凍結保存サンプルの回復のための日曜大工のデバイスが誤って低温貯蔵タンクに落とし
2012年5月11日
ここでは、液体窒素を充填したデュワータンクからサンプル取得のための低コスト、耐久性のあるcryotolerantデバイスを提示します。装置の構成とモジュール設計のしやすさ、安全かつ容易に極低温タンクからのサンプル取得のプロセスになります。
この手順の目標は、構築が容易なデバイスを使用して、液体窒素で満たされたデュオタンクからクライオボックスやクライオバイアル内のサンプルを簡単に取り出すことです。これは、最初に1つまたは2つの冷凍庫ラックをドーアーから取り外して、操作用のスペースを確保し、デバイスをドーアーに垂直に挿入することによって達成されます。2番目のステップは、デバイスで実行者の底に沿ってそっとこすることです。
次に、doerの壁に沿ってデバイスを直立させて、冷凍庫ボックスをタンクからすくい取るには、最後のステップは、doerの底から取り出したボックスをつかみ、取り外した冷凍ラックを交換することです。デカンテーション、液体窒素でいっぱいのバーなどの既存の方法に対するこの技術の主な利点は、サンプルの完全性を維持し、単一のオペレーターで実行できる、簡単で安全かつ迅速な代替手段を提供することです。クライオ耐性デバイスの組み立てを開始するには、ペンチを使用して3面のストロングタイの片側をまっすぐにし、LHAストロングタイを作成します。
ここに見られるように、強いネクタイの寸法は、実行者の首の直径に応じて選択できます。デバイスが5インチ半×5インチ半のクライオボックスを回収できるように、このような強力なタイを2つ作る必要があります。これらをクラウンボルト、ナットワッシャー、ネジを使用して強力なタイTSTストラップで固定し、クライオスコップのベースを形成します。
デバイスが次のように表示されます。次に、スロットプレートを使用して、ストロングタイティーストラップのスロットをスロットプレートの一方の端のスロットに合わせます。次に、ヒルマンナットとボルトで2つを固定します。
スロットプレートと強力なタイに事前に穴が開けられていない場合は、取り付け用の穴を開けます。必要に応じて、スロット付きプレートのもう一方の端を曲げてフォームで包むことにより、ハンドルを形成できます。デバイスをよりよくつかむために、ウォータークラの前に必ず泡を取り除いてください。
クライオ耐性DIY回収装置は、クライオバイアルの回収にも適合させることができます。これには、フラットベースを、液体からバイアルをすくい出すために変更されたステンレス鋼のストレーナーに置き換えることが含まれます。組み立てを開始するには、まずクラウンナットとボルトを緩め、ストロングタイヤティーストラップをスロットプレートに取り付けます。
次に、ステンレス製のストレーナーをスロット付きプレートに取り付ける前に、ペンチを使用してストレーナーのネックをそっと曲げ、ベースを取鍋に似た角度に向けます。使用するストレーナーにリップが付属している場合は、ペンチを使用してリップを下に曲げます。これにより、デバイスでの操作が容易になります。
ストレーナのハンドルの穴をスロットプレートの穴に合わせ、ヒルマンナットとボルトを使用してストレーナを固定します。ストレーナに事前に穴が開けられていない場合は、穴を開けます。実行者からクライオボックスの回収を開始するには、まず極低温手袋を着用してください。
次に、1つまたは2つのフリーザーラックをドーアーから取り外して、デバイスで操作するためのスペースを確保します。次に、強力なタイトラベースが取り付けられた直立したクライオ耐性DIY検索装置を使用して、ドーアーの底に沿ってそっとこすり落とし、ボックスを収集し、ドーアータンクの底に落ちます。次に、デバイスをドーアーの壁に沿って直立させて、フリーザーボックスをタンクからすくい取ります。
ボックスが実行者に滑り戻らないように、デバイスを垂直に保持し、まっすぐ引き上げる必要があることに注意してください。クライオバイアルを回収するには、ストレーナーが取り付けられたクライオスクープを使用して、クライオボックスの回収と同様にドーアーの底を優しくこすり落とし、デバイスを直立させてストレーナに集めたバイアルをつかみます。遺伝子発現研究における大きな課題は、RNAの品質が凍結組織サンプルと抽出されたRNAの両方の保存条件に依存することです。
この図は、同じ組織源からのトータルRNAの完全性に対するサンプルハンドリングの影響を示しており、実験前に異なるサンプルハンドリングを行った全RNAは、そのままでトータル、RNA調製率は明確な28秒および18秒のリボソーム、28秒のリボソームRNAバンドを持つRNAバンドを示し、18秒のリボソームRNAバンドの約2倍の強度を示しています。これは、RNAが無傷であることを示しています。レーン3と4は、実行者からの短期的な回収による部分的な凍結の繰り返しによる大幅な劣化を伴うサンプルを示しており、したがって、箱に落ちたバイアルの回収の必要性による定期的なデカンテーションによる長期保存をモデル化しています。
ただし、DIYデバイスを使用してdoerサービスに保存されたサンプルは、部分的な凍結にはレーン2に無傷のRNAが含まれています。このビデオを見れば、液体窒素充填dvarからデカントせずにサンプルを回収する方法を十分に理解できるはずです。
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概要
