Bevar og optimer prøvens levedygtighed!

Kryogene temperaturer er nødvendige for langsigtet eller ubestemt lagring og kritisk prøveopbevaring. Temperaturen på -130°C er punktet for “glastransition”, hvor al metabolisk aktivitet ophører. Ved temperaturer på -130°C eller koldere vil aldringsprocessen derfor ophøre, så celler kan opbevares på ubestemt tid.

Hvorfor vælge kryogene temperaturer til opbevaring?

1. Hvorfor vælge kryogene temperatur til langtid opbevaring.
2. Hvilke applikationer kræver kryogen opbevaring
3. Hvilke metoder er tilgængelige for kryogen opbevaring?
4. Nogle af de grundlæggende forskelle mellem LN2 opbevaring
5. Hvad er forskellen mellem dampfase og væskefase?
6. Hvad er forskellen på LN2 og mekanisk kryogen opbevaring, og hvorfor skal jeg vælge den ene metode frem for den anden?
7. Hvad med prøveforberedelse til kryogen lagring?

Hvilke applikationer kræver kryogen opbevaring?
Følgende er eksempler på prøver, der opbevares ved kryogene temperaturer:
• Knoglemarv
• Stamceller
• Embryoner
• Sperm
• Æg
• Knogler
• Hjerteklapper
• Prøver til langsigtet forskning, hvor patienterne er døde – som fx HIV- og AIDS-virus eller lignende

Hvilke metoder er tilgængelige for kryogen opbevaring?

Grundlæggende er der to typer udstyr til prøveopbevaring ved kryogene temperaturer. Den ene er en mekanisk kryofryser med et kølesystem, der består af et isoleret kabinet, der opskummes på stedet, samt kompressor, fordamper og kølemidler. Den anden type udstyr er en flydende Nitrogentank (LN2), som opretholder temperaturen ved hjælp af en vakuumisoleret tank og flydende nitrogen. Der er flere typer LN2 tanke, herunder automatisk eller manuel fyldning samt damp eller flydende fase. Det afhænger i sidste ende af kundens præferencer, der er fordele og ulemper ved enhver type, så det handler om at vælge den, der er bedst egnet til den aktuelle applikation.

Nogle af de grundlæggende forskelle mellem LN2 opbevaring
Tankene med manuel fyldning bruges til prøvemængder fra et par hundrede til cirka 6.000 hætteglas. Disse tanke fyldes manuelt med flydende nitrogen, men har meget længere holdetider på grund af en mindre åbning, der er med til at reducere den statiske fordampningshastighed. De automatiske tanke er mere praktiske og giver meget større lagerkapacitet fra cirka 6.000 til 39.000 hætteglas. Samtidig bruger de også mere flydende nitrogen som følge af større åbninger og forudgående nedkøling af linjerne i løbet af den automatiske fyldning.

Hvilken type lagringssystemer er til rådighed?
Axeb kan tilbyde løsninger til opbevaring af hætteglas, rør og poser ved hjælp af kasser, rør eller dunke. Se “Rack and Canister Guide” eller tilbehørssektionen i hver brochure for flere detaljer.

Hvad er forskellen mellem dampfase og væskefase?
Valget afhænger af kundernes præferencer. Kunder kan vælge at opbevare i væskefase af flere grunde. For det første hjælper det med at sikre mere ensartede temperaturer, når alt er nedsænket i væske ved en temperatur på -196°C. For det andet er det mere sikkert forstået på den måde, at hvis LN2-leverandørenen ikke kan levere i tilfælde af fx en naturkatastrofe (som orkan, skybrud, jordskælv, snestorm eller lignende), så har du flere dages sikker opbevaring, eftersom den gennemsnitlige statiske fordampningshastighed af den automatiske tank er cirka en tomme per dag. Er der 25 tommer væske i din tank, har du omkring 20 dages sikkerhedsmargin (uden åbning af låg eller tilførsel af varme), før du behøver at være bekymret.
Imidlertid vil lagring i væskefase bruge mere LN2, fordi der foregår en større LN2-fordampning, når du fjerner et rack.

Et papir blev offentliggjort for flere år siden om risikoen for krydskontaminering i den flydende fase (hvis væske kommer ind i et hætteglas og derefter transporterer prøven over i et andet glas). På grund af denne artikel vælger flere kunder nu dampfase, hvor prøverne ikke er nedsænket under væske. Dermed fjerner man enhver mulighed for krydskontaminering, men har ikke så stor en sikkerhedsmargin i form af opbevaringstid for det tilfælde, at LN2-leverandøren ikke kan gennemføre sin levering.

Hvad er forskellen på LN2 og mekanisk kryogen opbevaring, og hvorfor skal jeg vælge den ene metode frem for den anden?
Nogle producenter vil prøve at føre dig målrettet i den ene eller den anden retning. Det skyldes primært, at de ikke har begge typer udstyr (mekaniske kryogenfrysere samt manuelle og automatiske LN2-tanke) i deres sortiment.

