引子:冻存管主要用于低温保存生物样本，如细胞、组织、细菌、病毒等,作为已经有几十年历史的产品系列，在细胞&基因治疗（CGT），精子保存及大健康细胞储存需求越来越多，越来越追求超低温冻存的今时今日，它的未来还有多远呢？我们一起来学习起来：
一、定义
什么是超低温，在一般的科学定义中，超低温通常指低于 -150℃的温度。（现实中很多超低温储存使用液氮罐）在此温度下，细胞可以在如液氮中能够保存很久，主要基于以下几个关键原因：
1. 超低温抑制化学反应：液氮（LN2）的温度极低（约 -196℃），能极大地减缓细胞内的各种化学反应速率，包括那些可能导致细胞损伤和衰老的反应。
2. 停止细胞代谢活动：在如此低的温度下，细胞的新陈代谢几乎完全停止，细胞不需要消耗能量和物质，从而减少了因代谢过程产生的损伤和消耗。
3. 避免生物大分子变性：低温能有效防止细胞内的蛋白质、核酸等生物大分子变性或降解，维持其结构和功能的完整性。
4. 阻止微生物生长：超低温环境可以抑制微生物的生长和繁殖，减少微生物对细胞的侵害和破坏。
综上所述，液氮的超低温环境为细胞提供了一个近乎“静止”的保存条件，使得细胞能够在很长时间内保持其原有特性和功能。
与水一样，液氮可以作为病毒、细菌、真菌甚至动物细胞的传播媒介。Schafer等在1976年写出的“Biohazard: virus-contaminated liquid nitrogen”文章主要涉及液氮可能作为病毒传播的媒介，包括病毒直接暴露在液氮中的存活情况，以及液氮可能被其他微生物污染的证据。文章指出，液氮暴露于病毒时应被视为生物危害，并且存在液氮可能引起污染问题的潜在风险。此外，文章还提到了液氮被其他微生物污染的证据，包括细菌和真菌等微生物的污染情况就意识到暴露于病毒的液氮应该作为生物危害处理，这表明了可能存在的潜在污染问题。为什么会出现这样的情况呢？随着螺帽塑料瓶（冻存管）的浸没，使得受污染的液氮和冻存管接触。而在低温下，小瓶内的大气凝结产生一个真空，压差导致冻存管存在可以吸入受污染液氮的可能，导致了液氮中的任何污染物都可能会污染样品。这并不是杜撰出来的信息，历史市场存在过：这个悲剧性例子发生在患有细胞毒性治疗的患者身上，他们采集的骨髓干细胞在液氮中存储期间被乙型肝炎病毒（HBV）污染，导致HBV疫情通过液氮传播到其他存储单位（Tedder等，1995）。受影响的六名患者中，在液氮中发现了与这些患者相匹配的人类DNA、乙型肝炎表面抗原A和HBV DNA。有趣的观察是，从患者身上提取的DNA，因此很可能是他们的细胞，被发现在液氮中，表明污染物在存储容器内外都在移动。对这次HBV疫情的后续研究通过DNA序列分析确认了人类和HBV的来源（Hawkins等，1996）。其他病毒也被发现能够在液氮直接暴露下存活，包括口疮病毒（Schafer等，1976年）、单纯疱疹病毒、腺病毒（Jones和Darville，1989年）以及乳头状瘤病毒（Goodman，1960年；Charles&Sire，1971年）。此外，还有证据表明液氮能被其他微生物污染，包括各种细菌和真菌物种。Fountain等人（1997年）对用于存储造血干细胞的液氮冷冻箱进行了真菌和细菌污染调查。在测试的583个培养物中，有1.2%被发现受到微生物污染。然而，检查的五个冷冻箱中有四个含有低水平的微生物污染，而第五个冷冻箱则受到曲霉的严重污染。在冷冻箱中发现的微生物污染与受污染培养物中的微生物相似。尽管没有将液氮列为微生物来源，其他报告显示了冷冻保存的干细胞常见的微生物污染（Prince等，1995年；Lazarus等，1991年；Stroncek等，1991年；Webb等，1996年）
三、最近的一些解决方案之冻存袋
袋式存储尽管存在破裂风险，仍然是保持封闭系统中的冷冻细胞最安全的方法。然而，袋式存储不适合小容量，如主细胞库或精子库等（含大健康行业细胞储存）。与此相反，螺纹盖瓶多年来一直用于小容量，但测试经常显示出明显的风险。独立的男性生殖学部门的研究表明，45%的没有O形圈垫的冻存管（A公司）和85%带有O形圈的冻存管（B公司）在液氮中浸泡三小时后吸收了液氮。另一种减轻液氮侵入的潜在方法是在气相氮中存储。然而，破损仍有可能发生，因为即使在气相温度下，冻存管会变脆，病毒可能仍会在空气中传播，并仍会覆盖相邻的冻存管（Grout 和 Morris，2009）。此外，使用气相存储时温度波动可能难以控制，并且气相储罐中的温度梯度会加剧这个问题。
在一项研究中，尽管在灌装和密封时采用了严格的实验室技术，但实验人员发现 92％的品牌A冻存管和 18％的品牌B冻存管在储存期间有液氮泄漏。升温时，泄漏的液氮在变成气体时体积膨胀700倍!
写在最后，
1.由于液氮的温度在 -196°C 保持恒定，因此对于长期冷冻储存来说，这仍然是最可靠的介质。
但是是否必须是冻存管呢？并不一定，其实市面上已经出来很多的替代产品，很多都是通过热熔热合来解决问题，而不是通过传统的冻存管的方式（如下图左）。毕竟总不能和下图（右）一样处理样品-都把离心管的应用扩展到了考古了。![]()
2.CGT行业因从药物逻辑考虑，对流程封闭的逻辑优先于成本考量，但很多细胞储存公司还是把成本放到第一位，把用户的样本被污染可能性考虑放到后置，还是有点可惜。![]()
一壶浊酒过，满纸荒唐言~世间百态皆为料，慢火毒舌半盏茶~
