哪些类型的生物材料可以安全地储存在-70°C？长期样本保存指南

对于大多数常见生物样本的长期保存，-70°C的温度是一个被广泛接受且有效的标准。这包括关键材料，如核酸（DNA和RNA）、绝大多数蛋白质以及细菌和病毒等微生物菌株。该温度能有效阻止导致样本随时间降解的生化过程。

在-70°C下储存的核心原则是，它将样本的温度降至大多数酶和化学活性阈值以下。这创造了一种悬浮动画的状态，从而在数月甚至数年内保持材料的分子完整性。

为什么-70°C是实验室标准

使用-70°C（或类似的超低温，如-80°C）并非随意决定。它代表了一个关键的阈值，可以阻止否则会破坏样本的分子运动和酶促反应。

阻止分子降解

在较高的温度下，即使是冷冻状态，核酸酶（降解DNA/RNA的酶）和蛋白酶（降解蛋白质的酶）仍可能保留一些残余活性。将温度降至-70°C可以有效地使这些酶停止运作，从而提供强大的长期保护。

历史和实践基准

历史上，超低温（ULT）冰箱通常被设计成能够可靠地维持-65°C至-70°C左右的温度。这种技术能力将该温度确立为全球实验室的一个实用且有效的基准，为样本保存方案创建了一个经过验证的标准。

适合-70°C储存的关键材料

虽然许多样本类型在此温度下是稳定的，但了解每种类别的具体要求对于维持其完整性至关重要。

核酸（DNA和RNA）

对于长期归档，-70°C是DNA和特别是对于众所周知的稳定性较差的RNA的首选温度。虽然-20°C可能足以短期储存DNA，但超低温能提供更优越的保护，防止其在多年内降解。

蛋白质和酶

大多数纯化蛋白质和酶都可以在-70°C下安全储存。这可以防止蛋白水解和变性，从而保持蛋白质的结构和功能。这是储存有价值的抗体库、重组蛋白和酶制剂的标准做法。

细菌和病毒

-70°C的温度对于保持细菌和病毒菌株的活力至关重要。当与冷冻保护剂（如甘油）结合使用时，该温度可以创建稳定的长期档案，以便将来用于实验的复苏。

理解关键考虑因素

仅仅将样本放入-70°C冰箱是不够的。储存的背景与温度本身同样重要。

冻融循环的危险

对样本完整性最大的威胁不是储存温度，而是反复冷冻和解冻所产生的物理应力。这个过程会剪切核酸、使蛋白质变性并杀死细胞。最佳做法是在首次冷冻前将样本分装成单次使用的量。

何时-70°C可能不够冷

虽然-70°C可以阻止大多数生物活动，但它并不能完全停止它们。对于最高级别的保存，特别是对于旨在进行数十年生物储存的活细胞系或不可替代的样本，液氮（-196°C）是黄金标准。在该温度下，所有代谢过程都会停止。

冷冻保护剂的作用

对于任何活的材料，如细菌培养物或其他细胞类型，冷冻保护剂是必不可少的。需要添加甘油或DMSO等添加剂，以防止形成尖锐的冰晶，否则这些冰晶会在冷冻过程中刺穿并破坏细胞膜。

为您的样本做出正确的选择

您的储存策略应直接与您的样本性质和研究目标保持一致。

• 如果您的主要重点是核酸、蛋白质或微生物菌株的常规长期归档： -70°C冰箱是可靠且适当的行业标准。
• 如果您的主要重点是保持敏感真核细胞系的活力或创建永久性生物库： 您必须使用液氮（-196°C）储存，以确保完全的生物停滞。
• 如果您的主要重点是最大限度地提高所有样本类型的完整性： 您最关键的操作是将样本分装到单次使用的管中，以消除冻融循环的破坏性影响。

正确的储存是可重复科学的基础，确保您的生物材料的价值和完整性得以延续。

总结表：

材料类型	-70°C储存的适用性	关键考虑因素
核酸（DNA/RNA）	长期归档的绝佳选择	RNA的首选；防止核酸酶降解
蛋白质和酶	高度适用	保持结构和功能；防止变性
细菌和病毒	配合冷冻保护剂效果最佳	维持活力；细胞使用甘油/DMSO
真核细胞系	不适合长期保持活力	应使用液氮（-196°C）代替

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