本記事では、液体窒素を満たしたデュワー瓶からサンプルを安全かつ容易に回収するために設計された、低コストで耐久性のある耐低温デバイスを紹介します。モジュール設計により、製作工程が簡素化され、サンプルの取り扱いにおけるユーザーの安全性が向上しています。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- バイオテクノロジー
- 凍結保存
背景
- 極低温タンクからのサンプルの回収は、困難であり危険を伴う場合があります。
- 既存の手法では、サンプルの完全性が損なわれる可能性があります。
- より安全で効率的な回収技術が必要とされています。
- 提案するデバイスは、これらの課題の解決を目的としています。
研究の目的
- 液体窒素タンクからのサンプル回収を簡便にするデバイスを開発すること。
- 回収プロセスにおいてサンプルの完全性を確保すること。
- 効率向上のため、1人での操作を可能にすること。
使用された手法
- 操作性を確保するため、デュワータンクからフリーザーラックを取り出す。
- デバイスをタンク内に垂直に挿入する。
- サンプルの収集のため、タンクの底に沿ってゆっくりと掻き出す。
- サンプルを回収するため、タンクの壁に沿ってデバイスを垂直に引き上げる。
主な結果
- 本装置は、従来の方法に代わる迅速かつ安全な代替手段を提供します。
- 回収プロセスにおいてサンプルの完全性が維持されます。
- 単独操作での機能性により、ユーザビリティが向上しています。
- 装置の構成は単純であり、費用対効果に優れています。
結論
- この耐低温デバイスにより、極低温タンクからのサンプル回収が大幅に改善されます。
- 凍結保存サンプルを扱う研究者にとって、実用的なソリューションを提供します。
- 今後の応用により、さまざまな研究環境への展開が期待されます。
よくある質問
産業界における重要性
凍結保存された生物学的サンプルの確実な回収は、サンプルの完全性を維持し、バイオ医薬品の研究開発ワークフローにおける継続性を確保するために不可欠です。極低温保存タンク内へのバイアルやボックスの誤落下は、価値の高い資産を損ない、創薬やトランスレーショナルリサーチのプログラムを妨げる可能性があります。安全かつ迅速で標準化された回収ソリューションを導入することは、運用のレジリエンスとポートフォリオのリスク管理を直接的にサポートすることに繋がります。
バイオファーマ研究開発における戦略的活用
初期発見およびターゲットバリデーション
- ターゲット検証研究に不可欠な一次サンプルの完全性を維持します。
- メカニズム解析やパスウェイ解析を妨げる可能性のあるサンプルの分解リスクを低減します。
- 仮説駆動型研究に向けた、アーカイブ済みバイオスペシメンへの再現性のあるアクセスを支援します。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- アッセイの校正およびバリデーションに向けた、リファレンス資料の一貫した回収を可能にします。
- アッセイの再現性および定量的出力に影響を及ぼす可能性のある凍結融解サイクルを最小限に抑えます。
- ダウンストリームのスクリーニングワークフローに向けた、生物学的系の信頼性の高い調製を容易にします。
トランスレーショナル・前臨床研究
- バイオマーカー研究および前臨床モデル開発において、サンプルの品質を維持します。
- 探索段階からトランスレーショナル段階にかけて、バイオスペシメンリソースの継続性を確保します。
- 長期的なバイオバンキングおよびサンプル管理における運用リスクを低減します。
パイプラインおよびワークフローの統合
本デバイスは、バイオバンク、サンプル管理、および分析前段階におけるバイオファーマ・パイプラインに統合され、初期探索から前臨床研究に至るワークフローをサポートします。
- 探索生物学：サンプルの回収時に完全性を維持することで、信頼性の高い仮説検証を可能にします。
- スクリーニング：繰り返しのデカンテーションや外部への曝露によるサンプルの分解を防ぎ、アッセイの準備状態を維持します。
- 分析学：RNAまたはタンパク質の分解を最小限に抑えることで、定量測定の忠実性を保持します。
- トランスレーショナルリサーチ：バイオマーカーの連続性と、前臨床サンプルの品質要件に適合します。
- 企業内での再利用：さまざまなプログラムにわたる継続的なサンプル管理に利用可能な、再利用可能で適応性の高いツールを提供します。
運用および企業への影響
- 科学的価値： 下流分析に向けてサンプルの品質を維持することで、予測の信頼性を向上させます。
- 運用の価値： 回収作業を標準化し、安全上のリスクを軽減し、単独オペレーターによるワークフローを可能にします。
- 戦略的価値： サンプルの完全性が損なわれていないことを保証することで、Go/No-Go判断の信頼性を向上させます。
- ポートフォリオへの影響： サンプルの紛失や劣化のリスクを軽減し、リスク調整後の推進決定をサポートします。
実施上の検討事項
- 装置の組み立ておよびタンク寸法への適合に必要な基礎的な技術スキルが求められます。
- 製作にあたり、標準的なラボ用工具および材料へのアクセスが必要です。
- 操作者は適切な極低温用PPE（個人用保護具）を着用し、安全プロトコルに従わなければなりません。
- 必要に応じて、装置を異なるサンプル形式（ボックスまたはバイアル）に適応させることが可能です。
- デュワー瓶内での視認性および操作性において、依然として実用上の制限が生じる場合があります。
