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上海富衡 | 实验室内断电,如何最大限度将试剂和细胞保存下来


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实验室内断电后,需根据样本类型(细胞/试剂)的低温敏感性、是否有备用设备及断电持续时间,分优先级采取 “保温-转移- 应急处理” 措施,核心是延缓低温样本升温、避免常温样本变质。



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快速评估与基础防护(30分钟内)



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断电后首要任务是 “减少热量入侵”,为后续处理争取时间,需立即完成以下操作:

1、关闭所有设备门,禁止反复开关

  • 低温设备(-80℃冰箱、液氮罐、4℃冰箱、超低温冰柜):门体密封是保温关键,每开关1次,-80℃冰箱温度上升5-10℃,4℃冰箱温度上升2-3℃,仅在“转移关键样本” 时快速开门 1 次(单次≤30秒)。

  • 常温设备(培养箱、离心机):若培养箱内有正在培养的细胞(如37℃贴壁细胞),先关闭箱门,利用箱体保温维持温度(无加热时,37℃培养箱温度降至室温约需2-4小时)。


2、切断非必要设备电源

如移液器、涡旋仪、电脑等,避免来电时电压波动损坏设备,同时优先保障备用电源(若有)供给关键低温设备(如液氮罐自动补液装置)。


3、记录关键信息

写下断电时间、各设备内样本类型(如-80℃冰箱:细胞株、PCR酶;4℃冰箱:抗体、培养基),便于后续判断样本状态。


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分 “低温样本” 优先级保护



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低温样本(-80℃/-196℃储存)对温度波动最敏感,细胞>酶类/抗体>核酸/缓冲液,需按“珍贵性+敏感性”排序处理:


1. 超低温储存样本(-80℃冰箱 / 液氮罐):核心是 “维持极低温”

(1)若有备用低温设备(优先选择)

  • 液氮罐优先转移珍贵细胞

    若实验室有备用液氮罐或可联系附近实验室借用,优先转移-80℃冰箱内的冻存细胞(尤其是稀缺株、传代少的细胞) 和液氮罐内的悬浮细胞/胚胎:

    1、用预冷的冻存盒+密封袋(提前放入-80℃预冷)装取冻存管,转移时避免冻存管直接接触空气(防止结霜融化),放入备用液氮罐后确保完全浸没在液氮中(液面需覆盖冻存管)。

    2、若用干冰转移:干冰需包裹在保温箱内(避免升华过快),冻存管与干冰之间用纸巾隔开(防止温度过低导致管体破裂),干冰量需满足“转移途中每小时消耗100g”(如转移1小时需准备200g干冰,留有余量)。

  • 备用-80℃冰箱转移敏感试剂

    酶类(如Taq酶、逆转录酶)、单克隆抗体、病毒液等,若有备用-80℃冰箱,断电后1-2小时内(此时原冰箱温度通常仍在-40℃以下)快速转移,放入冰箱最底层(冷空气密度大,底层温度比上层低5-8℃)。


(2)无备用设备:强化原位保温,延长低温时间

· -80℃冰箱:外部保温 + 内部补冷

  1. 外部:用厚棉被、泡沫板或保温毯包裹冰箱侧壁、顶部和门缝(重点密封门缝,避免漏冷),可延缓温度上升速度 30%-50%;

  2. 内部:若实验室有储备干冰,用绝缘容器(如泡沫盒)装干冰(500-1000g),缓慢放入冰箱角落(避免直接接触样本,防止冻存管破裂),可将 - 40℃以下低温状态延长 4-6 小时;若有瓶装液氮(少量),同样用绝缘容器装后放入,效果优于干冰(但需注意液氮挥发产生的压力,不可密封容器)。

  3. 样本位置:将细胞冻存盒、敏感试剂移至冰箱最内侧 + 最底层,远离门体和侧壁(门体附近温度上升最快)。

·液氮罐:减少开盖 + 监测液位

手动液氮罐断电后(无自动补液),只要不频繁开盖,液氮挥发速度极慢(满罐液氮可维持 3-7 天),需每天观察液位计(若有),若液位低于冻存管高度,及时补充液氮(联系供应商或转移样本)。


(3)超低温样本保存极限(无备用设备)

样本类型

无保温措

(-80℃冰箱)

加棉被+干冰

(-80℃冰箱)

液氮罐(满液)
冻存细胞
3-5小时(-40℃以下)
8-12小时(-40℃以下)
3-7 天
酶类/单克隆抗体
5-8小时(-20℃以下)
12-15小时(-20℃以下)
>7 天
核酸(DNA/RNA)
8-12 小时(-20℃以下)
18-24 小时(-20℃以下)
>7 天

关键提醒:若-80℃冰箱内温度升至-20℃以上(可通过外部温度计或触摸样本判断:冻存管变软、有融化痕迹),细胞需立即复苏(不可再冻存),酶类/抗体解冻后需转移至4℃冰箱(短期1-2天)并检测活性,核酸解冻后4℃可保存1周(RNA需加RNase抑制剂)。


