С чего начать выбор: образец, срок и частота доступа
Выбор морозильника по температуре «на глаз» приводит к двум крайностям. Либо в −86 °C хранят то, что спокойно живёт при −25 °C, и лаборатория годами переплачивает за электроэнергию и обслуживание каскада. Либо в −25 °C кладут то, что при такой температуре деградирует за месяцы, и обнаруживают это при повторном анализе. Правильный порядок обратный: сначала определить образец и срок хранения, затем частоту открывания, и уже потом смотреть на модель.
Три вопроса, на которые нужно ответить до обращения к каталогу:
- Что хранится. Реактивы и расходники, плазма и сыворотка, нуклеиновые кислоты, белки, клеточные культуры, ткани — у каждой группы своя чувствительность к температуре и к циклам замораживания и размораживания.
- Как долго. Дни и недели — одна задача, годы и десятилетия — другая. Чем дольше срок, тем важнее запас по температуре.
- Как часто открывают. Если за образцами ходят по несколько раз в день, морозильник работает в режиме постоянных теплопритоков, и от него нужны быстрое восстановление и разделение камеры на отсеки.
Общий принцип хранения: чем ниже температура, тем медленнее идут химические и ферментативные процессы. Но зависимость нелинейная, и для многих образцов выигрыш от перехода с −25 на −40 °C выше, чем от перехода с −40 на −86 °C. Поэтому класс −40 °C часто оказывается оптимальной ступенью, а −86 °C оставляют для тех материалов, у которых он действительно нужен.
Низкотемпературный морозильник: три класса и что в них входит
Низкотемпературный морозильник — общее название для приборов глубже обычной бытовой заморозки. В каталоге КАДАММ он делится на три раздела, и граница между ними проходит по температуре и по схеме охлаждения.
| Класс | Диапазон уставки в каталоге | Схема охлаждения | Раздел |
|---|---|---|---|
| −25 °C | −10…−25 °C, у отдельных серий до −30 °C | Один компрессор, одноступенчатый контур | Морозильники низкотемпературные −20…−40 °C |
| −40 °C | −15…−40 °C и −20…−40 °C, у ряда серий регулировка до −45 °C | Один компрессор, усиленный контур | Морозильники низкотемпературные −20…−40 °C |
| −86 °C | −40…−86 °C | Каскадный или автокаскадный контур, один или два компрессора | Морозильники ультранизкотемпературные −60…−86 °C |
Подробно о том, как устроены каскадные и автокаскадные системы и почему от них зависит надёжность хранения при −86 °C, написано в статье «Каскадная, автокаскадная и двойная система». Общая картина по классам — в обзоре «Низкотемпературный и ультранизкотемпературный морозильник».
Когда хватает −25 °C
Класс −25 °C — самый массовый морозильник лабораторный: он стоит в каждой лаборатории, где есть работа с реактивами и биологическим материалом. Температура в этом диапазоне подходит для задач, где образец хранят от нескольких недель до нескольких месяцев и достают относительно часто.
Что обычно хранят при −25 °C
- Ферменты и реактивы в форме, для которой производитель указывает хранение при −20 °C. Это самая частая причина покупки: в инструкции к набору написано «хранить при −20 °C», и морозильника −25 °C с запасом достаточно.
- Плазма и сыворотка при краткосрочном и среднесрочном хранении до анализа. Порядок хранения компонентов крови разобран в статье «Хранение крови и её компонентов».
- Рабочие аликвоты антител, праймеров и стандартов, которые достают каждую неделю.
- Среды и добавки, которые делят на порции и размораживают по мере расхода.
- Реагенты и пробы с отсроченной обработкой — материал, который лежит до отправки или до серийного анализа.
Какие серии КАДАММ закрывают этот класс
Для частого доступа и укладки по полкам подходят вертикальные серии: КАДАММ МЗ-В2 (90–568 л), КАДАММ МЗ-В3 (100–936 л), КАДАММ МЗ-В4 (100–528 л, до 18 ящиков для раздельного хранения) и КАДАММ МЗ-ВЯ1 с ящиками на 230 и 300 л. Для небольших объёмов есть КАДАММ МЗ-В1 на 40 л. Если морозильник нужен для длительного хранения с редким доступом, смотрите ларь КАДАММ МЗ-Л1 (105–485 л) или КАДАММ МЗ-Л3 (110–310 л). Для выездной работы и транспортировки образцов предусмотрены переносные КАДАММ МЗ-П1 на 30 л и КАДАММ МЗ-П2 на 80 л, работающие от сети и от бортового питания.
