崔明文

北京誠茂興業(yè)科技發(fā)展有限公司(100029)

·新技術·

高標準建造生物樣本庫

崔明文

北京誠茂興業(yè)科技發(fā)展有限公司(100029)

1 生物樣本庫的類型與應用現(xiàn)狀

在醫(yī)院及醫(yī)學教學、科研單位為了醫(yī)治、教學和科研任務，常建立有人體組織庫及器官庫。如血液、骨髓、正常細胞、遺傳突變細胞、腫瘤細胞、細胞株庫等多種人體組織細胞庫。目前近80%醫(yī)院的生物樣本由相對應的科室及病理科保存與應用，以-80℃超低溫水箱、-196℃液氮罐為主要保存容器?？剖倚》秶４鏄颖境杀靖?、資源不能共享，也不利于信息化、正規(guī)化管理。

2 國內(nèi)生物樣本庫的發(fā)展趨勢

隨著生物治療、精準治療前瞻性發(fā)展，國家對生物樣本庫保存與開發(fā)給予高度重視與支持，建立高標準國家級生物樣本庫成為發(fā)展的必然趨勢；而且目前各種形式的生物樣本的采集與保存的公司已經(jīng)產(chǎn)生；以社會采集自費保存期自愿捐獻保存的形式相結合，為中國生物樣本前沿開發(fā)研究、疾病精準治療提供了生物樣本信息和生物治療資源，如中源協(xié)和干細胞基因工程公司、北京臍血造血干細胞庫、山東省臍血造血干細胞庫等，這些公司對生物樣本保存采用大規(guī)模集中保存，容器以-196℃液氮儲存箱為主，少部分采用-80℃冰箱保存。他們?yōu)橹行⌒歪t(yī)院及不具備生物樣本庫的大型醫(yī)院提供應用條件，也為建立高標準國家級生物樣本庫和國家生物樣本庫信息平臺，使全國生物資源共享、加速提升全民精準醫(yī)療水平打下一定基礎。

3 生物樣本液氮庫建庫要求

3.1 一般要求

液氮庫區(qū)盡可能建在地上一層。一層便于大型液氮罐搬運且地面承重量大，對應較大體積液氮罐滿載重高達2211 kg、面積2.3m2，要求地板承重量要求>1200 kg/m2。不建議液氮庫建在地下層，因為地下層潮濕，如果遇到意外容易進水。如果液氮箱進水，水立刻結成冰極速膨脹導致液氮箱及生物樣本的損壞。

液氮儲槽位置應安置液氮庫的墻外，距離庫區(qū)大約1.5m較為合適，盡可能縮短距離鋪設真空管路使冷損最低。儲槽周邊要確保液氮運輸車順利進出。儲槽要定期補充液氮，液氮儲槽內(nèi)液位不少于30%的余量時充裝液氮。儲槽大小要根據(jù)液氮罐的數(shù)量及蒸發(fā)量，加真空管路及連接軟管的蒸發(fā)量進行系統(tǒng)計算。儲槽液氮的補給周期約15天以上相對安全。

3.2 庫區(qū)內(nèi)安全設施

①液氮庫區(qū)內(nèi)禁止使用噴淋滅火器，建議使用干粉滅火器。②液氮庫區(qū)內(nèi)必須安裝排風系統(tǒng)，換氣量12次/h。根據(jù)液氮庫容積確定排風機的排放量，風速分為低、中、強排風3級。由于液氮箱不斷蒸發(fā)(液氮蒸發(fā)比一般為1:630)、庫內(nèi)氮氣含量不斷增加，導致液氮庫內(nèi)氧濃度下降，會引起進入庫區(qū)人員呼吸困難，嚴重時危及生命安全。為此建議液氮庫內(nèi)環(huán)境氧濃度確保達17%以上。③液氮庫內(nèi)必須安裝氧濃度監(jiān)控器， 建議每25m2內(nèi)至少有一個氧監(jiān)控探頭。因液氮蒸發(fā)、冷氣下沉，庫內(nèi)下部氧含量低于上部空間，庫內(nèi)多個氧濃度監(jiān)測探頭的安置，應距地面高度30cm和150cm高低交錯布局。④氧監(jiān)控與排風系統(tǒng)要自動聯(lián)控。液氮庫內(nèi)氧濃度<19%時低排風啟動、<18%時中排風啟動、<17%時強排風啟動，這樣可達到安全、節(jié)能、降噪的目的。⑤聲光報警。液氮庫區(qū)要在明顯處加裝聲光報警器，其目的是液氮庫區(qū)氧濃度過低時提醒工作人員不要進入庫內(nèi)，工作人員可通過觀光口觀察庫內(nèi)氧含量數(shù)字，檢查排風系統(tǒng)是否啟動，如果聯(lián)動失靈可以啟用強制排風系統(tǒng)。⑥排風風道進風口建議上下組合排風，進風量必須可調(diào)控。⑦液氮補給真空管路要求主真空管路與儲槽補給口之間的連接(約50cm)處為主管路前段安全閥(壓力0.65Mpa)，安全閥隨后50cm處加裝低溫真空截止閥，主管路進入庫前加裝0.65Mpa安全閥，兩個截止閥中間須加裝安全閥；分支管路末端加裝安全閥和液氣分離器和排氣管路。安全閥要求每年送檢一次并備用安全閥一套。安全閥用于保護真空管路，當真空管路內(nèi)壓力大于安全閥設定壓力時自動起跳釋放壓力。⑧液氮庫區(qū)溫度要求在15～28℃，庫區(qū)環(huán)境濕度應<40%，建議庫區(qū)安裝匹配的除溫系統(tǒng)。⑨進庫要求兩人以上工作人員并佩戴防護鏡、便攜式氧濃度檢測儀，穿戴工作服及防護手套，長時間在庫區(qū)內(nèi)工作建議佩戴護膝帶。

4 真空管路布局

真空管路進入庫區(qū)給液氮罐補給，可分為上通道液氮補給和下通道液氮補給。上通道是將真空管路架空高于地面250cm處，補給口離地面高度200cm。目前國內(nèi)外最大體積液氮罐高度170cm。如北京阜外醫(yī)院生物樣本庫項目采用上通道真空管路布局,液氮罐(Thermo CE8194型)的高度為173.3cm、直徑152.4cm、空載781kg、滿載2211kg。中源協(xié)和公司(天津)的干細胞庫一期130臺及二期液氮箱Thermo 7407型,高110.5cm、寬119.4cm、深127cm，采用下通道真空管路液氮補給，真空管路離地面高度30cm,液氮補給口離地面高度70cm。采用上通道形式液氮補給還是采用下通道液氮補給，要根據(jù)建庫現(xiàn)場及液氮罐體積、房間高度等多方面因素綜合考慮設計。上通道液氮補給優(yōu)點是地面整潔沒有障礙物，液氮罐移動方便；缺點是施工、安裝、維修相對麻煩。下通道補給優(yōu)點是操作、安裝、維修方便，空間整體美觀；缺點是罐體移動不便。

根據(jù)十幾年建庫實際并與國外專家多次探討，本單位承建了中源協(xié)和干細胞庫一期、二期，阜外醫(yī)院細胞庫，軍科院廣州細胞庫等設計和安裝，取得了許多經(jīng)驗。在目前國家沒有建庫標準的情況下上述經(jīng)驗供國內(nèi)生物樣本庫建設單位使用參考，也為建立高質(zhì)量、高標準、高安全一體化的生物樣本保存庫提供借鑒。