零下196攝氏度的守護：新系統實現深低溫電驅儲存

一道藍光在深低溫環境中閃爍，一排排生物樣本靜靜沉睡。盛夏時節，上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院（以下簡稱“瑞金醫院”）智能化生物樣本庫內，身著白色實驗服的管理員正在忙碌，由894個精密模塊部件組成的存儲系統默默守護著生命的密碼。

這款由上海艾爾溫生命科技有限公司（以下簡稱“艾爾溫”）研制的全球首套電驅動零下196攝氏度全自動深低溫存儲系統，近期在瑞金醫院投用，可同時存儲生物樣本2萬余個。在這里，筆者并未看到傳統液氮罐升騰的白色霧氣，取而代之的是電流在艙體般的設備中高效工作，仿若科幻場景，未來感十足。

“樣本存取完成。”隨著系統出現提示信息，管理員無須手動開啟保溫門，一組生物樣本已通過智能化設備精準送達。

航天技術賦能深低溫存儲

長期以來，我國高端醫療器械和生命科技設備主要依賴進口，國產化比例偏低。隨著全球對低溫和深低溫存儲需求的不斷擴大，相關市場潛力加速放大。然而，傳統零下196攝氏度生物樣本存儲通常依靠液氮，存在著明顯弱點，難以應對突發情況。2023年，瑞典卡羅林斯卡醫學院發生了一場震驚科學界的突發事件：其液氮供應意外中斷，導致深低溫存儲設備失效，使得卡羅林斯卡醫學院30年間積累的珍稀樣本瞬間損毀，直接損失高達3.5億元。這一慘痛事件凸顯了全電驅動深低溫存儲系統研發與推廣的緊迫性。

5年前，面對液氮低溫和深低溫存儲技術的明顯缺陷，韓雨卿率團隊創立艾爾溫，并出任董事長，全力攻克電驅動深低溫存儲系統相關技術難題。研發團隊主要成員多畢業于上海交通大學，在行業內擁有豐富的研發經驗。韓雨卿介紹：“當企業需要跨學科專家團隊搭建技術交叉應用平臺時，上海在這一領域有著豐富的積累。我們可以整合高校等高精尖產學研資源，快速找到渠道或路徑解決問題。”這些因素共同推動了尖端溫控技術的創新與成果轉化，促成了艾爾溫在溫控領域迅速取得成就。

當筆者走進位于上海閔行區馬橋人工智能創新試驗區的艾爾溫生產車間時，看到技術人員正在生產線上進行精密組裝作業。894個模塊部件通過技術人員的手動組合，組成了零下196攝氏度全自動深低溫存儲系統。

“我們的技術基因源自航天領域十多年的積淀。”艾爾溫首席科學家黃永華指著銀色的多層絕熱材料介紹，“我們將航天器在太空極端環境中應用的變密度真空多層絕熱技術應用于生物樣本低溫罐體隔熱，使得整體絕熱性能提升了35%，同等條件下設備保冷時間較競品延長了50%以上。在導冷方面，我們將衛星載荷在極端低溫條件下應用的相變傳熱技術用于蒸發氣再液化裝置的均溫導冷，使得整體冷量傳遞效率大幅提升。”

純電驅動無須外接液氮

新研發的零下196攝氏度全自動深低溫存儲系統主要依靠液氮自循環維持技術，采用液氮作為冷媒介質，只需電驅而非外接液氮加注即可長期穩定維持深低溫環境。公司產品市場部相關工作人員介紹：“如同汽車產業發展經歷油電混動時期一樣，未來隨著技術的不斷突破，深低溫存儲系統或許連初次填充少量液氮都不需要。相比傳統液氮深低溫存儲方案，新系統在我國東部沿海地區的運營成本可降低50%，在西部高原地區甚至可降低90%，解決了高原地區液氮運輸難、供應不穩定以及液壓不夠等問題，破解了過去高原地區無法長期存儲生物樣本的難題。”

這套系統還集成了空氣分離就地液氮制取、嵌入式小型深低溫制冷機等創新設計，實現了液氮近零損耗。在樣本安全方面，設備可確保環境溫度全程小于等于零下190攝氏度，均一性控制在正負3攝氏度內。“即使遭遇斷電等突發情況，這套深低溫存儲系統仍能確保存儲空間15日內無源溫度恒定低于零下135攝氏度，為生物樣本存儲筑起堅實防線。”上述工作人員介紹。

系統同時實現了高度智能化管理。其不僅配備了人臉識別、指紋密碼等安全措施，而且自動盤庫功能還能不斷優化存儲空間，單支樣本挑管只需6秒。在894個模塊的精密配合下，這套零下196攝氏度全自動深低溫存儲系統真正實現了從存到取的全流程智能化管理。

全自動深低溫存儲系統自研發成功以來，降低了我國生命科技領域對高端液氮裝備的深度依賴。如今，艾爾溫已構建起完整的產品矩陣：從零下196攝氏度全自動深低溫存儲系統、零下80攝氏度全自動超低溫存儲系統，到iKV-DURA高性能干冰桶，再到iKV-Rewake細胞自動復蘇儀，以及即將推出的凍融儀新品，產品覆蓋了生物樣本存儲、制備、運輸的全生命周期管理。

站在新起點上，韓雨卿期待，企業能進一步推動產學研深度融合。他們計劃3年內建成覆蓋存儲—運輸—制備的國產化產業鏈，打破高端生命科學儀器依賴進口的現狀，加速自主研發設備的應用。