实验室常用超低温冻存架一瞥

——如何用好超低温冰箱冻存架(一)

      生命科学实验常会用到超低温冻存架。

      若要论依赖冻存架的，怕得首推液氮罐的操作。存取液氮冻存细胞时，固定细胞冻存盒的方形多层提篮即是可耐受极低温度、名副其实的超低温冻存架。譬如许多细胞室配备的Thermo Scientific Locator 4 Plus液氮存储罐，随机标配了4个10层不锈钢方形冻存架，每个架可容纳10个2mL的冻存盒。

      其次，部分实验室的卧式超低温冰箱，脐带血库和干细胞库使用的可自动填充液氮的液氮储存箱及大容量样品储存罐等，样品存取操作也会用到名为拎筐式冻存架、单列上提式冻存架、多层单体冻存架等的超低温冻存架。

      卧式超低温与液氮罐细胞冻存用的冻存架，主体部分均为多层塔型，每层只容纳一个冻存盒，横截面接近方形，都是从指定的某一侧开门抽出冻存盒样品。

      区别在于架顶部的提手：卧式超低温冰箱冻存架的提手呈倒立“U”型，可平放，可抓握提起架体。液氮罐用冻存架顶部为一固定长杆，杆顶为带鹅颈型弯曲的把手，颈曲与液氮罐罐口卡槽匹配将冻存架悬挂固定。关键是，杆的长度足以使手与液氮保持安全操作距离。因此，这两种冻存架相互之间无法替代。

      卧式超低温冰箱（Chest Freezers），采用顶部开门取放样品。开门时，高密度低温冷气保留在柜体内，冷气流失少，冰箱能耗低。但因占地面积大、搬运安置不便，故实验室大多首选立式超低温冰箱（-86℃ Upright Ultra-Low Temperature Freezer）而非卧式。人们在常交流中提及超低温冰箱，也多半是指立式的。

     -80℃立式超低温冰箱用冻存架，外形与卧式冰箱用的塔型冻存架不同。而随着立式机型的大规模引入，蕴藏着对配套冻存架的巨大需求潜能。

      各品牌超低温冰箱的宣传资料中，冻存架整整齐齐把冰箱装得满满当当。借助于冻存架，箱体内部被分隔成数百个小存储空间，可供数人甚至数十人共享，样品查找和存取做到有条不紊。

      其次，冻存架的层层阻隔，遏制了超低温冷气在开门时大量倾泄，减轻箱体内部温度大幅波动风险，提高样品存储安全性。此外，它还限制了箱体内冰霜肆意增长对宝贵存储空间的蚕食，可提高空间利用率。因此，超低温冰箱厂家都大力倡导使用冻存架。

      反之，如果冰箱缺少冻存架，样品不分种类、不计包装大小，隔板上部有多大空塞多少样品，样品散乱不堪，查找费时。特别是，大量遗失标识、长期无人问津的样品占用宝贵空间，以致新增实验样品无法存储。管理员张贴告示：“X楼公用-80℃冰箱因大量样品……，逾期无人认领将……，后果自负”。这种现象在公共实验平台工作中司空见惯。

      因此，有条件、有使用经验的实验室，特别重视超低温冻存架配置使用。

      理想虽丰满，现实却骨感。因为，从下面两张图，直白地揭示了实验室超低温冰箱冻存架目前在实验室使用的境遇。

     一边是超低温冰箱，连经济型侧取式冻存架都一架难求。

      而另一边却是超低温冻存架，或因配置方案“违和”而闲置，或明珠暗投，惨遭遗弃甚至损坏！可谓身世沉浮，饱尝冷暖。

      《GB/T 5458-2012液氮生物容器国家标准》规定，样品提筒为液氮容器的标准组成附件，且筒体、提杆的材料为奥氏体不锈钢（即ASTM 304不锈钢）。对提筒的制造工艺要求是：筒体、提杆、绝热管和手把相互间连接牢靠。虽然标准对提筒的外形、功能和尺寸规格未作规定。但用于多层塔形冻存架理应视为提筒的一种而适用于此条款。

      因此，冻存架作为液氮罐随机标配由生产商提供具有一定强制性。只要确认特定型号液氮罐配套冻存架的规格尺寸是否符合自身样品需要后，用户无需担心冻存架配置和产品质量问题。

      如果说液氮罐、液氮存储箱容器使用冻存架操作是因安全防护刚需，那对超低温冰箱冻存架配置的需求无疑“柔中带刚”。作为样品存储操作的辅助附件，超低温冻存架、低温搁架均非《GBT20154-2014低温保存箱国家标准》法定内容。甚至其是否应作为选配附件都只字未提，更遑论对其功能、材质，工艺和尺寸规格的规定。

      超低温冰箱对配套冻存架的国家和行业质量技术标准的缺失，造成外在驱动不足。而长期以来超低温冰箱使用中形成的“因陋就简、艰苦朴素”习惯，加上冻存架产品内在技术局限性等多方面，是造成这两类超低温冻存在实验室使用中的巨大反差的根本原因。

      从供给侧看，冰箱厂家既冻存架无供应之责，对其设计研发和改进的持续投入难以引起重视，对推动建立统一技术标准工作更缺乏内在动力。但冻存架柔性需求确吸引了大批第三方中小企业参与。但由于缺乏统一质量技术标准，产品功能设计、规格、材料、生产工艺和质量检验标准参差不齐，其结果是，产品结构不完善，定制服务也是“定”“制”全无。

      从需求侧看，实验室超低温冰箱冻存架在引入和使用管理中常遇到的难题有三个。最常见的是，对冻存架的使用价值重视程度不够，采用粗放式管理。殊不知，这样种使用方式样品管理时间成本很高。其次是，一口气买一堆冻存架，随后发现好些样品无法为冻存架所容，为腾出冰箱空间部分冻存架只能闲置，正所谓的按下葫芦起了瓢。最后是，量身定制冻存架，本想来个依葫芦画瓢，却不清楚卖家的“葫芦”长啥样，定制的规格说不清，不靠谱，不了了之。

      不畏浮云遮望眼，只缘身在最高层。要达到冻存架配置无忧境界，须先弄清两个关键技术问题：一是对市面有哪些功能类型的冻存架以及这些成品是否符合自身样品存储要求做到心中有数；二是所用超低温的内部尺寸与何种规格的冻存架可有效兼容？

      为此，阿拉斯加科技官网(www.alifescience.com)陆续推出《如何用好超低温冰箱冻存架》系列文章，探讨如何实现实验室超低温冰箱冻存架的优化利用。首先呈上《Thermo立式超低温冰箱抽屉式冻存架的功能类型和配置指南》，抛砖引玉。

参考文献：

1.《GB/T 5458-2012液氮生物容器国家标准》

2.《GBT20154-2014低温保存箱国家标准》