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生物样本是医学研究的重要资源，病理学组织和细胞样本是临床常见的生物样本，主要来源于临床手术、活检、穿刺等操作，可通过制备切片、涂片以及提取生物大分子，用于病理诊断及医学研究。

样本是医学研究的基础，其质量在很大程度上决定着研究结果的准确性和可靠性。随着基因组学、转录组学以及蛋白质组学等研究手段的飞速进步，各种分析技术对生物样本的质量也提出了更高的要求。在此形势下，中科都菱生物样本库解决方案，应运而生。

生物样本的质量鉴定目前尚未有统一标准，但其提取产物DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的质量控制已较为成熟。因此，为了评估各保存方式的效果，可以通过检测样本中提取的生物大分子的质量来间接衡量生物样本的质量。目前生物样本及其提取产物主要有超低温和常温两大类保存方式，针对不同科研需求，更多的样本保存方式也不断相继问世，但各种方式的保存效率不尽相同。

大多数样本都保存在-80℃超低温条件下，因此采集完的样本应立刻按照要求进行保存，贴上适当的标签进行标识，并记录样本保存的状态和位置，保证样本的质量。保存样本应进行实时追踪和定期核对，并对其保存的内部和外部环境进行监控。

中科都菱推荐保存样本的九个步骤

一、储存温度的选择

选择储存温度，应考虑样本的类型，预期储存的时间，样本中生物分子的特性，不同细胞的特性。细菌和细胞的临界温度通常认为是-140℃，在这个温度下，所有的代谢活动停止，对于能承受在此温度下保存的样本，建议选择低于这个温度进行储存，利于长期稳定的储存。

相比甲醛液固定的组织，低温冻存组织中可以提取到更高质量的生物大分子，以满足现代检测技术的需要。但有研究表明，-25℃低温冻存约1年后，组织中的蛋白活性发生了显著下降。相比之下，超低温和深低温冻存（-80℃～-196℃）的保存效果更佳，已成为一种广为接受的生物样本长期保存方式。

-150℃和-196℃深低温冻存是理想的样本保存方式：目前，液氮保存（-196℃）是公认可靠的样本保存方式，样本在此温度可长期保持稳定。然而，由于样本完全浸没在液氮中，游离的组织碎片可能会带来交叉生物污染的潜在风险，因此催生了气相液氮（-150℃）这种新型保存方式。所谓气相液氮保存，就是将样本置于液态氮以上、气相氮的包围之中，可以很好的避免交叉污染的风险。

除此之外，国内少数企业可以通过电冰箱制冷达到-150℃的深低温（如中科都菱的MDF-150H128），对于-150℃深低温的保存效果，从理论上说，该温度可以满足样本的长期保存需求，因为-137℃是水的玻璃化温度，低于此温度时细胞内能导致内容物降解的一切生化反应均处于失活状态，可长期保存样本并保证其质量。

一些样本不能承受这么低的温度，储存温度一般选择-80℃，在此温度下，代谢活动并没有完全停止。-80℃超低温冻存联合核酸稳定剂也可作为较理想的样本保存方式：在不具备液氮保存条件的生物样本库，也可考虑使用-80℃超低温冰箱代替液氮来保存组织样本。

那么，-80℃深低温冻存对组织的保存效果究竟如何呢？有研究发现，组织长期保存在-80℃环境，可以很好地保护其内部的蛋白成分，也可以提取到高质量的RNA，与冻存在-150℃气相液氮中相比没有显著差异；但也有研究发现，组织冻存在-80℃深低温环境，虽然其DNA产量、完整性以及RNA产量可以维持长达7年而不发生明显改变，但其RNA完整性却在冻存5年后开始下降。因此有研究者建议将组织小份分装，加入RNA特异性稳定剂后再冻存于-80℃环境，更有利于组织内RNA的保存。

关于蛋白质的保存，目前以超低温冻存为主，可以很好地保护其稳定性。也有研究表明，冻存之前添加蛋白保护剂，如海藻糖等，保存效果更佳。除外以上对生物大分子的检测，还有研究者对组织进行苏木素-伊红染色，发现组织冻存于-80℃深低温27年后，光镜下其形态结构仍保持良好状态。

