新一代病毒样本自动化存储系统，助力生物安全攻坚战

2021.3.08

王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

新冠肺炎战役打响，生物安全重中之重

把生物安全纳入国家安全体系，全面提高国家生物安全治理能力，加强对病毒的管理，确保生物安全，在新冠肺炎战役面前，正日趋重要。

根据《新型冠状病毒感染的肺炎实验室检测技术指南(第三版) 》采集标本种类包括咽拭子、鼻咽抽取物、呼吸道抽取物、支气管灌洗液、活检标本、血液、血清、粪便等。要求所有标本应放在大小适合的带螺旋盖内有垫圈、耐冷冻的样本采集管里，拧紧。24小时内无法检测的标本则应置于-70℃或以下保存。为保证样本稳定性，标本转运期间应避免反复冻融。

当前，各地医院、科研机构、大型药企相继采集、保存了一定数量的病毒标本，为更便于研制新冠疫苗并进行后续回顾性调查研究，各单位及各地疾控中心将相继建立新型冠状病毒样品资源库。病毒样品是国家宝贵资源，如何在当前防治传染性新型冠状病毒肺炎的过程中，安全、快速、集中处理和保存，不仅是为此次疫情防控做好“后勤保障”，更是为后续生物安全的落实提供平台保障。

细数病毒样本存储的苦恼

1. 样本安全层级管理问题

国家根据病原微生物的传染性、感染后对个体或者群体的危害程度，将病原微生物分为4类。如何确保高风险样本的逐层授权管理，加强工作人员的风险级别意识，提高样本使用安全性，至关重要。

2. 难以实现样本100%追踪

科研院所存在规律性的人员更替现象，样本丢失时有发生；手工贴标签因标签脱落经常造成信息丢失；Excel表记录等样本追踪方式，难以确保长时间准确掌握样本的使用及库存情况。这些都将影响对样本的追踪，使宝贵的病毒样本失去使用价值。

3. 无法保证病原微生物样本活性

由于病原微生物样本的特殊性，1-2次的反复冻融就会造成其活性的改变和下降。在冰箱中进行多个样本挑选时，需要大量时间，且开关门会造成冷藏环境温差，其他非相关样本也将发生反复冻融。此外，反复取样造成冰霜不断聚集，继而增加取样难度，导致反复冻融加重，不断影响样本的质量。

量身定制的病毒样本自动化存储系统arktic

为解决这些问题，来自英国SPT Labtech（前身为TTP Labtech）的-80℃气动式自动化生物样本库arktic，高度契合病毒样本存储需求，实现了全流程自动化样本存储方案，是新一代应用于病原微生物实验室及其它生物样本存储实验室的利器。

落户于上海巴斯德所的arktic

上海巴斯德所是由中国科学院、上海市和法国巴斯德研究所合作建立的研究机构。致力揭示重大传染病病原体持续感染致病机制、免疫保护机制与免疫病理机制，突破免疫治疗的共性技术瓶颈问题，形成重大传染病的诊断、预防、治疗解决方案。

arktic:带领病毒样本走入自动存储新纪元

arktic专为样本自动化存储的需求而设计，其气动传输技术实现了更精准的定位，针对珍贵生物样本，以压缩空气作为动力在密闭的管道中快速传送样本管，通过二维条码扫描精准定位，实现高效、自动化传输。arktic可以根据用户指令，对样本管进行自动存储和挑取，无需人工干预，所有样本存取信息可追溯。

arktic（-80℃）内部结构示意图

1.安全：无可比拟的样本安全性
arktic应用最先进的气动传输技术，将样本存储在特制金属管中，金属管相互隔绝，减少样本污染风险，同时在-80℃冷藏区内部没有任何机械部件，避免了冷藏区内出现机械故障，这既有利于仪器稳定运行，也避免了因故障维护所产生的样本质量问题。

2.快速：最迅速的单个样本挑取(Cherry-Pick)
保证样本质量最关键的因素是低温区域的温度恒定。取样时温度变化对样本造成的反复冻融是生物样本存储中最有挑战性的环节。因此全自动样本存取的“Cherry-Pick”（只有要的那一个样本才被取出-80℃区域）是解决这一挑战的关键技术手段。arktic真正实现了“Cherry-Pick”，挑取速度最快可达15秒/管，克服了人工操作通量的局限性，满足频繁的样本存取需求。

3.准确：二维条码扫描精准定位，实现高效传输
根据样本管底部二维条码进行出入库记录追踪，可实时对样本进行信息溯源，无需人工干预，避免因人工取样错误导致实验结果误判，尤其对传染类病毒样本的存取意义重大。二维条码管理系统还实现了授权管理，从而支持了样本资源共享和医院、科研机构等单位的隐私管理等多项实际使用要求。

4.灵活：搭配样本远程传输终端，扩容灵活
可配备样本远程传输终端，实现样本在实验室与arktic中自动传输，减少操作人员与样本频繁接触机会，降低病毒样本感染风险。同时通过气动连接，多台arktic可轻松进行模块化组合，并安放在不同区域，大大增加了扩容灵活性。