[發(fā)明專利]用于冷凍保存的生物樣本的溫度監(jiān)測的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780026139.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN109068626B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡特·R·富爾;海科·齊默爾曼
• 申請（專利權(quán)）人: 弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會
• 主分類號: A01N1/02
• 分類號: A01N1/02;G01K3/04;G01K11/06
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 許偉群;郭放

本發(fā)明涉及一種用于冷凍保存的生物樣本的溫度監(jiān)測的設(shè)備，包括具有用于接收樣本的接收空間(2)的樣本容器，還包括可設(shè)置在樣本容器外部的指示劑裝置，用于監(jiān)測至少一個溫度極限值。所述指示劑裝置具有至少一個空腔，該空腔僅僅部分地填充有指示劑物質(zhì)，該指示劑物質(zhì)的熔化溫度處于?20℃至?140℃的范圍內(nèi)。所述指示劑裝置尤其是可以被設(shè)計為圓柱狀體，其作為底部部件可固定在冷凍管上，或者代替地被設(shè)計為雙壁的空心圓柱體，其可以被推到冷凍管的外殼面上。所述指示劑裝置也可以固定在樣本容器的外側(cè)壁上，例如作為可插入到套筒或插入套中的空心體。

本發(fā)明涉及一種用于冷凍保存的生物樣本的溫度監(jiān)測的方法。本發(fā)明還涉及一種用于冷凍保存的生物樣本的監(jiān)測溫度的設(shè)備。

細(xì)胞的低溫保存(冷凍保存)是迄今為止在細(xì)胞層面上可逆(活性保持)地保持生命過程、從而在加熱到生理溫度后可以再次啟動該生命過程的唯一途徑。冷凍保存在近幾十年來經(jīng)由大型生物庫發(fā)展成為對于臨床機構(gòu)、醫(yī)藥公司、物種保存、環(huán)境保護(hù)和保健來說不可或缺的要素。生物材料被儲存在不同尺寸的耐受低溫的樣本容器(冷凍容器)例如管、吸管和袋中。在冷凍保存過程中，被儲存的生物材料被冷凍以保持樣本材料的活性，大多冷凍到低于-80℃的溫度，對于活體采集品冷凍到低于-140℃直至液氮溫度。在下文中，對于冷凍保存樣本或供冷凍保存的樣本還使用術(shù)語“冷凍樣本(Kryoprobe)”。

對于宏觀樣本，例如比如血液或組織，已經(jīng)開發(fā)了用于在低溫情況下儲存樣本的許多技術(shù)。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、基因工程和生物學(xué)中，存在對越來越小的樣本進(jìn)行冷凍保存的趨勢。例如冷凍含有懸浮細(xì)胞或細(xì)胞群的小體積懸浮液(毫升或更小)。來自體外培養(yǎng)物的細(xì)胞主要在懸浮液中進(jìn)行冷凍保存。然而，大多生物醫(yī)學(xué)相關(guān)細(xì)胞為了進(jìn)行增殖和有序發(fā)育需要與底物接觸。因此，樣本必要時在底物結(jié)合狀態(tài)下在培養(yǎng)之后被冷凍。

樣本的品質(zhì)是至關(guān)重要的，這是因為它們被用作臨床機構(gòu)的細(xì)胞療法、藥物和生物技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)、作為國家資源并且用于許多其他應(yīng)用。儲存時間為幾天到幾十年，且存在長期儲存的趨勢。樣本存放在冷卻容器中，后者大多數(shù)存放在金屬抽屜和貨架中，在新的存入或取出時樣本會經(jīng)歷溫度波動。對于活體貨架(Lebendablagen)(細(xì)胞、細(xì)胞懸浮液和組織片段)，不僅不中斷的冷鏈起著決定性的作用，而且避免在深冷卻階段大的溫度躍升也起決定性的作用。因為在取出時冷凍容器從-80℃加熱到-20℃的溫度很少甚至不會被發(fā)現(xiàn)，所以盡管該冷凍容器再次經(jīng)冷凍，但發(fā)生了未被識別的品質(zhì)降低，這不僅降低了樣本的價值，而且在臨床領(lǐng)域應(yīng)用時還會導(dǎo)致危及生命的情況。即便是曾短暫解凍樣本，在重新冷凍的狀態(tài)下，也不會注意到這些樣本已不再與初始狀態(tài)相符。但特別重要的不僅是識別生物材料的解凍，而且是記錄處于-140℃至-20℃范圍的極限溫度被超過。需要對每個樣本進(jìn)行溫度控制和溫度記錄，然而該需求到目前為止很少被滿足——而且即便是滿足了該需求，也需要高的技術(shù)投入。此外，還有大量的解凍后實驗室研究，這同樣消耗有價值的樣本材料，并且即使在當(dāng)前已變得沒有價值的冷凍樣本的情況下也會產(chǎn)生費用。

因此本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于冷凍保存生物樣本的溫度監(jiān)測的改進(jìn)方法，憑借該方法可以避免常規(guī)技術(shù)的缺陷并且其特點在于簡化的方法實施。另一任務(wù)在于提供一種用于冷凍保存的生物樣本的溫度監(jiān)測的設(shè)備，憑借該設(shè)備可以避免常規(guī)技術(shù)的缺陷。

另一項任務(wù)在于提供一種可能性，以便能夠以盡可能簡單的標(biāo)志物或標(biāo)記識別冷凍樣本是否曾經(jīng)被加熱到超過可定義的極限溫度，即便是僅僅在短時間內(nèi)超過該可定義的極限溫度。在冷凍前，極限溫度必須可在-20℃至-140℃的范圍內(nèi)確定。這應(yīng)當(dāng)能夠?qū)γ恳粋€單獨的冷凍樣本、進(jìn)而對數(shù)百萬個樣本快速且容易地識別，不得改變生物材料并且應(yīng)當(dāng)已經(jīng)在深度冷凍狀態(tài)下進(jìn)行。如果可能的話，樣本的狀況應(yīng)當(dāng)即便在儲存容器中也是可探測的，因為每次取出和存入都會給儲存中的多個樣本帶來樣本改變的風(fēng)險，這是因為通常整個貨架都被拉開。該設(shè)備或方法應(yīng)當(dāng)能夠簡易操作，耐低溫且可調(diào)節(jié)的。其允許消耗很少或不消耗能量并且盡可能僅產(chǎn)生極低的費用，因為生物樣本在冷藏狀態(tài)下的儲存在其整個應(yīng)用過程中應(yīng)僅花費幾歐元。所用材料也必須符合所述要求。