以上研究证明，在不具备液氮保存条件时，生物样本分装小份并根据需要结合核酸稳定剂后冻存在-80℃深低温环境，可以长期有效地保护其质量，以满足多种下游实验的需要。

二、样本的的冻存和复苏

选择好储存温度就要对采集的样本先进行冻存，再储存到适合的容器和设备中。样本在冻存过程中应采用合适的冷却速率，控制冰晶大小，以及冰晶形成速度，这些将影响到样本中细胞的复苏。统一的冷却速率是从室温开始每分钟降1℃直到-80℃，这适用于大多数细胞。

冻存完的样本按照要求的温度条件进行储存。样本应储存在稳定的条件下，应避免反复冻融。分装储存合适量的样本可以避免不必要的反复冻融。当需要冻融样本时，应按照标准流程确保样本的稳定性和质量。冻存的样本需要分装后再储存时，需要采取必要的融化和复苏。储存的温度越低，复苏所需的时间越长。当从冷冻状态中解冻的时候，的方式是37℃水浴，过程不宜太长，避免伤害细胞。

“慢冻快融” 是细胞冻存及复苏的基本原则，这对大限度的保存细胞活力至关重要。目前细胞冻存多用甘油或二甲基亚砜（DMSO）作为保护剂，这两种物质能提高细胞膜对水的通透性，细胞冻存和复苏时，减少细胞内冰晶产生是关键。缓慢冷冻可使细胞内的水分渗出细胞外，减少细胞内冰晶的形成，从而减少冰晶对细胞的物理损伤。复苏细胞采用快速融化的方法可以保证细胞外结晶在很短的时间内融化，避免由于缓慢融化使水分渗入细胞内形成胞内再结晶对细胞造成损伤。

三、样本保存容器的选择

样本的储存容器必须稳定，所有的样本被严格地储存在合适的容器中。用于储存样本的容器，应能承受骤然降温到超低温，在低温下可以密封，并长时间储存在低温下。在-86℃超低温的情况下所使用的任何容器都应有标定的使用温度。

中科都菱生物样本库管理软件可对容器进行有效管理。支持低温冰箱和液氮罐可视化建模，支持冻存架和冻存盒个性化自定义，任意增删修改冻存架和冻存盒，虚拟实体完美结合，样本存储追踪全程可视化操作，简单直观，便捷高效，不易出错。根据存储容量用不同颜色突出显示，通过存储容量颜色变化反馈设备内存储空间空置率情况，也可根据冻存容器、冻存架、冻存盒的使用百分比反馈冻存容器、冻存架、冻存盒存储空间空置率情况。

四、储存设备的选择

当样本需要被冷藏保存（2～8℃短时间内保存），但不需要低温冷冻时， 冷藏箱的储存温度应始终保持在2～8℃的范围内。

推荐使用中科都菱医用药品冷藏箱，产品型号有：

MPC-5V316/416/656/1006/315/415等。

当样本需要被低温冷冻保存时，根据样本中生物分子的特性，不同细胞的特性，一些经过特殊处理的样本则可在低温条件下储存，储存温度有-25℃、-40℃、-60℃。

在此温度下，推荐中科都菱低温产品型号有：

MDF-25H105/305/485（-25℃卧式）；

MDF-25V268E/328E（-25℃立式）；

MDF-40H105/305/485（-40℃卧式）；

MDF-40V268E/328E（-40℃立式）；

MDF-60H105/485（-60℃卧式）。

如果样本需要长期储存，主要方式是选择-86℃超低温冰箱或-150℃深低温的冰箱，被广泛采用。

推荐中科都菱超低温产品型号有：

MDF-86H105/485（-86℃卧式）；

MDF-86V188E/340E/408E/588E/838E（-86℃立式、单机自复叠技术）；

MDF-86V338/388/408/588/838（-86℃立式、双机复叠技术）；

MDF-86V408D/588D/838D（-86℃立式、独立双系统技术）；

MDF-150H128（-150℃、卧式）。

五、样本储存的标识

所有储存的样本，储存用的容器和设备，都应做适当的标识。每个样本标识的信息必须有特异性，一般采用一组编码代表独特的身份信息或追踪号，编码的信息应能和数据库样本信息联系起来。样本库采用二维码来标识所有样本。

