[发明专利]用于冷冻保存的生物样本的温度监测的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于冷冻保存的生物样本的温度监测的设备，包括具有用于接收样本的接收空间(2)的样本容器，还包括可设置在样本容器外部的指示剂装置，用于监测至少一个温度极限值。所述指示剂装置具有至少一个空腔，该空腔仅仅部分地填充有指示剂物质，该指示剂物质的熔化温度处于‑20℃至‑140℃的范围内。所述指示剂装置尤其是可以被设计为圆柱状体，其作为底部部件可固定在冷冻管上，或者代替地被设计为双壁的空心圆柱体，其可以被推到冷冻管的外壳面上。所述指示剂装置也可以固定在样本容器的外侧壁上，例如作为可插入到套筒或插入套中的空心体。

本发明涉及一种用于冷冻保存的生物样本的温度监测的方法。本发明还涉及一种用于冷冻保存的生物样本的监测温度的设备。

细胞的低温保存(冷冻保存)是迄今为止在细胞层面上可逆(活性保持)地保持生命过程、从而在加热到生理温度后可以再次启动该生命过程的唯一途径。冷冻保存在近几十年来经由大型生物库发展成为对于临床机构、医药公司、物种保存、环境保护和保健来说不可或缺的要素。生物材料被储存在不同尺寸的耐受低温的样本容器(冷冻容器)例如管、吸管和袋中。在冷冻保存过程中，被储存的生物材料被冷冻以保持样本材料的活性，大多冷冻到低于-80℃的温度，对于活体采集品冷冻到低于-140℃直至液氮温度。在下文中，对于冷冻保存样本或供冷冻保存的样本还使用术语“冷冻样本(Kryoprobe)”。

对于宏观样本，例如比如血液或组织，已经开发了用于在低温情况下储存样本的许多技术。在现代医学、基因工程和生物学中，存在对越来越小的样本进行冷冻保存的趋势。例如冷冻含有悬浮细胞或细胞群的小体积悬浮液(毫升或更小)。来自体外培养物的细胞主要在悬浮液中进行冷冻保存。然而，大多生物医学相关细胞为了进行增殖和有序发育需要与底物接触。因此，样本必要时在底物结合状态下在培养之后被冷冻。

样本的品质是至关重要的，这是因为它们被用作临床机构的细胞疗法、药物和生物技术产品的开发、作为国家资源并且用于许多其他应用。储存时间为几天到几十年，且存在长期储存的趋势。样本存放在冷却容器中，后者大多数存放在金属抽屉和货架中，在新的存入或取出时样本会经历温度波动。对于活体货架(Lebendablagen)(细胞、细胞悬浮液和组织片段)，不仅不中断的冷链起着决定性的作用，而且避免在深冷却阶段大的温度跃升也起决定性的作用。因为在取出时冷冻容器从-80℃加热到-20℃的温度很少甚至不会被发现，所以尽管该冷冻容器再次经冷冻，但发生了未被识别的品质降低，这不仅降低了样本的价值，而且在临床领域应用时还会导致危及生命的情况。即便是曾短暂解冻样本，在重新冷冻的状态下，也不会注意到这些样本已不再与初始状态相符。但特别重要的不仅是识别生物材料的解冻，而且是记录处于-140℃至-20℃范围的极限温度被超过。需要对每个样本进行温度控制和温度记录，然而该需求到目前为止很少被满足——而且即便是满足了该需求，也需要高的技术投入。此外，还有大量的解冻后实验室研究，这同样消耗有价值的样本材料，并且即使在当前已变得没有价值的冷冻样本的情况下也会产生费用。

因此本发明的任务在于提供一种用于冷冻保存生物样本的温度监测的改进方法，凭借该方法可以避免常规技术的缺陷并且其特点在于简化的方法实施。另一任务在于提供一种用于冷冻保存的生物样本的温度监测的设备，凭借该设备可以避免常规技术的缺陷。

另一项任务在于提供一种可能性，以便能够以尽可能简单的标志物或标记识别冷冻样本是否曾经被加热到超过可定义的极限温度，即便是仅仅在短时间内超过该可定义的极限温度。在冷冻前，极限温度必须可在-20℃至-140℃的范围内确定。这应当能够对每一个单独的冷冻样本、进而对数百万个样本快速且容易地识别，不得改变生物材料并且应当已经在深度冷冻状态下进行。如果可能的话，样本的状况应当即便在储存容器中也是可探测的，因为每次取出和存入都会给储存中的多个样本带来样本改变的风险，这是因为通常整个货架都被拉开。该设备或方法应当能够简易操作，耐低温且可调节的。其允许消耗很少或不消耗能量并且尽可能仅产生极低的费用，因为生物样本在冷藏状态下的储存在其整个应用过程中应仅花费几欧元。所用材料也必须符合所述要求。