家用冰箱保存食物,需要多少度?滿足絕大多數(shù)食材的儲(chǔ)鮮要求,最低-20℃足矣。
　　當(dāng)然,有些“嬌貴”的食材需要更低的溫度。比如金槍魚(yú),只有在-55℃以下凍結(jié)保鮮,才能較長(zhǎng)時(shí)間地充分保持品質(zhì)。
　　那么,保存人體細(xì)胞、組織、病毒等生物樣本呢?-60℃還是-70℃?都不夠。生物大分子(DNA、RNA、蛋白質(zhì)等)和細(xì)胞、組織、器官、病毒等的常用儲(chǔ)存溫度主要有三個(gè)節(jié)點(diǎn)——-80℃、-140℃及-196℃。
　　在-80℃,樣本內(nèi)的生化反應(yīng)顯著減弱,可短期保持細(xì)胞活性和組織微觀結(jié)構(gòu)。-196℃是液氮的溫度,也是常規(guī)方法所能實(shí)現(xiàn)的最低溫度。在這個(gè)溫度下,樣本內(nèi)的各種生化反應(yīng)基本停止,可以長(zhǎng)期保存,但此種方式成本略高,且液氮揮發(fā)、飛濺容易對(duì)工作人員安全造成威脅。
　　-140℃則是非常理想的溫度,是通常認(rèn)為的細(xì)菌和細(xì)胞的活性臨界溫度。樣本在這一低溫范圍內(nèi),生物學(xué)活動(dòng)極大降低,可中長(zhǎng)期保持細(xì)胞、組織內(nèi)大分子和組織微觀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　不僅要超低溫,還要溫度恒定、均勻,要環(huán)保,如果可能,成本自然也是低了好——這就是生物樣本保存的苛刻要求�，F(xiàn)在,這個(gè)領(lǐng)域有了一個(gè)穩(wěn)定、高效、環(huán)保、節(jié)能的新能手——海爾生物“深藍(lán)”,世界首款-150℃物聯(lián)碳?xì)渖畹蜏乇�箱。近�?60臺(tái)“深藍(lán)”下線交單海外市場(chǎng),用于生物樣本庫(kù)的建設(shè)。

　　生物樣本保存：世界難題
　　近年來(lái),生命科學(xué)基礎(chǔ)研究加速發(fā)展,顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn),并向醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域滲透,在解決人類發(fā)展面臨的健康、環(huán)境、資源等問(wèn)題的過(guò)程中展現(xiàn)出廣闊前景。
　　但對(duì)科研院所、實(shí)驗(yàn)室、生物樣本庫(kù)、生物制藥公司等而言,保存生物樣本一直是世界級(jí)的難題集合體。
　　難題一,技術(shù)要求太苛刻。首先,不同于家庭、工業(yè)等應(yīng)用場(chǎng)景,生命科學(xué)研究的儲(chǔ)品大部分價(jià)值較高,而且部分儲(chǔ)品具有稀缺性乃至唯一性,損壞不可補(bǔ)救,尤其是治療類、檢測(cè)類的儲(chǔ)品,如果存儲(chǔ)不當(dāng),損壞后使用可能造成嚴(yán)重后果。其次,要在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)中保持生物分子及細(xì)胞活性,需要環(huán)境溫度盡可能低,降低樣本內(nèi)的生化反應(yīng),提高各種成分的穩(wěn)定性。最后,生物樣本對(duì)溫度的波動(dòng)很敏感,要求環(huán)境保持長(zhǎng)時(shí)間的溫度均勻、恒定。
　　從設(shè)備應(yīng)用看,實(shí)現(xiàn)-80℃保存,主要使用超低溫冰箱;實(shí)現(xiàn)-140℃保存,主要使用深冷冰箱或液氮?dú)庀嘞?罐);實(shí)現(xiàn)-196℃保存,主要使用液氮罐或箱。
　　從操作成本、簡(jiǎn)便性及儲(chǔ)存量等方面考慮,-80℃保存有優(yōu)勢(shì)。但對(duì)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,選擇更低的-140℃儲(chǔ)存是比較保險(xiǎn)的方式。
　　難題二,液氮存儲(chǔ)成本高。為了實(shí)現(xiàn)-140℃儲(chǔ)存,一些機(jī)構(gòu)采用液氮?dú)庀嘞?罐)保存生物樣本,這一方法高效、保存期長(zhǎng),但是液氮存儲(chǔ)需要特殊容器,購(gòu)買容器和存儲(chǔ)液氮的成本都很高,也要消耗大量電力,增加了樣本存儲(chǔ)成本。同時(shí),液氮屬于損耗品,隔一段時(shí)間就需要購(gòu)買液氮補(bǔ)充,且需要專業(yè)人員定期維護(hù)。
　　難題三,深冷冰箱短板多。考慮到液氮存儲(chǔ)的諸多難題,很多機(jī)構(gòu)選擇了插電即用的深冷冰箱,但電制冷開(kāi)啟容器取放樣本時(shí),容易造成溫度較大范圍波動(dòng)。
　　更重要的是,由于普遍采用含氟制冷劑,深冷冰箱面臨著越來(lái)越強(qiáng)的環(huán)保約束。當(dāng)含氟制冷劑逐漸退出歷史舞臺(tái),面對(duì)生物樣本庫(kù)、高等級(jí)實(shí)驗(yàn)室等對(duì)深冷冰箱的剛性需求,如何攻克制冷系統(tǒng)選型配合、制冷劑配比等技術(shù)難題,提供環(huán)保、高效的深冷冰箱?
