夏季常溫物流下生化試劑蓄冷包裝的改良

徐礪瑜

（浙江經貿職業技術學院，浙江 杭州 310012）

隨著生物學及醫學研究的蓬勃發展，近年來試劑銷售服務的企業數量激增。大部分生化試劑對熱敏感，需低溫儲運，一旦溫度過高則易失活，由此喪失實驗價值。但目前大部分生化試劑銷售服務公司規模較小，且生化試劑銷售目標單位分布分散，難以建立自己的冷鏈物流體系。對熱敏感型生化試劑的運輸，采用單層泡沫箱隔熱和常規冰袋保持低溫的包裝，利用常溫物流進行投送的方式進行。由于物流公司的運輸和派送時效問題，仍存在溫度過高、試劑降解或失活的現象。

1 材料與方法

1.1 包裝材料

瓦楞牛皮紙箱，作為外包裝使用；聚苯乙烯箱，作為主要的蓄冷隔熱包裝；泡沫襯墊、氣柱袋，襯于聚苯乙烯箱內側，增加包裝隔熱性能。以上材料均為市售。

1.2 蓄冷劑

凝膠冰袋，柱狀干冰條。以上蓄冷劑均為市售。

1.3 設備

BPC-70F恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司），用于模擬設置夏季高溫環境；速靈科L03溫度記錄儀（東莞市競速電子科技有限公司），用于測定蓄冷包裝內溫度；自動泄壓式干冰保溫桶（4 L，市售）。

1.4 蓄冷包裝方式

試驗對照的原始包裝為A包裝，包裝方式為聚苯乙烯箱中直接放置凝膠冰袋，密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

B包裝為聚苯乙烯箱中內襯泡沫襯墊，再放置凝膠冰袋，密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

C包裝為聚苯乙烯箱中內襯氣柱袋，再放置凝膠冰袋，密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

D包裝為聚苯乙烯箱中直接放置柱狀干冰條，考慮到干冰升華產生的氣體，需不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

E包裝為聚苯乙烯箱中內襯泡沫襯墊，再放置柱狀干冰條，考慮到干冰升華產生的氣體，需不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

F包裝為聚苯乙烯箱中內襯氣柱袋，再放置柱狀干冰條，考慮到干冰升華產生的氣體，需不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。

考慮到快遞首重大多為1 kg，故以上包裝所用凝膠冰袋和柱狀干冰條的用量均為800g。

1.5 蓄冷劑用量的確定

選擇最佳蓄冷包裝方式，測定蓄冷劑用量分別為800、600、400、200 g時，在50℃恒溫培養箱中放置72 h的溫度變化，選擇升溫幅度最小的蓄冷劑用量為最佳蓄冷劑用量。

2 結果與討論

2.1 蓄冷包裝方式的確定

制作6組不同的蓄冷包裝，并記錄其內部溫度變化。由圖1可知，采用凝膠冰袋為蓄冷劑的包裝和以柱狀干冰條作為蓄冷劑的包裝，其包裝內部的溫度變化趨勢有明顯的差異。以凝膠冰袋為蓄冷劑的包裝（A、B、C），其溫度從初始階段便緩慢上升，最后趨向穩定。以柱狀干冰條作為蓄冷劑的包裝（D、E、F），其溫度在初始階段均低于-20℃（本試驗所用溫度記錄儀工作低限為-20℃，故圖中將低于-20℃的溫度均記為-20℃），隨著干冰升華，蓄冷劑質量的減少，其溫度呈現較快上升趨勢，但直至試驗結束，其包裝內部溫度仍遠低于以凝膠冰袋為蓄冷劑的包裝。

圖1 不同蓄冷包裝內部溫度變化

包裝A為對照包裝，在試驗開始時的內部初始溫度為3.8℃，18h溫度升至11.2℃，至試驗結束，該包裝內部溫度已高達36.8℃。包裝B的溫度變化趨勢與包裝A基本相同，18h溫度上升至接近10℃，72h溫度達到35℃以上。對大部分生化試劑而言，保持活性的溫度上限為10℃，包裝A、B顯然不能滿足生化試劑遠距離常溫物流運輸的蓄冷需求。

包裝C在包裝A的基礎上增加了氣柱袋作為隔熱層，試驗結果顯示氣柱袋的隔熱效果優于泡沫襯墊。該包裝可在30 h內將溫度維持在10℃以下，因此適用于當日達或次晨達等常溫物流模式。

包裝D、E、F均采用干冰為蓄冷劑，初始溫度均低于-20℃。大部分生化試劑在添加抗凍劑后，可在-20℃甚至更低的溫度中儲存。在試驗的前24h，3種包裝內部的溫度均可保持在-20℃或以下。

2.2 蓄冷劑用量的確定

選擇包裝F，分別考察不同干冰用量對蓄冷包裝內部溫度變化的影響。由圖2可知，干冰用量越多，其蓄冷能力越強。當干冰用量800g時，66h仍能維持-3℃，72h溫度為4.4℃，完全可以滿足生化試劑遠距離常溫物流運輸的蓄冷需求。干冰用量200g時，54h溫度已上升至0℃，66h溫度高于10℃，已不適合生化試劑的儲運。當干冰用量為400 g時，72 h包裝內部溫度11.8℃，基本滿足生化試劑遠距離常溫物流運輸的蓄冷需求。當干冰用量600g時，72h包裝內部的溫度仍能維持在10℃以下，完全滿足生化試劑遠距離常溫物流運輸的蓄冷需求。

圖2 不同蓄冷劑用量包裝內部溫度變化

3 結語

夏季常溫物流狀態下，熱敏感型生化試劑運輸的最佳包裝方式為聚苯乙烯箱中內襯氣柱袋，再放置柱狀干冰條600 g，不完全密封后外套瓦楞牛皮紙箱。以運輸時間72h計，若運輸路途較近時間較短，亦可根據溫度變化曲線，在保證試劑活性不受影響的前提下，選擇更經濟簡便的包裝方式和蓄冷劑用量。