何时应避免将超低温冰箱的设定点提高到 -70°C？热质量的关键作用

虽然将您的超低温冰箱从 -80°C 调整到 -70°C 是一种经过验证的显著节能策略， 但并非所有情况下都建议这样做。如果冰箱未充分装满，您应避免提高设定点。稀疏填充的设备缺乏必要的热质量来缓冲开门时的温度波动，这可能导致快速升温事件，随着时间的推移可能会损害样品的完整性。

提高超低温冰箱设定点的决定取决于一个关键因素：热质量。一个装满的冰箱提供了必要的热质量以维持稳定的 -70°C，而一个部分空的冰箱在日常取用过程中则面临显著且可能有害的温度波动的风险。

冰箱稳定性的物理原理

在这些超低温下，稳定性至关重要。主要风险不是静态的 -70°C 温度本身，而是在实际使用中温度波动高于该值。

一个装满冷冻样品、盒子和架子的冰箱具有高热质量。这种冷冻物质的质量就像一个热电池，保持低温。

当门打开时，这个巨大的冷冻质量有效地吸收了进入的较暖空气中的热量，最大限度地减少了冰箱内部温度的显著升高。

在一个稀疏填充的冰箱中，几乎没有热质量来缓冲温度变化。内部容积大部分只是冷空气。

当门打开时，温暖潮湿的环境空气会迅速涌入并取代冷空气。如果没有大量的冷冻质量来吸收这种热负荷，内部温度会急剧快速地上升。

对于许多生物样品而言，造成最大损害的是反复的升温和再冷却循环，而不是基线储存温度。

在日常开门过程中，从 -70°C 快速上升到 -60°C 甚至 -55°C，可能比稳定储存在 -70°C 更有害。这是您必须减轻的核心风险。

转向 -70°C 是在经过验证的效率提升与单一、可控的操作风险之间取得平衡。

将超低温冰箱从 -80°C 调整到 -70°C 可以将能耗降低高达 30%。

这减轻了冰箱压缩机的压力，延长了设备的使用寿命，降低了故障的可能性，并减少了维护成本。

-80°C 标准被广泛认为是市场营销的历史遗留物，而非科学必需品。没有广泛的科学证据表明 -80°C 在绝大多数样品类型上优于 -70°C。

全球领先的机构，包括 CDC、哈佛大学、基因泰克和阿斯利康，已成功过渡到 -70°C 标准，验证了其安全性和有效性。

转向 -70°C 的唯一显著操作风险是热不稳定性。这种风险并非温度本身固有，而是操作热质量低的冰箱的直接后果。

因此，问题不在于 -70°C 的设定点，而在于部分空的冰箱。

您的决定应基于冰箱当前的填充水平以及您管理其热质量的能力。

如果您的冰箱始终保持 75% 以上的填充率： 您可以放心地将设定点提高到 -70°C，以实现显著的能源和维护效益。
如果您的冰箱部分为空： 避免提高设定点，除非您可以与其他实验室合并样品以创建一个装满的冰箱，或者添加热压载物（例如密封的水容器或凝胶包）来填充空余空间。
如果您正在管理一批冰箱： 指定特定的冰箱用于 -70°C 操作，并将适当的样品整合到其中，以最大限度地提高整个设施的效率。

通过了解热质量的基本作用，您可以优化您的冷藏策略，兼顾效率和样品安全。