Если одному подразделению нужны и охлаждённые реактивы, и заморозка, не покупайте два прибора: холодильник с морозильной камерой собран в серии КАДАММ ХД-М1 (камера −25 °C и холодильная камера 2…8 °C). Сравнение с холодильными решениями — в статье «Холодильник для лаборатории».
Правило для реактивов: сверяйте температуру в паспорте набора, а не в общих рекомендациях. Если там указано −20 °C, класс −25 °C подходит, и переплачивать за −86 °C нет смысла.
Класс −40 °C: когда нужен запас по температуре
Морозильник глубокой заморозки на −40 °C — промежуточная ступень, о которой часто забывают. Он не требует каскадного контура, поэтому дешевле в обслуживании и потребляет заметно меньше, чем −86 °C, но даёт существенный запас по сравнению с −25 °C. На этой температуре хранят то, что при −25 °C стареет слишком быстро, а до −86 °C «не дотягивает» по ценности.
Задачи класса −40 °C
- Белки и пептиды, для которых нужно более глубокое замораживание, чем −20 °C, но не коллекционный срок.
- Плазма и биологические жидкости при хранении на месяцы и дольше, когда запас по температуре снижает риск деградации лабильных компонентов.
- Пробы с отсроченным анализом — исследования, где серия собирается неделями и обрабатывается разом.
- Образцы пищевой, экологической и сельскохозяйственной лабораторий, которые нужно сохранить до повторного измерения.
- Резерв для коллекции — дублирующая камера, если основной морозильник −86 °C выведен на обслуживание.
Какие серии подходят
Из вертикальных: КАДАММ МЗ-В9 (58–268 л, природный хладагент R290), КАДАММ МЗ-В10 на 100 л, КАДАММ МЗ-В11 (268–936 л) и КАДАММ МЗ-В12 с резервом питания сигнализации на 8 часов. Для больших объёмов и повышенной надёжности — КАДАММ МЗ-В14 с двумя независимыми холодильными системами и КАДАММ МЗ-В16 на 608–936 л. Если важен длительный режим хранения и минимальные теплопритоки при открывании, выбирайте ларь: КАДАММ МЗ-Л4, КАДАММ МЗ-Л5 и КАДАММ МЗ-Л6 (105–485 л).
Комбинированный вариант с морозильной камерой −40 °C — серии КАДАММ ХД-М3 и КАДАММ ХД-М4: холодильная камера 2…8 °C и морозильная в одном корпусе.
Когда нужен −86 °C
Морозильник −86 °C — прибор для долгого хранения и для материала, у которого потеря качества необратима. Низкая температура практически останавливает ферментативные процессы, поэтому на −86 °C держат то, что нельзя восстановить или стоит дорого.
Что хранят при −86 °C
- Нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК при долгом хранении, особенно РНК, которая деградирует быстрее.
- Клеточные культуры и банки линий в криопротекторной среде, если нет жидкого азота или как промежуточное хранение перед переносом в криобанк.
- Ткани и образцы биобанков, которые собирают для будущих исследований.
- Белки и ферменты, чувствительные к размораживанию.
- Бактериальные штаммы и вирусные препараты при долгом хранении в коллекции.
Если вы готовите материал к хранению, учтите, что многие препараты перед укладкой в −86 °C проходят лиофилизацию или инкубацию в культуральной среде. Об этом в статье «Лиофилизация бактерий, плазмы и биопрепаратов» и в разделах «Лиофильные сушилки» и «CO₂-инкубаторы лабораторные».
Чем различаются серии −86 °C
Диапазон уставки в большинстве серий −40…−86 °C. Различия лежат в схеме охлаждения и обвязке, и именно они определяют надёжность:
- Каскад — КАДАММ МЗ-В25: семь моделей 338–838 л, два компрессора SECOP, резервное питание сигнализации 72 часа.
- Автокаскад — серии КАДАММ МЗ-ВА1, КАДАММ МЗ-ВА2 и КАДАММ МЗ-ВА3 (от 28 до 938 л), сенсорная панель у КАДАММ МЗ-ВА3.
- Две холодильные системы — КАДАММ МЗ-ВД1 и КАДАММ МЗ-ВД2: при отказе одной системы вторая удерживает до −70 °C. Это ответ на вопрос о резервировании для ценных коллекций.
- Инверторный компрессор — КАДАММ МЗ-ВИ1, а также КАДАММ МЗ-ВИС1 и КАДАММ МЗ-ВИС2 с сенсорной панелью: плавная работа компрессора и меньше колебаний температуры.
