫度極其敏感，尤其是細(xì)胞樣本、制品。隨著細(xì)胞治療的快速發(fā)展，細(xì)胞冷凍技術(shù)及效果變得更加重要?，F(xiàn)在也有一些冷凍降溫是通過高溶度的凍存保護(hù)劑保障活率，大劑量的凍存保護(hù)劑往往對細(xì)胞、回輸受體有害，如何安全有效的提高細(xì)胞及制劑的冷凍效果，是一個(gè)重要課題。

　　二、生物樣本凍存步驟

　　圖1為生物樣本凍存步驟：干細(xì)胞采集或分離培養(yǎng)→產(chǎn)品收集或分裝（冷凍血袋或凍存管等）→預(yù)冷（一般4℃）→ 添加冷凍保護(hù)劑→ 程序降溫→儲(chǔ)存槽暫存→轉(zhuǎn)移→長期存儲(chǔ)

　　圖1 生物樣本凍存步驟

　　生物樣品的成功凍存不僅取決于合適的冷凍保護(hù)劑，更取決于冷凍的速率、精確的溫度控制和合理的溫度梯度（50℃~80℃）。

　　在細(xì)胞凍存的過程中，樣本內(nèi)水分會(huì)從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔啵忠搽S之散失，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鹽、代謝物濃度改變，進(jìn)而造成滲透壓失衡，直接影響凍存細(xì)胞的復(fù)蘇。同時(shí)冷凍的速率太快或者太慢，容易導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分喪失或形成大冰晶，都不利于細(xì)胞存活。另外，生物樣本內(nèi)水分的相變過程也伴隨著潛熱釋放的現(xiàn)象，在從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔鄷r(shí)會(huì)釋放出大量熱量，使樣本溫度瞬速上升（圖2），細(xì)胞往往會(huì)在溫度劇烈變化中死亡。

　　圖2 從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔鄷r(shí)釋放出大量熱量

　　傳統(tǒng)的生物樣本降溫通常采用-80℃低溫冰箱進(jìn)行分步驟冷凍，該方法的不足為：耗時(shí)長，整個(gè)降溫過程大約需要一天的時(shí)間；在降溫過程中需要人為多次轉(zhuǎn)移，給樣本的降溫帶來眾多不可控因素，從而導(dǎo)致樣本的存活率降低；無法有效地消除結(jié)晶過程中釋放的潛熱，增大了樣本的死亡率。

　　三、使用程序降溫儀對生物樣本降溫

　　使用程序降溫儀對生物樣本進(jìn)行降溫，不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)樣本降溫的不足之處，而且可以做到降溫全流程可監(jiān)控追溯。圖3為使用程序降溫儀的樣本降溫曲線的對比。

　　圖3 使用程序降溫儀的樣本降溫曲線的對比

　　四、東富龍程序降溫儀特點(diǎn)

　　東富龍（300171）開發(fā)的LNC340程序降溫儀(圖4)是一種高性能、安全可靠的溫度變化速率可控的冷凍設(shè)備，可以廣泛應(yīng)用于輕工、農(nóng)、醫(yī)、基礎(chǔ)生物研究等各個(gè)領(lǐng)域中，用于淋巴細(xì)胞、組織庫、骨髓細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞，動(dòng)植物細(xì)胞、心肌細(xì)胞等的冷凍。LNC340程序降溫系統(tǒng)采用了最新的溫控技術(shù)和液氮分散技術(shù)，使程序降溫過程均一穩(wěn)定。設(shè)備具有六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)降溫程序，用戶也可根據(jù)自定義方案編輯降溫程序，每個(gè)程序最多可編輯20段。其特點(diǎn)如下：

　　圖 4東富龍開發(fā)的LNC340程序降溫儀

　　4.1 操作界面友好，過程數(shù)據(jù)可追溯

　　觸摸屏顯示可以方便地設(shè)置、操作和查詢運(yùn)行數(shù)據(jù)；六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)降溫程序，用戶也可根據(jù)自定義方案編輯降溫程序，每個(gè)程序最多可編輯20段；用戶權(quán)限密碼保護(hù)，確保數(shù)據(jù)安全性；通過USB接口可導(dǎo)出降溫過程曲線和相關(guān)數(shù)據(jù)，方便分析和存檔；通過通訊接口，設(shè)備可以將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到東富龍生物樣本庫信息化管理系統(tǒng)BIS或第三方管理系統(tǒng)，也可通過此接口對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

　　4.2 樣品保護(hù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　腔室和樣品溫度由T型熱電偶監(jiān)測，實(shí)時(shí)監(jiān)測，運(yùn)行過程中根據(jù)程序?qū)崟r(shí)調(diào)控，快速響應(yīng)，控制精度高；標(biāo)準(zhǔn)警報(bào)，以提醒用戶熱電偶故障，加熱器故障，高/低溫限制，溫度跟蹤，電源故障，并完成運(yùn)行。

　　4.3 可靠的溫度性能

　　優(yōu)質(zhì)液氮專用電磁閥，能穩(wěn)定控制液氮的噴射量，縮小控溫偏差；通過空氣處理系統(tǒng)和液氮注入環(huán)實(shí)現(xiàn)一致的溫度控制和均勻性；采用環(huán)保高效的保溫層技術(shù)，使得設(shè)備保溫效果更顯著，更節(jié)省液氮的使用量；兼容VHP清洗技術(shù)。

　　結(jié)語

　　為保證生物樣本有良好的存活率，樣本的降溫過程需要嚴(yán)格控制。程序降溫儀可精準(zhǔn)控制樣本的降溫過程，確保生物樣本的存活質(zhì)量。

　　東富龍為細(xì)胞樣本及其制品長期貯存及上下游環(huán)節(jié)提供系列化的裝備，開發(fā)了實(shí)現(xiàn)冷凍降溫工藝過程控制的LNC系列程序降溫儀，開發(fā)了可以避免長期貯存期間頻繁存取導(dǎo)致反復(fù)凍融的LNS和CCS系列全自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)，從冷凍降溫、流轉(zhuǎn)、貯存、存取關(guān)鍵工序全工藝流程確保細(xì)胞樣本和制品的安全。