每个样本的储存容器应有的标识，清晰且易读，以准确定位容器，并确保储存条件。与信息系统建立联系，记录冰柜或架子上每个储存样本的储存位置信息。

中科都菱生物样本库解决方案支持方便灵活的样本编码方式，用户自定义样本编码或系统自动生成样本编码，可组合标签打印机、预制二维码冻存管独创可视化标签双码管理体系。

六、样本库存的追踪

样本的库存追踪能实时反映样本储存的位置信息和出入库信息，合理地分配样本储存的位置，减少取用过程中对样本储存环境的影响。

中科都菱生物样本库解决方案支持预设样本收集数量，实时对样本收集数量进行统计查看，把握项目进度。支持对入库中、在库、已出库、销毁等样本状态查询，支持样本及临床随访信息所有字段查询统计结果导出Excel 表格。

七、库存核实

作为质量控制的一个重要环节，库存核实被用来确定样本是否储存在正确的位置。核实程序根据信息系统记录的样本储存位置信息来进行核实。

中科都菱生物样本库解决方案可实现样本智能出库，支持针对多条件组合查询检索方式查询出的样本，可按照号、位置编码、冻融次数、样本编码、入库时间等条件任意逻辑排序，生成出库单，方便工作人员实体样本出库，节约时间。

八、外部质量控制

保证储存样本的质量不仅需要将样本储存在合适的温度和容器设备中，良好外部储存环境，必要的设备监控和维护同样重要。外部储存环境包括样本储存室的空气、照明和温度，以及设施的配备和摆放。

中科都菱生物样本库解决方案，对此提出了明确要求：

1、如场地选择地下室考虑通风、排水，在楼上，地板需加固，承重大于300kg/m，地面采用实验室 PVC 地面，防尘防腐蚀。

2、楼层高度是否满足设备高度+40cm？冻存设备靠承重墙摆放，设备与墙30cm 间距，设备与设备之间30cm间距。

3、电源负荷按冰箱大功率的上限×2（启动瞬时电流大）累计计算总需求，每个插座要独立跳闸，根据设备确认插座是 10A 还是 16A，电路设计采用双电路保护设计，在电路烧毁时有备用电路。

4、 因冰箱产热大，室内超过 32℃必须开空调，中央空调冬暖夏凉，冬天要考虑关闭中央空调。

5、安装视频监控设施，要求无死角，要有门禁系统，进出要求登记。

6、 标本安全考虑要由专人出入库，冰箱要配锁。每月进行超低温冰箱的保养，包括使用吸尘器进行过滤网的清洗、除尘等，延长冻存设备的使用寿命，及早发现可能存在的问题，对重要的样本在存放时在多台冰箱中分开储存。

7、冷链监控系统安装，短信智能报警。配备备用冰箱，保持正常开启，防止冰箱出现故障，临时制冷来不及。

（下图为中科都菱超低温冰箱配置冷链监控）

8、不建议安装消防自动喷淋，应配备无腐蚀性气体灭火器。

9、标本库污水要配备污水净化系统。

10、生物样本库应分为标本储存区、标本工作区和办公区域。

（下图是中科都菱为某市中心医院建设样本库规划图）

九、中科都菱生物样本库整体解决方案的建立

中科都菱-86°C/-150℃医用超低温冰箱，联合上海银杏叶样本库管理软件、预制二维码冻存管相关产品企业，建立了生物样本库产业联盟，整合生物样本库软件、硬件、耗材的设计生产，在国内力推联邦制生物样本库建设，为用户提供：样本前处理样本存储、样本信息化管理、样本应用等整体解决方案。

（下图为中科都菱超低温冰箱的样本装载量）

中科都菱生物样本库整体解决方案的建立，实现了样本数据的可视化管理，即采集、运输、入库、分装、处理到后出库使用的一整套流程，并以可视化图形界面的形式向用户展示出来；实现了样本储存和应用的全过程标准化、规范化，为科学研究质量和业务水平的提升提供了良好保证。

（下图为中科都菱超低温冰箱存储样本的场景）