弗勞恩霍夫IBMT研究所

弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)生物醫(yī)學(xué)工程研究所（Fraunhofer IBMT）生物銀行

——遍吉科技“自動(dòng)化生物樣本庫(kù)構(gòu)建與應(yīng)用”實(shí)踐分享（五）

弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)生物醫(yī)學(xué)工程研究所（Fraunhofer IBMT）生物銀行視頻

弗勞恩霍夫協(xié)會(huì),，是德國(guó)也是歐洲的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu),，成立于1949年，致力于在多國(guó)范圍內(nèi)推進(jìn)和開展應(yīng)用研究,。該協(xié)會(huì)在德國(guó)有69個(gè)研究機(jī)構(gòu),，約24,500名員工,，其中6個(gè)是生命科學(xué)研究所。

弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)生物醫(yī)學(xué)工程研究所（Fraunhofer IBMT）

弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)生物醫(yī)學(xué)工程研究所（Fraunhofer IBMT）,，是協(xié)會(huì)旗下生物技術(shù),、低溫(生物)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化領(lǐng)域負(fù)責(zé)設(shè)備和技術(shù)開發(fā)的機(jī)構(gòu)。10多年來(lái),，IBMT一直致力于干細(xì)胞研究,，并在工業(yè)和臨床結(jié)構(gòu)的生物庫(kù)中儲(chǔ)存了大量的細(xì)胞系，用于低溫保存有價(jià)值的樣品,。

EBiSC（誘導(dǎo)多能干細(xì)胞歐洲樣本庫(kù)）

IBMT發(fā)起的EBiSC（誘導(dǎo)多能干細(xì)胞歐洲樣本庫(kù)）項(xiàng)目,，是一個(gè)由26個(gè)歐洲的團(tuán)體組織建立的一個(gè)設(shè)施，方便研究人員進(jìn)行誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的收集,、檢測(cè)和分布,。

IBMT通過(guò)開發(fā)細(xì)胞培養(yǎng)自動(dòng)化技術(shù)為EBiSC項(xiàng)目做出貢獻(xiàn)。這些過(guò)程包括培養(yǎng),、擴(kuò)增和分化間充質(zhì)干細(xì)胞,，直至對(duì)治相關(guān)的細(xì)胞系統(tǒng)進(jìn)行冷凍保存、質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化(GCLP),，以確保生物材料的長(zhǎng)期可用性和一致的質(zhì)量,。

由于細(xì)胞材料的儲(chǔ)存至關(guān)重要，IBMT將其在冷凍貯藏和生物銀行技術(shù)領(lǐng)域的專長(zhǎng)與前沿冷凍方法和高性能,、無(wú)外源介質(zhì)的發(fā)展相結(jié)合,，用于相關(guān)細(xì)胞系統(tǒng)的冷凍保存。

任意溶質(zhì)在水中的各種相態(tài)平衡關(guān)系的相圖

儲(chǔ)存于液氮內(nèi)的細(xì)胞,、 組織凍結(jié)后形成硬塊,，需要復(fù)蘇到常溫、 全部軟化后才能應(yīng)用,。 若升溫的速度不夠快,，儲(chǔ)存標(biāo)本從液氮溫度回升到Tg時(shí)，標(biāo)本會(huì)從周圍吸熱,，熱力學(xué)發(fā)生變化后出現(xiàn)再結(jié)晶現(xiàn)象,，即發(fā)生所謂的“去玻璃化” 現(xiàn)象,。

去玻璃化過(guò)程有兩種類型：一種是原來(lái)降溫過(guò)程中形成的微小冰核在升溫的過(guò)程中形成水晶；另一種是沒(méi)有微小冰核的標(biāo)本中在復(fù)蘇的過(guò)程中形成冰核并結(jié)晶生長(zhǎng),。一般去玻璃化過(guò)程中形成的冰晶對(duì)細(xì)胞和組織的損傷大于降溫時(shí)形成的冰晶對(duì)細(xì)胞,、組織的損傷，因此需要以規(guī)定速率升溫以避免加熱復(fù)蘇過(guò)程中的去玻璃化現(xiàn)象發(fā)生,。

IBMT & EBiSC 的ASKION C-line?自動(dòng)化液氮存儲(chǔ)管理系統(tǒng)

為此,，IBMT致力于打造自動(dòng)化、無(wú)冰化生物樣本庫(kù)與封閉冷鏈,，采用了全自動(dòng)冷凍庫(kù)系統(tǒng),，以確保EBiSC細(xì)胞的一致。

2010年,，IBMT引進(jìn)了ASKION C-line?自動(dòng)化液氮存儲(chǔ)管理系統(tǒng)(HS100),，又在2012年加裝了3臺(tái)帶有與內(nèi)部和外部的自動(dòng)化（軌道系統(tǒng)）的HS200S，并安裝了程序降溫工作臺(tái),。這些設(shè)備通過(guò)外部軌道,、聯(lián)軌站和運(yùn)輸站連接起來(lái)，組成一個(gè)全自動(dòng)化液氮存儲(chǔ)管理系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化運(yùn)行,、流水線式作業(yè)。

ASKION C-line?自動(dòng)化液氮存儲(chǔ)管理系統(tǒng)運(yùn)行示意圖

      ASKION C-line?自動(dòng)化液氮存儲(chǔ)管理系統(tǒng),，從樣本掃描,、程序降溫到運(yùn)輸、存儲(chǔ),，全程保證樣本始終處于-130℃玻璃化溫度以下,，避免了樣本存取過(guò)程中的反復(fù)凍融和重復(fù)結(jié)晶。同時(shí),，樣本管理軟件能夠全程追蹤記錄每個(gè)樣本的信息和整個(gè)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù),，方便信息管理及樣本提取。其自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)的便利性,、可靠性,，為IBMT的珍貴樣本提供了質(zhì)量保障，也方便了工作人員的樣本管理流程,。