对于低温样品来说，为什么干冰不是一个好的选择？

为了避免变质，低温样品通常储存在温度约为-170°C的液氮或其气相中。在运输过程中，一些科学家将这些样本放在干冰上。然而，研究表明，将低温样品放在干冰上比暴露在室温下更快地升温。

罪魁祸首：对流和传导。

基于真核细胞的治疗剂等低温样品需要在低于水玻璃化转变相阈值（Tg-H2O，约-135°C）的温度下储存。在这些条件下储存可避免生物活性，并最大限度地减少解冻后细胞活力的损失。

• 将真核细胞溶液保存在高于Tg-H2O的温度下会带来严重风险。当封装的肝细胞球体在-80°C下储存时，与在-170°C下存储的相同细胞相比，仅储存一个月后就检测到活细胞数量和细胞功能下降。
• 液氮（LN2）及其气相为此类样品提供了一个安全的环境，将温度保持在-170℃或更低。LN2最早由波兰物理学家于1883年生产，现在被用作许多工业环境中的冷却剂，从计算机到相机，从超导体到真空泵。它在任何涉及低温样品的研究中都是不可或缺的。
  
  生物医学和分子生物学研究中经常使用的一种替代介质是干冰，即二氧化碳的固体形式。这种材料在-78°C下升华，其用途与液氮一样多种多样。许多实验室在运输生物材料的过程中依靠干冰来维持寒冷的环境。然而，在干冰上运输生物样品有一些令人惊讶的重要缺点。研究表明，干冰会导致储存在螺旋盖管中的样品溶液酸化，并可能影响蛋白质的稳定性。
• 与LN2气相运输相比，用干冰运输时，悬浮在10%二甲基亚砜中的人类淋巴细胞解冻后的存活力显著降低。
• 将2ml小瓶的低温样品从液氮环境转移到干冰中，并持续监测温度。这些样品在放入干冰后的15到25秒内达到并超过了水的玻璃化转变温度。
• 令人惊讶的是，这比这些样品暴露在周围环境中的速度快了大约两倍。这怎么可能呢？

解释在于两种物理现象：对流和传导。

首先

干冰的二氧化碳升华产生了一个对流增强的微环境，即分子在气体等流体中的定向运动。就像在对流烤箱中一样，这种效果可以增加热量传递到放置在这种环境中的任何物质。结果是低温样品加速升温至干冰温度（-78°C）。这种升温是实质性的，因为干冰比这些样本的LN2蒸汽储存环境高约90°C。

其次

低温管壁与干冰的直接接触通过分子与低温样品管的直接碰撞增强了传导热传递。5因此，试图通过在短时间内将低温材料放入干冰中来保护其低温材料不受热的研究人员实现了完全相反的结果：更快地升温到Tg-H2O以上的温度。

如何避免这种变暖事件？

易于理解的切勿将低温样品放入温度高于-135°C的环境中。幸运的是，存在能够在这些温度下运输低温样品的解决方案。

Azenta Life Sciences提供经济高效的CryoPod™载体，这是一种便携式LN2蒸汽基轻质设备，可在-150°C或更低温度下可靠地保存样本四个多小时。有了这个装置，科学家们可以有效地避免宝贵的低温样品在处理或运输过程中的热偏移。