超低温（ULT）冰柜的目的是什么？ 保存关键生物样本

从本质上讲，超低温（ULT）冰柜是一种专门设计的设备，用于对敏感生物材料进行长期保存。通过将温度维持在 -40°C 至 -86°C 之间（有时甚至更低），这些冰柜可以有效地暂停生物时间，阻止否则会降解关键样本（如疫苗、DNA、蛋白质和组织）的化学和酶促过程。

ULT 冰柜的基本目的不仅仅是保持样本低温，而是要几乎完全停止分子活动。这可以保持对研究、医学和生物制造至关重要的材料的结构完整性和生物学活力。

保存的科学：为什么极端低温很重要

标准冰柜不足以进行长期生物储存，因为仍然会发生显著的分子活动。ULT 冰柜创造了一个环境，使降解的机制本身被冻结在原地。

阻止分子活动

在较高的温度下，即使在冰点以下，酶仍然是活跃的，并且会缓慢分解 DNA 和 RNA 等关键分子。水分子也可能形成破坏性的冰晶。

ULT 冰柜的极端低温极大地减缓了分子运动，有效地停止了这些酶促反应，并防止了使样本失效的结构性损坏。

防止蛋白质变性

蛋白质、酶和现代疫苗（如 mRNA 疫苗）的功能依赖于精确、复杂的三维结构。热量甚至中等低温都可能导致这些分子展开或变性，从而永久破坏其生物学功能。

ULT 储存将这些精密的结构固定到位，确保其功能完整性在数月或数年内得以保持。

确保长期活力

对于活细胞、细菌、病毒或组织样本等材料，目标通常是保持其活力——即稍后被复苏和使用的能力。

通过在超低温下冷冻它们，所有新陈代谢过程都处于暂停状态。这可以防止细胞死亡，并使样本能够处于休眠状态，直到需要使用它们。

科学和医学中的常见应用

ULT 冰柜是任何现代生命科学或临床设施中不可或缺的支柱。它们的使用案例涵盖了基础研究到前沿医疗后勤的各个方面。

研究与发现

实验室在 ULT 冰柜中储存大量的 DNA、RNA 和蛋白质样本库。这确保了长期研究的参考材料保持一致且未被污染，为可能跨越数十年的实验提供可靠的数据。

生物制造和制药

在生物制造中，ULT 冰柜对于保持用于生产治疗药物和疫苗的主细胞库的完整性至关重要。它们还用于储存最终药品，确保它们从生产到患者手中都保持稳定和有效。

临床生物样本库

医院和研究机构维护着包含血液、血浆和组织在内的患者样本生物样本库。将它们储存在 ULT 冰柜中，可以为未来的诊断测试、疾病研究和个性化医疗的发展提供支持。COVID-19 疫苗的全球分发是其在公共卫生后勤中重要性的一个主要例子。

了解关键考虑因素

尽管至关重要，但部署 ULT 冰柜涉及权衡，需要仔细管理。它们不是简单的器具，而是关键的基础设施。

能耗

维持 -80°C 的温度需要大量且持续的能源输入。现代设备强调能源效率以降低运营成本和环境影响，但它们仍然是典型实验室中耗电量最大的设备之一。

机械可靠性

ULT 冰柜通常采用级联制冷系统，其中两个冷却回路协同工作以达到如此低的温度。这种复杂性意味着机械可靠性至关重要。冰柜故障可能导致宝贵、通常不可替代的样本的灾难性损失。

关键监控和警报

由于内容物价值极高，ULT 冰柜配备了先进的监控系统。这些系统包括温度数据记录、开门警报和远程警报系统，可在温度出现任何偏差时通知人员，从而可以迅速干预以防止样本丢失。

根据您的目标做出正确的选择

所需的储存温度完全取决于样本类型和所需的储存时间。

• 如果您的主要重点是短期储存或不太敏感的试剂： 标准实验室冰柜（-20°C）通常就足够了，而且能效更高。
• 如果您的主要重点是核酸、蛋白质或酶的长期保存： -80°C 的 ULT 冰柜是行业标准，可完全防止降解并确保样本完整性多年。
• 如果您的主要重点是保持完整细胞或复杂组织的活力： 您需要一个 ULT 冰柜，通常在 -80°C 甚至更低（在某些情况下低至 -150°C），以停止所有生物活性并防止细胞死亡。

最终，使用 ULT 冰柜是对您的关键生物资产的长期稳定性和价值的投资。

摘要表：

关键特性	目的与益处
超低温（-40°C 至 -86°C）	阻止分子活动，防止敏感样本降解。
长期保存	在数月或数年内保持样本的完整性和活力。
研究和生物样本库的关键	储存 DNA、蛋白质、疫苗和细胞培养物所必需。
先进的监控系统	提醒用户温度偏差，以防止灾难性的样本丢失。

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