Der er fordele og ulemper ved begge typer systemer. Thermo Scientific er den eneste producent, der fremstiller såvel mekaniske kryogenfrysere som opbevaringsløsninger til flydende nitrogen. Dette gør det muligt for kunden at træffe et valg, der afhænger af det reelle behov i stedet for, at en person forsøger at sælge det ene eller det anden produkt, fordi det er den eneste, de kan tilbyde. Herunder er en liste over fordele og ulemper ved begge systemer. Det sikrer dig en bedre forståelse af begge systemer og giver dig mulighed for at træffe et valg baseret på dine specifikke behov.
Mekanisk kryogen-fryser  fordele:
• Giver en god, ensartet temperatur på -140°C eller -150°C afhængigt af størrelsen på det valgte kabinet. Kammeret til -150°C er af en mindre størrelse, men giver en lidt større sikkerhedsmargin i form af holdetid (i tilfælde af fx strømsvigt).
• I disse kabinetter er der ingen glidende temperaturforskelle mellem toppen og bunden af kammeret, hvad der giver større temperaturstabilitet.
• Hvis du af en eller grund ikke skal skære ned på strømmen eller selv betale for den, kan det indebære en besparelse, at du ikke konstant skal købe LN2.
• Hvis du ikke er nødt til at bruge LN2, kan det give færre bekymringer vedrørende sikkerheden. Dette gælder både forhold til at håndtere og påsætte det.

Den mekaniske kryogenfryser – ulemper:
• En mekanisk kryogenfryser har ikke stor sikkerhedsmargin i form af tid. Har du et strømsvigt eller mekanisk svigt, vil skabet begynde at blive varmere, og du skal helst ikke over -130°C, som er det kritiske temperaturniveau.
• Eftersom du opbevarer værdifulde prøver i en kryogenfryser, bør du overveje et LN2-backupsystem. I det tilfælde kommer du til at bruge LN2 alligevel. Flydende nitrogen vil koger væk, hvad enten du bruger det eller ej. Derfor vil der stadig være udgifter til LN2.
• En mekanisk kryogenfryser er mere støjende og genererer varme i lokalet, og det kan kræve større ventilationssystemer at håndtere det.

LN2-lagertank med automatisk fyldning – fordele:
• Giver god sikkerhedsmargin i form af tid. Ved strømsvigt eller mekanisk svigt er tiden for den statiske fordampningsrate temmelig langsom. Det giver to til tre dages holdetid,  uden at du skal gøre noget.
• I tilfælde af strømsvigt eller mekanisk svigt, kan du stadig manuelt fylde lagertanken.
• Eftersom der ikke er nogen kompressor, er der ingen støj (udover den flydende fyldning) og heller ingen genereret varme. Det gør den mere energieffektiv.

LN2-lagertank med automatisk fyldning – ulemper:
• Selvom temperaturerne holder sig under den kritiske temperatur -130°C, er der en glidende temperaturforskel i de automatiske opbevaringsløsninger ved opbevaring i dampfase.
• Da det er et automatisk system, skal du budgettere med indkøb af LN2 løbende.
• Der kan være sikkerhedsproblemer i forhold til håndtering og påsætning af LN2.

Om du har brug for en mekanisk kryogenfryser eller LN2 lagertank er helt og holdent op til dig. Begge systemer giver kryogene temperaturer til langsigtet, ubestemt eller kritisk prøveopbevaring. Formålet med dette dokument er at give de nødvendige oplysninger, så du kan foretage det bedste valg baseret på dine særlige behov eller præferencer.

Hvad med prøveforberedelse til kryogen lagring?
I mange tilfælde er det ikke alene prøveopbevaringen, som er vigtig, men også metoden til at fryse prøven. I de tilfælde bør man overveje en fryser med kontrolleret indfrysning.
Ikke alle prøver kræver en kontrolleret indfrysning, men mange gør og i nogle tilfælde ønsker kunder (GMP / GLP laboratorier) specifikt en meget kontrolleret indfrysning.

Fordelene ved en kontrolleret indfrysningsrate er at forbedre levedygtigheden, når prøven optøs. Dette skyldes en præcis kontrolleret langsom indfrysning gennem den kritiske faseændring, hvor prøverne bliver påvirket til at fryse på et præcist tidspunkt, mens de på samme tid absorberer frigivelsen af latent varme.

Nogle kunder (GMP / GLP laboratorier) vælger en fryser med en kontrolleret indfrysningsrate for “at kontrollere processen”. Den kontrollerede indfrysningsrate eliminerer variationer i processen, hvad der giver pålidelig gentagelsesnøjagtighed.

Se link: Preparing Your Cells for Cryopreservation – by Alex Esmon

Mekanisk fryser -140C/-150C >>

LN2/Cryopreservation -196°C >>

Spørg Axeb  – 4362 4647