Lagerung von Bioproben
Ein Kernelement moderner Studienzentren ist das Bioprobenlager. Biologische Proben, die im Rahmen der Studien des Max Rubner-Instituts gewonnen werden, wie etwa Blut-, Urin- oder Stuhlproben, müssen nach ihrer Aufarbeitung im Labor unter streng kontrollierten Bedingungen bei tiefen Temperaturen eingelagert werden. So können Proben vor Qualitätsverlusten oder Verderb geschützt werden. Manche Proben müssen zum Beispiel für Langzeit-Nachbeobachtungen oder Vergleichsuntersuchungen über Jahre oder Jahrzehnte gelagert werden.
Am Max Rubner-Institut (MRI) werden biologische Proben aus den Humanstudien je nach geplantem Analysenzweck bei unterschiedlichen Temperaturen gelagert:
- Mit Strom betriebene Labor-Tiefkühlschränke konservieren Proben bei -20 °C.
- Sogenannte Ultratiefkühlschränke (oder „ULT-Freezer“) können Proben sogar bei bis zu -80 °C lagern.
- Für die Langzeitlagerung über Jahre oder Jahrzehnte, existiert am MRI zudem ein Kryolager. Dort befinden sich spezielle Behälter, sogenannte Kryotanks, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden und eine Lagertemperatur von -196 °C ermöglichen.
Kryotanks sind stark isolierte Edelstahlbehälter, die einige Zentimeter hoch mit verflüssigtem Stickstoff befüllt werden. Dieser verdampft stetig und kühlt dadurch die über der Flüssigkeit befindliche Gasphase, in der die biologischen Proben in geeigneten Behältnissen lagern, auf -196 °C ab. Die Vorteile der Lagerung über flüssigem Stickstoff liegen neben der extrem kalten Lagertemperatur in der Lagerung bei konstanten Temperaturen. Zudem sind Kryotanks weniger störungsanfällig als andere Kühllager und halten die Zieltemperatur auch bei einem Stromausfall zum Teil noch über mehrere Tage aufrecht.
Bei dieser Tiefkaltlagerung von Proben sind Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz des Personals erforderlich: Um Kälteverbrennungen zu verhindern, muss spezielle Schutzausrüstung getragen werden. Außerdem besteht das Risiko, dass durch den ständig verdampfenden Stickstoff der Sauerstoffgehalt in der Atemluft gefährlich absinken kann. Deshalb ist für den sicheren Betrieb des MRI-Kryolagers eine Sauerstoff-Überwachungsanlage installiert, die permanent den Sauerstoffgehalt in der Atemluft misst.
Neue Studienproben, die im Kryolager eingelagert werden sollen, werden in Gefäße gefüllt, die einen 2D-Code und/oder einen Barcode tragen, und anhand dieser Codes in einer Datenbank registriert. So kann die genaue Lagerposition zusammen mit wichtigen Informationen über die Proben gespeichert und jederzeit nachvollzogen werden. Das Kryolager hat bei Vollauslastung eine Kapazität für mehr als 650.000 Einzelproben. Diese Ausstattung gewährleistet die qualitätsgesicherte Lagerung der wertvollen biologischen Proben und ist ein entscheidender Baustein für die moderne bioprobenbasierte Ernährungsforschung.
