高標(biāo)準(zhǔn)建造生物樣本庫(kù)

崔明文

北京誠(chéng)茂興業(yè)科技發(fā)展有限公司(100029)

·新技術(shù)·

高標(biāo)準(zhǔn)建造生物樣本庫(kù)

崔明文

北京誠(chéng)茂興業(yè)科技發(fā)展有限公司(100029)

1 生物樣本庫(kù)的類(lèi)型與應(yīng)用現(xiàn)狀

在醫(yī)院及醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研單位為了醫(yī)治、教學(xué)和科研任務(wù)，常建立有人體組織庫(kù)及器官庫(kù)。如血液、骨髓、正常細(xì)胞、遺傳突變細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、細(xì)胞株庫(kù)等多種人體組織細(xì)胞庫(kù)。目前近80%醫(yī)院的生物樣本由相對(duì)應(yīng)的科室及病理科保存與應(yīng)用，以-80℃超低溫水箱、-196℃液氮罐為主要保存容器?？剖倚》秶４鏄颖境杀靖摺①Y源不能共享，也不利于信息化、正規(guī)化管理。

2 國(guó)內(nèi)生物樣本庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著生物治療、精準(zhǔn)治療前瞻性發(fā)展，國(guó)家對(duì)生物樣本庫(kù)保存與開(kāi)發(fā)給予高度重視與支持，建立高標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家級(jí)生物樣本庫(kù)成為發(fā)展的必然趨勢(shì)；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(huì)采集自費(fèi)保存期自愿捐獻(xiàn)保存的形式相結(jié)合，為中國(guó)生物樣本前沿開(kāi)發(fā)研究、疾病精準(zhǔn)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(xì)胞基因工程公司、北京臍血造血干細(xì)胞庫(kù)、山東省臍血造血干細(xì)胞庫(kù)等，這些公司對(duì)生物樣本保存采用大規(guī)模集中保存，容器以-196℃液氮儲(chǔ)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(kù)的大型醫(yī)院提供應(yīng)用條件，也為建立高標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家級(jí)生物樣本庫(kù)和國(guó)家生物樣本庫(kù)信息平臺(tái)，使全國(guó)生物資源共享、加速提升全民精準(zhǔn)醫(yī)療水平打下一定基礎(chǔ)。

3 生物樣本液氮庫(kù)建庫(kù)要求

3.1 一般要求

液氮庫(kù)區(qū)盡可能建在地上一層。一層便于大型液氮罐搬運(yùn)且地面承重量大，對(duì)應(yīng)較大體積液氮罐滿(mǎn)載重高達(dá)2211 kg、面積2.3m2，要求地板承重量要求>1200 kg/m2。不建議液氮庫(kù)建在地下層，因?yàn)榈叵聦映睗瘢绻龅揭馔馊菀走M(jìn)水。如果液氮箱進(jìn)水，水立刻結(jié)成冰極速膨脹導(dǎo)致液氮箱及生物樣本的損壞。

液氮儲(chǔ)槽位置應(yīng)安置液氮庫(kù)的墻外，距離庫(kù)區(qū)大約1.5m較為合適，盡可能縮短距離鋪設(shè)真空管路使冷損最低。儲(chǔ)槽周邊要確保液氮運(yùn)輸車(chē)順利進(jìn)出。儲(chǔ)槽要定期補(bǔ)充液氮，液氮儲(chǔ)槽內(nèi)液位不少于30%的余量時(shí)充裝液氮。儲(chǔ)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(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算。儲(chǔ)槽液氮的補(bǔ)給周期約15天以上相對(duì)安全。

