細(xì)胞凍存液氮罐是生物醫(yī)藥、細(xì)胞工程、科研實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域的核心設(shè)備,其主要作用是通過-196℃超低溫環(huán)境實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的長期穩(wěn)定存儲。在實(shí)際應(yīng)用中,不少科研人員和實(shí)驗(yàn)人員會遇到細(xì)胞復(fù)蘇后存活率低的問題,這不僅影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,還可能造成珍貴細(xì)胞樣本的損失。本文將從細(xì)胞凍存液氮罐的使用細(xì)節(jié)出發(fā),分析導(dǎo)致細(xì)胞存活率低的常見原因,并給出對應(yīng)的規(guī)避措施,為相關(guān)從業(yè)者提供實(shí)用的技術(shù)參考。
一、導(dǎo)致細(xì)胞存活率低的常見使用問題
(一)液氮液位不足,細(xì)胞未完全浸入低溫環(huán)境
細(xì)胞凍存的核心要求是樣本全程處于液氮浸潤或氣相超低溫環(huán)境中,若液氮罐內(nèi)液位過低,細(xì)胞凍存管無法完全浸入液氮,會導(dǎo)致樣本處于溫度波動的環(huán)境中,細(xì)胞內(nèi)冰晶反復(fù)形成,破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞器結(jié)構(gòu),終導(dǎo)致復(fù)蘇存活率下降。部分用戶因未定期監(jiān)測液位,或?yàn)楣?jié)省成本刻意減少液氮補(bǔ)充量,往往會出現(xiàn)這類問題。
(二)罐內(nèi)溫度不均,局部區(qū)域出現(xiàn)溫度偏差
優(yōu)質(zhì)的細(xì)胞凍存液氮罐需保證罐內(nèi)溫度均勻性,但如果罐內(nèi)存儲架擺放不當(dāng)、凍存管數(shù)量過多且密集,會影響罐內(nèi)液氮的循環(huán),導(dǎo)致局部區(qū)域溫度出現(xiàn)偏差。此外,頻繁開蓋或開蓋時(shí)間過長,會讓外界熱空氣進(jìn)入罐內(nèi),破壞罐內(nèi)低溫環(huán)境的穩(wěn)定性,也會對細(xì)胞存儲造成不利影響。
(三)密封性能下降,液氮泄漏導(dǎo)致環(huán)境波動
細(xì)胞凍存液氮罐的密封性能直接影響低溫環(huán)境的維持,若罐口密封墊圈老化、損壞,或開蓋后未擰緊密封蓋,會導(dǎo)致液氮泄漏,罐內(nèi)壓力和溫度出現(xiàn)波動。同時(shí),泄漏的液氮會使罐內(nèi)濕度增加,可能導(dǎo)致細(xì)胞凍存管外壁結(jié)霜、密封蓋受潮,進(jìn)而影響樣本的密封性,增加細(xì)胞污染的風(fēng)險(xiǎn)。
(四)樣本存儲方式不當(dāng),凍存管存在隱患
樣本存儲環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)失誤也會導(dǎo)致細(xì)胞存活率下降。例如,選用的凍存管質(zhì)量不達(dá)標(biāo),低溫環(huán)境下出現(xiàn)破裂;凍存管填充量不當(dāng),未預(yù)留液氮膨脹空間導(dǎo)致管體破裂;樣本放入液氮罐前未完成梯度降溫,直接投入低溫環(huán)境中,細(xì)胞內(nèi)瞬間形成大量冰晶,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
二、規(guī)避細(xì)胞存活率低的實(shí)用措施
(一)定期監(jiān)測液氮液位,保障充足存儲量
建議建立液氮液位定期監(jiān)測制度,每周至少監(jiān)測1-2次,可通過罐身配備的液位計(jì)或?qū)S靡何槐O(jiān)測工具進(jìn)行查看。當(dāng)液位低于罐身標(biāo)注的低刻度線(通常為罐容的1/3)時(shí),需及時(shí)補(bǔ)充液氮,確保所有細(xì)胞凍存管完全浸入液氮中。對于長期無人值守的存儲場景,可選用帶有液位報(bào)警功能的細(xì)胞凍存液氮罐,當(dāng)液位過低時(shí)自動觸發(fā)報(bào)警,提醒工作人員及時(shí)補(bǔ)充。
(二)規(guī)范存儲擺放,減少罐內(nèi)溫度波動
存儲細(xì)胞凍存管時(shí),需合理擺放存儲架,避免密集堆疊,預(yù)留足夠的液氮循環(huán)空間。每次開蓋取放樣本時(shí),動作要迅速,開蓋時(shí)間控制在10秒以內(nèi),減少熱空氣進(jìn)入。同時(shí),盡量集中取放樣本,避免頻繁開蓋。若需長期頻繁取放樣本,可選用雙蓋設(shè)計(jì)的液氮罐,內(nèi)層蓋減少液氮蒸發(fā),外層蓋保障密封,進(jìn)一步維持罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。
(三)定期檢查密封性能,及時(shí)維護(hù)設(shè)備
每月定期檢查罐口密封墊圈的狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)墊圈老化、變形或破損,需及時(shí)更換同型號的耐低溫密封墊圈。每次補(bǔ)充液氮或取放樣本后,確保密封蓋擰緊到位,避免出現(xiàn)松動。此外,定期檢查液氮罐的真空度,若發(fā)現(xiàn)液氮蒸發(fā)速度明顯加快,可能是真空層失效,需聯(lián)系廠家進(jìn)行維修或保養(yǎng)。
(四)規(guī)范樣本處理,降低存儲風(fēng)險(xiǎn)
選用符合標(biāo)準(zhǔn)的低溫-resistant凍存管,使用前檢查管體是否有破損、裂紋。凍存管內(nèi)樣本填充量控制在70%-80%,預(yù)留足夠的液氮膨脹空間,避免低溫下管體破裂。樣本放入液氮罐前,需按照規(guī)范完成梯度降溫(如先置于-80℃冰箱預(yù)冷2-4小時(shí),再轉(zhuǎn)入液氮罐),減少細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成。同時(shí),做好樣本標(biāo)記,避免取放時(shí)混淆或誤操作。
三、總結(jié)
細(xì)胞凍存液氮罐使用中細(xì)胞存活率低的問題,多與液位監(jiān)測不及時(shí)、溫度控制不當(dāng)、密封維護(hù)不到位及樣本處理不規(guī)范相關(guān)。通過建立定期監(jiān)測機(jī)制、規(guī)范存儲擺放、做好設(shè)備維護(hù)和樣本處理等措施,可有效規(guī)避這些問題,保障細(xì)胞存儲的穩(wěn)定性和復(fù)蘇存活率。在選擇細(xì)胞凍存液氮罐時(shí),建議優(yōu)先選用密封性能好、溫度均勻性優(yōu)且具備必要安全監(jiān)測功能的設(shè)備,從源頭降低使用風(fēng)險(xiǎn)。若在使用過程中遇到復(fù)雜問題,可及時(shí)聯(lián)系設(shè)備廠家獲取專業(yè)的技術(shù)支持。