Eine wachsende Zahl führender Forschungseinrichtungen hat erfolgreich die Sollwerte ihrer Ultra-Tieftemperatur-Gefrierschränke (ULT) von -80°C auf -70°C angepasst. Diese Liste umfasst namhafte akademische, staatliche und kommerzielle Organisationen wie die University of Colorado-Boulder, UC Davis, Harvard, Dartmouth, UC Santa Barbara, AstraZeneca, Charles River Labs, Genentech, das CDC, das Imperial College London und die National University of Ireland Galway.
Die Umstellung auf einen Sollwert von -70°C ist nicht nur ein Trend, sondern eine Rückkehr zu einer wissenschaftlich fundierten Praxis. Sie ermöglicht es Laboren, erhebliche Energieeinsparungen zu erzielen und die Lebensdauer der Geräte zu verlängern, ohne die Probensicherheit zu beeinträchtigen, vorausgesetzt, der Gefrierschrank ist ausreichend gefüllt.
Die Begründung für die Umstellung auf -70°C
Der Schritt zu einer wärmeren, aber immer noch ultra-niedrigen Temperatur wird durch klare betriebliche und finanzielle Vorteile angetrieben und stellt einen lange gehegten, aber wissenschaftlich nicht untermauerten Standard in Frage.
Der Mythos des -80°C-Standards
Die Einstellung auf -80°C wurde nicht auf der Grundlage eines nachgewiesenen wissenschaftlichen Bedarfs für die überwiegende Mehrheit biologischer Proben festgelegt.
Ursprüngliche ULT-Gefrierschränke wurden für -70°C entwickelt. Es wird allgemein angenommen, dass die Umstellung auf -80°C eine Marketingstrategie der Hersteller war, um ihre Produkte zu differenzieren, anstatt eine Entscheidung auf der Grundlage einer verbesserten Probenkonservierung.
Erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen
Die Anpassung eines ULT-Gefrierschranks von -80°C auf -70°C kann den Energieverbrauch um etwa 30 % senken.
Diese einfache Änderung führt direkt zu niedrigeren Stromrechnungen und einem reduzierten CO2-Fußabdruck für die Einrichtung und bringt Forschungsabläufe mit Nachhaltigkeitszielen in Einklang.
Verlängerung der Lebensdauer des Gefrierschranks
Die Aufrechterhaltung einer Temperatur von -80°C belastet die Kompressoren eines Gefrierschranks stark, was zu häufigeren Ausfällen führt.
Durch die Einstellung auf -70°C muss das System weniger hart arbeiten. Dies verlängert die Lebensdauer des Gefrierschranks, was zu weniger Ausfallzeiten des Geräts, geringeren Wartungskosten und einem geringeren Risiko eines katastrophalen Ausfalls führt, der jahrelange Forschung gefährden könnte.
Abwägungen und Best Practices verstehen
Obwohl die Vorteile klar sind, erfordert ein erfolgreicher Übergang zu -70°C das Verständnis eines kritischen Faktors: der thermischen Masse.
Die Bedeutung der Gefrierschrankdichte
Die Fähigkeit eines ULT-Gefrierschranks, eine stabile Temperatur aufrechtzuerhalten, wenn die Tür geöffnet wird, hängt von seiner thermischen Masse ab – der Gesamtmasse des gefrorenen Materials im Inneren.
Ein teilweise leerer Gefrierschrank hat eine geringe thermische Masse. Beim Öffnen kann das Einströmen warmer Umgebungsluft zu erheblichen Temperaturschwankungen führen, die für empfindliche Proben schädlich sein können.
Das Risiko von unterausgelasteten Gefrierschränken
Die Anhebung des Sollwerts auf -70°C bei einem spärlich gefüllten Gefrierschrank wird nicht empfohlen. Das Potenzial für größere Temperaturschwankungen überwiegt die Vorteile der Energieeinsparung.
Ihr Hauptziel muss immer der Schutz und die Integrität Ihrer gelagerten Proben sein.
Die Lösung: Zusammenarbeit und Teilen
Wenn Ihr Gefrierschrank nicht voll ist, besteht die beste Vorgehensweise darin, Gefrierraum mit einem anderen Labor zu konsolidieren und zu teilen.
Indem Sie sicherstellen, dass der Gefrierschrank gut gefüllt ist, erhöhen Sie seine thermische Masse, was einen entscheidenden Puffer gegen Temperaturschwankungen bietet. Dies ermöglicht es Ihnen, den Sollwert sicher anzupassen und die Vorteile des „Hochkühlens“ zu nutzen.
Die richtige Wahl für Ihr Labor treffen
Befolgen Sie diese Richtlinien, um eine fundierte, evidenzbasierte Entscheidung über die Einstellungen Ihres ULT-Gefrierschranks zu treffen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Nachhaltigkeit und Kostensenkung liegt: Die Umstellung eines gut gefüllten Gefrierschranks auf -70°C ist eine der wirkungsvollsten Maßnahmen, die Sie ergreifen können, und bietet sofortige Energieeinsparungen von 30 %.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Maximierung der Probensicherheit liegt: Überprüfen Sie vor jeder Änderung den Bestand Ihres Gefrierschranks, um sicherzustellen, dass er ausreichend gefüllt ist, um die thermische Stabilität aufrechtzuerhalten.
- Wenn Ihr Gefrierschrank derzeit unterausgelastet ist: Priorisieren Sie die Zusammenarbeit mit benachbarten Laboren, um den Inhalt zu konsolidieren, bevor Sie den Temperatureinstellpunkt anpassen.
Indem Sie die Prinzipien der thermischen Masse verstehen, können Sie diese bewährte Methode zuversichtlich übernehmen und sowohl Ihrer Forschung als auch den Ressourcen Ihrer Einrichtung zugutekommen.
Zusammenfassungstabelle:
| Institutionstyp | Beispiele | Realisierter Hauptvorteil |
|---|---|---|
| Akademisch | University of Colorado-Boulder, Harvard, Imperial College London | Erhebliche Kosteneinsparungen & Nachhaltigkeitsgewinne |
| Staatlich | CDC, National University of Ireland Galway | Reduzierte Betriebskosten und CO2-Fußabdruck |
| Kommerziell | AstraZeneca, Genentech, Charles River Labs | Verlängerte Lebensdauer der Geräte und geringere Wartung |
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