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世界首款!海尔生物-150℃物联碳氢深低温冰箱下线

关键字:

海尔生物

2022-04-07 09:21:50  

作者:    

来源: 环球家电网


  家用冰箱保存食物,需要多少度?满足绝大多数食材的储鲜要求,最低-20℃足矣。

  当然,有些“娇贵”的食材需要更低的温度。比如金枪鱼,只有在-55℃以下冻结保鲜,才能较长时间地充分保持品质。

  那么,保存人体细胞、组织、病毒等生物样本呢?-60℃还是-70℃?都不够。生物大分子(DNA、RNA、蛋白质等)和细胞、组织、器官、病毒等的常用储存温度主要有三个节点——-80℃、-140℃及-196℃。

  在-80℃,样本内的生化反应显著减弱,可短期保持细胞活性和组织微观结构。-196℃是液氮的温度,也是常规方法所能实现的最低温度。在这个温度下,样本内的各种生化反应基本停止,可以长期保存,但此种方式成本略高,且液氮挥发、飞溅容易对工作人员安全造成威胁。

  -140℃则是非常理想的温度,是通常认为的细菌和细胞的活性临界温度。样本在这一低温范围内,生物学活动极大降低,可中长期保持细胞、组织内大分子和组织微观结构的稳定性。

  不仅要超低温,还要温度恒定、均匀,要环保,如果可能,成本自然也是低了好——这就是生物样本保存的苛刻要求。现在,这个领域有了一个稳定、高效、环保、节能的新能手——海尔生物“深蓝”,世界首款-150℃物联碳氢深低温冰箱。近日,60台“深蓝”下线交单海外市场,用于生物样本库的建设。

  海尔生物-150℃物联碳氢深低温冰箱“深蓝”下线。

  生物样本保存:世界难题

  近年来,生命科学基础研究加速发展,颠覆性技术不断涌现,并向医学、农业、工业等领域渗透,在解决人类发展面临的健康、环境、资源等问题的过程中展现出广阔前景。

  但对科研院所、实验室、生物样本库、生物制药公司等而言,保存生物样本一直是世界级的难题集合体。

  难题一,技术要求太苛刻。首先,不同于家庭、工业等应用场景,生命科学研究的储品大部分价值较高,而且部分储品具有稀缺性乃至唯一性,损坏不可补救,尤其是治疗类、检测类的储品,如果存储不当,损坏后使用可能造成严重后果。其次,要在长时间存储中保持生物分子及细胞活性,需要环境温度尽可能低,降低样本内的生化反应,提高各种成分的稳定性。最后,生物样本对温度的波动很敏感,要求环境保持长时间的温度均匀、恒定。

  从设备应用看,实现-80℃保存,主要使用超低温冰箱;实现-140℃保存,主要使用深冷冰箱或液氮气相箱(罐);实现-196℃保存,主要使用液氮罐或箱。

  从操作成本、简便性及储存量等方面考虑,-80℃保存有优势。但对于不同的生物大分子活性,-80℃下能保持多久尚在研究之中。所以,选择更低的-140℃储存是比较保险的方式。

  难题二,液氮存储成本高。为了实现-140℃储存,一些机构采用液氮气相箱(罐)保存生物样本,这一方法高效、保存期长,但是液氮存储需要特殊容器,购买容器和存储液氮的成本都很高,也要消耗大量电力,增加了样本存储成本。同时,液氮属于损耗品,隔一段时间就需要购买液氮补充,且需要专业人员定期维护。

  难题三,深冷冰箱短板多。考虑到液氮存储的诸多难题,很多机构选择了插电即用的深冷冰箱,但电制冷开启容器取放样本时,容易造成温度较大范围波动。

  更重要的是,由于普遍采用含氟制冷剂,深冷冰箱面临着越来越强的环保约束。当含氟制冷剂逐渐退出历史舞台,面对生物样本库、高等级实验室等对深冷冰箱的刚性需求,如何攻克制冷系统选型配合、制冷剂配比等技术难题,提供环保、高效的深冷冰箱?

  海尔碳氢冰箱:创新突破

  “自主研发碳氢深冷技术,完全绿色环保制冷,GWP(全球变暖潜能值)接近于0。”对于“深蓝”这个“世界第一”的含金量,海尔生物相关负责人如是介绍,“这不仅是海尔生物在深低温制冷领域的科创突破,也是‘双碳’战略下中国制冷行业的创新实践。”

  从2019年立项到2022年批量下线交单,在“深蓝”研发中,海尔生物依托在超低温制冷领域积累的研发优势,聚焦制冷系统设计、混合制冷剂匹配、低温换热、温度保持等核心技术。其中,制冷系统设计、混合制冷剂匹配决定了冰箱能否高效制冷至指定温度区间,能否长期稳定运行,能否具有良好的节能性,制冷剂对冰箱的环保性能则具有决定性影响;低温换热技术决定了制冷效率与温度均匀性、稳定性;恒温保持技术则决定了冰箱应对间歇电力供应、无电力供应场景的存储能力。

  “三年不鸣,一鸣惊人!”“深蓝”既环保节能,又稳定高效。在安全运行方面,使用自调节压力控制系统,保障制冷系统内部稳定的压力环境,冰箱报警可通过手机端物联APP实时传输,保障样本安全预警。在稳定运行方面,借助全新一代碳氢制冷剂匹配双机四级复叠制冷系统,“深蓝”可适用10℃—32℃宽环温应用环境,且箱内波动更小。

  尤为特别的是制冷剂的应用,在深低温存储领域,这是平衡生产成本与产品效能的关键。海尔生物从碳氢制冷剂和变频压缩技术构建的超低温制冷系统入手,持续推进研发。“深蓝”以自主研发的碳氢制冷技术为内核,采用全新一代不含氟、对臭氧层无破坏、温室效应影响极低的碳氢制冷剂,搭配双机四级复叠制冷系统及物联网技术,有力提高了制冷剂单位容积制冷能力。

  “除了创造碳氢制冷领域的温控纪录,趋于‘零碳’,‘深蓝’相对于传统产品省电达30%,对一次性运行上百台实验设备的生物样本库用户而言,可以大幅节省用电成本。而且噪音低至55分贝,便于实验室放置使用。”海尔生物相关负责人道出了“深蓝”的“贴心”之处。



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