- Малые объёмы — КАДАММ МЗ-В21 (28–108 л) и КАДАММ МЗ-ВС1 на 90 л; для выезда — КАДАММ МЗ-П5 (2 и 25 л).
- Шоковая заморозка — КАДАММ МЗ-Ш1 на 425–860 л с двумя компрессорами.
Для типовых объёмов 168–348 л есть сразу несколько серий: КАДАММ МЗ-В22, КАДАММ МЗ-В23, КАДАММ МЗ-ВИ1. Их различия — в времени выхода на режим и восстановлении после открывания, поэтому выбор делают по этим строкам спецификации, а не по общему описанию.
Если температура хранения ниже −86 °C, она относится уже к отдельному классу: Морозильники криогенные −105…−164 °C, примерами служат КАДАММ МЗ-Л16 и КАДАММ МЗ-Л17.
Вертикальный морозильник или ларь
После температуры второй по значимости параметр — конструкция. Он влияет на удобство, на потери холода и на количество места в лаборатории.
Порядок выбора: от образца и срока хранения к температурному классу, затем к конструкции — вертикальной или ларной.
Вертикальный морозильник
Вертикальная конструкция похожа на шкаф: распашная дверь, полки или ящики, внутренние двери, которые не дают всему объёму прогреваться при открывании. Это основной тип для лабораторий, где к образцам обращаются регулярно.
- Занимает меньше площади пола при том же объёме.
- Образцы удобно раскладывать по полкам, ящикам и штативам, к нужному ряду есть прямой доступ.
- Внутренние двери в сериях со штативами уменьшают потери холода при поиске образца.
- Холодный воздух при открывании «вываливается» вниз, поэтому восстановление температуры занимает больше времени, чем у ларя.
Морозильник-ларь
В ларе крышка открывается сверху, и тяжёлый холодный воздух остаётся в камере. Поэтому ларь потребляет меньше на длительном хранении и лучше держит температуру при открывании.
- Меньше потерь холода при открывании, ниже энергопотребление на коллекции с редким доступом.
- Подходит для длительного хранения крупных партий и для режима «положили и забыли на годы».
- Неудобен для частого поиска: образцы приходится доставать через верх, нужен хороший порядок укладки и корзины.
- Занимает больше площади, чем вертикальный прибор того же объёма.
Ларные серии КАДАММ охватывают все классы: от −25 °C (КАДАММ МЗ-Л1, КАДАММ МЗ-Л2, КАДАММ МЗ-Л3) и −40 °C до ультранизких −60 °C (КАДАММ МЗ-Л8–КАДАММ МЗ-Л12) и −86 °C (КАДАММ МЗ-Л13, КАДАММ МЗ-Л14, КАДАММ МЗ-Л15).
Какие параметры сверять при заказе
Одинаковая температура на дисплее ещё не означает одинаковый морозильник. Перед выбором серии откройте спецификацию и сравните следующие строки.
| Параметр | Почему важен | Где смотреть в каталоге |
|---|---|---|
| Рабочий объём | Определяет, сколько штативов и коробок поместится; брать с запасом на рост коллекции | Плитка «Объём камеры» |
| Диапазон уставки | Показывает, достигается ли нужная температура и какой запас остаётся | Плитка «Диапазон температур» |
| Равномерность по камере | Разброс температуры между полками и углами; важен для образцов с узким допуском | Строка «Равномерность по камере» |
| Восстановление после открывания | Насколько быстро камера возвращается к уставке; критично при частом доступе | Строка «Восстановление после открывания» |
| Время выхода на режим | Сколько прибор остывает после запуска или перезапуска | Строка «Выход на режим» |
| Сигнализация и резервное питание | Предупреждение об отклонении и об отключении сети; ключевой защитный фактор | Строки о сигнализации и батарее |
| Измерительное отверстие | Позволяет вывести внешний датчик или логгер без открытия двери | Строка «Измерительное отверстие» |
| Хладагент и компрессор | Определяет схему охлаждения; для −86 °C важно, один ли компрессор или два | Строки «Хладагент» и «Компрессор» |
| Уровень шума и мощность | Нужны при размещении в общем помещении и расчёте электропитания | Плитки «Шум» и «Потребляемая мощность» |
Отдельный блок — контроль и журналирование температуры: независимый термометр, регистратор данных, отверстие для зонда. Как это организовать, описано в статье «Контроль температуры в холодильнике». Если морозильник будет стоять рядом с другим оборудованием, учтите температуру в помещении: большинство серий рассчитаны на 10…32 °C.
