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。
(新闻稿 2022-04-06)