3.2 庫(kù)區(qū)內(nèi)安全設(shè)施

①液氮庫(kù)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(kù)區(qū)內(nèi)必須安裝排風(fēng)系統(tǒng)，換氣量12次/h。根據(jù)液氮庫(kù)容積確定排風(fēng)機(jī)的排放量，風(fēng)速分為低、中、強(qiáng)排風(fēng)3級(jí)。由于液氮箱不斷蒸發(fā)(液氮蒸發(fā)比一般為1:630)、庫(kù)內(nèi)氮?dú)夂坎粩嘣黾?，?dǎo)致液氮庫(kù)內(nèi)氧濃度下降，會(huì)引起進(jìn)入庫(kù)區(qū)人員呼吸困難，嚴(yán)重時(shí)危及生命安全。為此建議液氮庫(kù)內(nèi)環(huán)境氧濃度確保達(dá)17%以上。③液氮庫(kù)內(nèi)必須安裝氧濃度監(jiān)控器， 建議每25m2內(nèi)至少有一個(gè)氧監(jiān)控探頭。因液氮蒸發(fā)、冷氣下沉，庫(kù)內(nèi)下部氧含量低于上部空間，庫(kù)內(nèi)多個(gè)氧濃度監(jiān)測(cè)探頭的安置，應(yīng)距地面高度30cm和150cm高低交錯(cuò)布局。④氧監(jiān)控與排風(fēng)系統(tǒng)要自動(dòng)聯(lián)控。液氮庫(kù)內(nèi)氧濃度<19%時(shí)低排風(fēng)啟動(dòng)、<18%時(shí)中排風(fēng)啟動(dòng)、<17%時(shí)強(qiáng)排風(fēng)啟動(dòng)，這樣可達(dá)到安全、節(jié)能、降噪的目的。⑤聲光報(bào)警。液氮庫(kù)區(qū)要在明顯處加裝聲光報(bào)警器，其目的是液氮庫(kù)區(qū)氧濃度過(guò)低時(shí)提醒工作人員不要進(jìn)入庫(kù)內(nèi)，工作人員可通過(guò)觀光口觀察庫(kù)內(nèi)氧含量數(shù)字，檢查排風(fēng)系統(tǒng)是否啟動(dòng)，如果聯(lián)動(dòng)失靈可以啟用強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)。⑥排風(fēng)風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口建議上下組合排風(fēng)，進(jìn)風(fēng)量必須可調(diào)控。⑦液氮補(bǔ)給真空管路要求主真空管路與儲(chǔ)槽補(bǔ)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(jìn)入庫(kù)前加裝0.65Mpa安全閥，兩個(gè)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(hù)真空管路，當(dāng)真空管路內(nèi)壓力大于安全閥設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)起跳釋放壓力。⑧液氮庫(kù)區(qū)溫度要求在15～28℃，庫(kù)區(qū)環(huán)境濕度應(yīng)<40%，建議庫(kù)區(qū)安裝匹配的除溫系統(tǒng)。⑨進(jìn)庫(kù)要求兩人以上工作人員并佩戴防護(hù)鏡、便攜式氧濃度檢測(cè)儀，穿戴工作服及防護(hù)手套，長(zhǎng)時(shí)間在庫(kù)區(qū)內(nèi)工作建議佩戴護(hù)膝帶。

4 真空管路布局

真空管路進(jìn)入庫(kù)區(qū)給液氮罐補(bǔ)給，可分為上通道液氮補(bǔ)給和下通道液氮補(bǔ)給。上通道是將真空管路架空高于地面250cm處，補(bǔ)給口離地面高度200cm。目前國(guó)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(kù)項(xiàng)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(mǎn)載2211kg。中源協(xié)和公司(天津)的干細(xì)胞庫(kù)一期130臺(tái)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(bǔ)給，真空管路離地面高度30cm,液氮補(bǔ)給口離地面高度70cm。采用上通道形式液氮補(bǔ)給還是采用下通道液氮補(bǔ)給，要根據(jù)建庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)及液氮罐體積、房間高度等多方面因素綜合考慮設(shè)計(jì)。上通道液氮補(bǔ)給優(yōu)點(diǎn)是地面整潔沒(méi)有障礙物，液氮罐移動(dòng)方便；缺點(diǎn)是施工、安裝、維修相對(duì)麻煩。下通道補(bǔ)給優(yōu)點(diǎn)是操作、安裝、維修方便，空間整體美觀；缺點(diǎn)是罐體移動(dòng)不便。

根據(jù)十幾年建庫(kù)實(shí)際并與國(guó)外專(zhuān)家多次探討，本單位承建了中源協(xié)和干細(xì)胞庫(kù)一期、二期，阜外醫(yī)院細(xì)胞庫(kù)，軍科院廣州細(xì)胞庫(kù)等設(shè)計(jì)和安裝，取得了許多經(jīng)驗(yàn)。在目前國(guó)家沒(méi)有建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下上述經(jīng)驗(yàn)供國(guó)內(nèi)生物樣本庫(kù)建設(shè)單位使用參考，也為建立高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)、高安全一體化的生物樣本保存庫(kù)提供借鑒。