Die Probenlagerung ist einer der wichtigsten, aber oft vernachlässigten oder unzureichend dokumentierten Schritte in Experimenten und Publikationen. In den meisten biologischen Experimenten müssen Proben vor der Verwendung, Verarbeitung und Analyse gelagert werden. Die Art der Lagerung kann ihre Stabilität und damit die Reproduzierbarkeit der Daten erheblich beeinflussen.

Beispielsweise müssen Antikörper für Immunfärbungen und Therapien bei -20 °C gelagert und vor Gebrauch nur aufgetaut werden. Mehrfaches Einfrieren und Auftauen wird nicht empfohlen. Bei höheren Temperaturen können die Antikörper instabil werden, denaturieren und ihre Spezifität und Bioaktivität verlieren.

Ein weiteres gutes Beispiel ist das Biobanking, wo Zellen bei -80 °C gelagert werden müssen, um nach dem Auftauen ihre Funktionalität zu erhalten. Werden Zellen bei höheren Temperaturen als den empfohlenen -80 °C gelagert und sinkt die Temperatur während der Kryokonservierung zu langsam, können sich innerhalb und außerhalb der Zellen Eiskristalle bilden, was zu einer geringen Zelllebensfähigkeit nach dem Auftauen führt.

Hier sind einige Faktoren, die Sie für eine effektive Lagerung Ihrer Proben berücksichtigen sollten:

Temperaturkontrolle
Kühl- und Gefrierschränke – darunter Ultratiefkühlschränke mit Temperaturen bis zu -80 °C und Kryo-Gefrierschränke mit Temperaturen bis zu -150 °C – werden häufig eingesetzt, um die Integrität biologischer Proben wie Proteine und mRNA zu bewahren, die bei Raumtemperatur beeinträchtigt werden können. Es ist wichtig, die Temperaturänderungsrate programmieren oder steuern zu können. Beispielsweise sollte bei der Kryokonservierung die optimale Temperaturänderungsrate etwa 1 °C pro Minute betragen, um die Zelllebensfähigkeit nach dem Auftauen zu maximieren.

Zweitens kann das Öffnen und Schließen von Kühlräumen zu Temperaturschwankungen führen. Daher ist ein Gerät erforderlich, das überschüssige Wärme schnell abführt, um die gewünschte Temperatur wiederherzustellen. Beispielsweise können Kühlräume mit Vakuumisolationstechnologie den Wärmeaustausch mit der Umgebung reduzieren. Viele moderne Gefrierschränke ermöglichen zudem das separate Öffnen verschiedener Fächer. Dies hilft, einen längeren Verlust der Temperaturkontrolle zu vermeiden, wenn mehrere Forscher nacheinander auf die Geräte zugreifen müssen, um Proben zu lagern oder zu entnehmen.

Die Möglichkeit zur Temperaturprüfung und Neukalibrierung ist ebenfalls entscheidend, da der interne Temperatursensor in älteren Kühlhäusern möglicherweise ausfällt. Ist eine Neukalibrierung nicht möglich, wäre es umständlich, alle Proben zum Sensoraustausch oder zur Reparatur in ein Ersatzkühlhaus zu bringen. Schließlich muss das Kühlhaus mit einer Notkühlung kompatibel sein, da Ereignisse wie Naturkatastrophen die Stromversorgung unterbrechen und Proben und Projekte zerstören könnten.

Energiebedarf
Um eine konstante Temperatur zu halten, benötigen Kühl- und Gefrierschränke enorme Energiemengen zur Abfuhr überschüssiger Wärme. Je nach Kältemittel und Kompressorausführung können energieeffizientere Produkte bis zu 50 Prozent weniger Energie verbrauchen, was langfristig zu erheblichen Betriebskosteneinsparungen führen kann. Da sich Forschungseinrichtungen und Unternehmen zu Klimazielen bekennen, wird die Energieeffizienz von Kühlhäusern zu einem immer wichtigeren Kaufkriterium. Käufer können auf Zertifizierungen wie Energy Star achten, die einen geringeren Energieverbrauch belegen.

Kompatibilität mit Labor und Benutzern
Neben den technischen Anforderungen ist es auch sinnvoll zu berücksichtigen, wie Kühllager zu den Anforderungen des Labors, der Nutzer und ihrer Projekte passen. Standkühlschränke und -gefrierschränke können Labore mit begrenztem Platzangebot optimal nutzen, während die niedrigere Bauweise von Gefriertruhen für körperlich eingeschränkte Nutzer besser geeignet sein und eine einfachere Probenentnahme ermöglichen kann. Da der Trend zur Telearbeit anhält, sollten Labore auch die Anschaffung von Kühllagern mit WLAN-Anbindung in Erwägung ziehen, um per Fernzugriff Einstellungen wie Temperatur und Alarm zu überprüfen, zu bearbeiten und anzupassen.

Die Probenlagerung ist ein wesentlicher Schritt in den meisten biologischen Experimenten, um die Probenintegrität für die Generierung reproduzierbarer und genauer Daten zu gewährleisten. Mithilfe einer Checkliste, die Faktoren wie Temperaturkontrolle, Energiebedarf und Kompatibilität berücksichtigt, können Laborleiter fundierte Kaufentscheidungen treffen und ihre Forschungsproduktivität maximieren.