　　海爾碳?xì)浔�箱：�?chuàng)新突破
　　“自主研發(fā)碳?xì)渖罾浼夹g(shù),完全綠色環(huán)保制冷,GWP(全球變暖潛能值)接近于0。”對(duì)于“深藍(lán)”這個(gè)“世界第一”的含金量,海爾生物相關(guān)負(fù)責(zé)人如是介紹,“這不僅是海爾生物在深低溫制冷領(lǐng)域的科創(chuàng)突破,也是‘雙碳’戰(zhàn)略下中國(guó)制冷行業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐�！�
　　從2019年立項(xiàng)到2022年批量下線交單,在“深藍(lán)”研發(fā)中,海爾生物依托在超低溫制冷領(lǐng)域積累的研發(fā)優(yōu)勢(shì),聚焦制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、混合制冷劑匹配、低溫?fù)Q熱、溫度保持等核心技術(shù)。其中,制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、混合制冷劑匹配決定了冰箱能否高效制冷至指定溫度區(qū)間,能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,能否具有良好的節(jié)能性,制冷劑對(duì)冰箱的環(huán)保性能則具有決定性影響;低溫?fù)Q熱技術(shù)決定了制冷效率與溫度均勻性、穩(wěn)定性;恒溫保持技術(shù)則決定了冰箱應(yīng)對(duì)間歇電力供應(yīng)、無(wú)電力供應(yīng)場(chǎng)景的存儲(chǔ)能力。
　　“三年不鳴,一鳴驚人!”“深藍(lán)”既環(huán)保節(jié)能,又穩(wěn)定高效。在安全運(yùn)行方面,使用自調(diào)節(jié)壓力控制系統(tǒng),保障制冷系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定的壓力環(huán)境,冰箱報(bào)警可通過(guò)手機(jī)端物聯(lián)APP實(shí)時(shí)傳輸,保障樣本安全預(yù)警。在穩(wěn)定運(yùn)行方面,借助全新一代碳?xì)渲评鋭┢ヅ潆p機(jī)四級(jí)復(fù)疊制冷系統(tǒng),“深藍(lán)”可適用10℃—32℃寬環(huán)溫應(yīng)用環(huán)境,且箱內(nèi)波動(dòng)更小。
　　尤為特別的是制冷劑的應(yīng)用,在深低溫存儲(chǔ)領(lǐng)域,這是平衡生產(chǎn)成本與產(chǎn)品效能的關(guān)鍵。海爾生物從碳?xì)渲评鋭┖妥冾l壓縮技術(shù)構(gòu)建的超低溫制冷系統(tǒng)入手,持續(xù)推進(jìn)研發(fā)�！吧钏{(lán)”以自主研發(fā)的碳?xì)渲评浼夹g(shù)為內(nèi)核,采用全新一代不含氟、對(duì)臭氧層無(wú)破壞、溫室效應(yīng)影響極低的碳?xì)渲评鋭?搭配雙機(jī)四級(jí)復(fù)疊制冷系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),有力提高了制冷劑單位容積制冷能力。
　　“除了創(chuàng)造碳?xì)渲评漕I(lǐng)域的溫控紀(jì)錄,趨于‘零碳’,‘深藍(lán)’相對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)品省電達(dá)30%,對(duì)一次性運(yùn)行上百臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的生物樣本庫(kù)用戶而言,可以大幅節(jié)省用電成本。而且噪音低至55分貝,便于實(shí)驗(yàn)室放置使用�！焙�爾生物相關(guān)負(fù)責(zé)人道出了“深藍(lán)”的“貼心”之處。