2、4℃冰箱储存样本:避免升温变质,短期可室温过渡

4℃冰箱内样本(如液体培养基、抗体、缓冲液、细菌培养物)对温度敏感性低于超低温样本,处理核心是 “延缓升温至室温”:

  • 优先转移:易变质样本

    细菌 / 酵母液体培养物(室温下易过度繁殖)、酶标抗体(室温易失活)、解冻后的血清(室温易析出沉淀),若有备用4℃冰箱(如实验室小型冷藏柜),立即转移;若无,可放入装满冰袋的保温箱(冰袋提前冷冻,样本用密封袋包裹,避免受潮),4℃状态可维持6-12小时。

  • 次优先:稳定样本

    未开封的培养基、PBS缓冲液、固定液(如4%多聚甲醛),室温下可短期放置(25℃室温下可维持8-12小时不变质),无需紧急转移,但若断电超过12小时,需检测pH值(培养基)或澄清度(缓冲液),无异常可继续使用。

  • 禁止操作:避免反复冻融

    4℃保存的样本若已完全升温至室温(手感与室温一致),不可再放回4℃冰箱(除非说明书允许),需尽快使用(如培养基24小时内用完,抗体48小时内用完)。


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3、37℃培养箱内细胞:维持恒温,短期保温+应急处理

培养箱内的活细胞(如贴壁细胞、悬浮细胞)依赖37℃+5%CO₂环境,断电后需分情况处理:

  • 断电1-2小时内:关闭培养箱门,利用箱体保温(培养箱内温度从37℃降至30℃约需2-3小时),无需操作,来电后立即开启加热和CO₂,待温度稳定后观察细胞形态(若贴壁细胞未脱落,可正常培养)。

  • 断电2-4小时:若温度降至25℃以下,需用保温毯包裹培养箱(或在培养箱内放入预热至37℃的温水袋,用隔板与细胞培养皿隔开,避免污染),延缓温度下降。

  • 断电超过4小时:贴壁细胞可能脱落、悬浮细胞可能聚团,来电后观察细胞存活率(用台盼蓝染色),若存活率低于50%,需重新复苏细胞;若有备用培养箱(如附近实验室),断电后2小时内转移细胞(用密封袋包裹培养皿,避免污染)。


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断电恢复后的 “关键检查”



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来电后不要立即操作所有设备,需按 “优先级” 检查,确保样本安全:

1、超低温设备(-80℃冰箱/液氮罐)

  • 等待-80℃冰箱温度降至-60℃以下(通常需4-6小时,通过外部显示屏观察),再快速开门检查样本:

    1、冻存细胞:若冻存管完全结冰(无融化痕迹),可继续保存;若部分融化(管壁有水珠),立即复苏,复苏后用台盼蓝检测存活率(存活率>70%可传代,<50%需丢弃)。

    2、试剂:酶类 / 抗体若未完全解冻,可继续保存;若已解冻,需做活性验证(如 PCR 酶检测扩增效率,抗体检测 Western blot 条带)。

  • 液氮罐:检查液位,补充液氮至正常高度,确保所有冻存管完全浸没。

2、4℃冰箱

来电后 1 小时(温度降至 4℃)检查样本:

  • 培养基:观察是否浑浊、有无沉淀,检测pH值(正常为7.2-7.4),无异常可使用;

  • 抗体/酶:若未升温至室温,可继续保存;若已升温,短期4℃存放并尽快使用。

3、培养箱

待温度升至 37℃、CO₂浓度稳定在 5% 后,观察细胞:

  • 贴壁细胞:若未脱落、形态正常(如HEK293细胞呈梭形,无皱缩),更换新鲜培养基继续培养;

  • 悬浮细胞:若未聚团、存活率正常,离心换液后培养。


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日常预防



1、设备层面

  • 关键低温设备(-80℃冰箱、液氮罐)配备断电报警器(连接实验室总电源,断电后立即发出声光提醒,避免延误处理);

  • 给4℃冰箱、培养箱配备备用蓄电池(小型,可维持设备运行2-4小时),或准备足量冰袋、保温箱(提前冷冻冰袋,存放于实验室备用)。


2、样本层面

  • 对-80℃冰箱内样本做分级标注(如用红色标签标注“P1-珍贵细胞”,蓝色标注“P2-酶类”,黑色标注“P3-缓冲液”),断电后可快速定位关键样本;

  • 冻存细胞时,每株细胞至少保存2份(分别放入2个-80℃冰箱或1个-80℃冰箱+1个液氮罐)。


3、流程层面

  • 制定《实验室断电应急方案》并定期演练(如每季度模拟断电,测试保温措施效果);

  • 留存附近实验室(有低温设备)的联系方式,便于紧急借用。




通过以上步骤,可最大限度降低断电对试剂和细胞的影响,核心逻辑是 “优先保护敏感/珍贵样本,利用保温措施延缓升温,来电后及时验证样本状态”,避免因操作不当导致样本报废。


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