Таблица подбора по задаче
Ниже — ориентиры. Окончательное решение зависит от паспорта образца и методики лаборатории.
| Задача | Температурный класс | Серии КАДАММ | Раздел |
|---|---|---|---|
| Реактивы, ферменты, рабочие аликвоты | −25 °C | КАДАММ МЗ-В2, КАДАММ МЗ-В4, КАДАММ МЗ-ВЯ1 | Морозильники −20…−40 °C |
| Редкий доступ, длинное хранение больших партий | −25 °C, ларь | КАДАММ МЗ-Л1, КАДАММ МЗ-Л3 | Морозильники −20…−40 °C |
| Плазма и сыворотка на месяцы | −25…−40 °C | КАДАММ МЗ-В11, КАДАММ МЗ-В12 | Морозильники −20…−40 °C |
| Белки, пробы с отсроченным анализом | −40 °C | КАДАММ МЗ-В9, КАДАММ МЗ-Л4 | Морозильники −20…−40 °C |
| ДНК, РНК, клеточные линии | −86 °C | КАДАММ МЗ-В25, КАДАММ МЗ-ВА3 | Морозильники −60…−86 °C |
| Ценная коллекция с резервированием | −86 °C, две системы | КАДАММ МЗ-ВД1, КАДАММ МЗ-ВД2 | Морозильники −60…−86 °C |
| Малый объём, настольная установка | −86 °C | КАДАММ МЗ-В21, КАДАММ МЗ-ВС1 | Морозильники −60…−86 °C |
| Хранение ниже −86 °C | Криогенный класс | КАДАММ МЗ-Л16, КАДАММ МЗ-Л17 | Морозильники −105…−164 °C |
| Транспортировка и выездная работа | −25…−86 °C | КАДАММ МЗ-П1, КАДАММ МЗ-П5 | Холодильники и морозильники |
Если среди ваших задач есть охлаждение при центрифугировании образцов, обратите внимание на статью «Центрифуга с охлаждением: когда нужна» и на раздел «Центрифуги с охлаждением». Путь образца от забора до хранения должен быть непрерывным по температуре.
Типичные ошибки при выборе
Взять −86 °C «про запас»
Прибор −86 °C потребляет больше, шумит сильнее и требует более внимательного обслуживания: чистка конденсатора, контроль уплотнений, проверка сигнализации. Если в лаборатории нет материала, которому нужен такой холод, это лишние расходы. Достаточно взять класс −40 °C, он же даёт запас по сравнению с рабочей заморозкой.
Хранить всё в одном морозильнике
Единственный морозильник на всё — риск. Сбой компрессора или отключение питания затронет и реактивы, и коллекцию. Практика лабораторий: основной морозильник для долгого хранения и отдельный для рабочих аликвот, плюс резервная камера или схема с двумя холодильными системами.
Игнорировать частоту открывания
Прибор, который открывают десятки раз в день, прогревается чаще, чем прибор «для коллекции». Для рабочих образцов берите вертикальную конструкцию с внутренними дверями и быстрым восстановлением, для коллекции — ларь или аккуратно разложенный вертикальный морозильник.
Не учесть габариты и условия помещения
Для конденсатора нужен свободный зазор вокруг корпуса, иначе прибор перегревается и не держит режим. Учитывайте габариты дверного проёма, на который придётся заносить морозильник, и нагрузку на электрическую линию.
Забыть про контроль
Самая частая причина потери образцов — не плохой морозильник, а то, что отклонение температуры заметили поздно. Сигнализация, резервное питание и независимый регистратор нужны для любого класса, не только для −86 °C.
Для хранения, связанного с лекарственными средствами, вакцинами, кровью и биоматериалом для клинического применения, нужен морозильник с регистрационным удостоверением. Модели КАДАММ в каталоге — лабораторные, и в этой статье они рассматриваются только как оборудование для лабораторных образцов. Информационные материалы по смежным темам — в статьях «Хранение отходов класса Б в холодильнике и морозильнике» и «Холодовая цепь».
Если вы выбираете между несколькими классами или не уверены в температуре хранения конкретного образца, опишите нашим инженерам задачу: назовите тип материала, объём коллекции, частоту доступа и условия размещения — подберём серию и конструкцию. Сравнение с типовыми лабораторными моделями — в статье «Аналоги ХЛ-250, ХЛ-340, ХК-250, ММШ и ММН». Общий каталог — в разделе «Холодильники и морозильники».