تتبوأ كلية إمبريال كوليدج لندن (ICL) مكانة رائدة في مجال البحث العلمي، ومن خلال قسمي علم المناعة والالتهابات وعلوم الدماغ، يمتد نطاق أبحاثها من أمراض الروماتيزم وأمراض الدم إلى الخرف ومرض باركنسون وسرطان الدماغ. ويتطلب إدارة هذا التنوع البحثي مرافق متطورة، لا سيما لتخزين العينات البيولوجية الحيوية. وقد أدرك نيل غالاوي فيليبس، مدير المختبر الأول لكلا القسمين، الحاجة إلى حلول تخزين مبردة أكثر كفاءة واستدامة.
احتياجات ICL
1.نظام تخزين النيتروجين السائل عالي السعة وموحد
2.انخفاض استهلاك النيتروجين وتكاليف التشغيل
3.تحسين أمن العينات والامتثال التنظيمي
4.وصول أكثر أمانًا وكفاءة للباحثين
5.حل مستدام لدعم المبادرات الخضراء
التحديات
كان قسم علم المناعة في معهد ICL يعتمد سابقًا على 13 خزانًا منفصلاً من النيتروجين السائل الثابت (LN).2خزانات لتخزين عينات التجارب السريرية والخلايا الساتلية ومزارع الخلايا الأولية. كان هذا النظام المجزأ يستغرق وقتًا طويلاً في الصيانة، ويتطلب مراقبة مستمرة وإعادة تعبئة.
"استغرق ملء 13 خزانًا وقتًا طويلاً، وأصبح تتبع كل شيء أمرًا صعبًا بشكل متزايد"، أوضح نيل. "لقد كان تحديًا لوجستيًا، وكنا بحاجة إلى طريقة أكثر كفاءة لإدارة مخزوننا."
كانت تكلفة صيانة الخزانات المتعددة مصدر قلق آخر.2كان الاستهلاك مرتفعًا، مما ساهم في زيادة النفقات التشغيلية. وفي الوقت نفسه، كان الأثر البيئي لعمليات توصيل النيتروجين المتكررة يتعارض مع التزام المختبر بالاستدامة. وأشار نيل قائلاً: "لقد كنا نسعى جاهدين للحصول على جوائز استدامة مختلفة، وكنا نعلم أن تقليل استخدامنا للنيتروجين سيحدث فرقًا كبيرًا".
كان الأمن والامتثال من الأولويات الرئيسية أيضًا. مع وجود خزانات متعددة موزعة على مناطق مختلفة، كان تتبع الوصول إليها والحفاظ على سجلات محدثة أمرًا معقدًا. وأضاف نيل: "من المهم أن نعرف بالضبط من يقوم بالوصول إلى العينات، وأن يتم تخزين كل شيء بشكل صحيح وفقًا للوائح هيئة الأنسجة البشرية (HTA). لم يكن نظامنا القديم يُسهّل ذلك".
الحل
كانت شركة ICL تمتلك بالفعل مجموعة من المعدات من شركة Haier Biomedical - تشمل التخزين البارد، وخزائن السلامة البيولوجية، و CO2الحاضنات وأجهزة الطرد المركزي – تنمية الثقة في حلول الشركة.
لذلك، تواصل نيل وفريقه مع شركة هاير الطبية الحيوية للمساعدة في مواجهة هذه التحديات الجديدة، وقاموا بتركيب جهاز التبريد CryoBio 43 LN ذي السعة الكبيرة2يهدف بنك العينات الحيوية إلى دمج جميع الخزانات الثابتة البالغ عددها 13 خزانًا في نظام واحد عالي الكفاءة. وقد تمت عملية الانتقال بسلاسة، حيث تولى فريق هاير إدارة عملية التركيب وتدريب موظفي المختبر. وتم دمج النظام الجديد في نظام LN الحالي.2لم يتطلب الأمر سوى تعديلات طفيفة. ومع تطبيق النظام الجديد، أصبح تخزين العينات وإدارتها أكثر كفاءة بشكل ملحوظ. وأشار نيل قائلاً: "من بين المزايا غير المتوقعة المساحة الكبيرة التي وفرناها. فمع إزالة جميع الخزانات القديمة، أصبح لدينا الآن مساحة أكبر في المختبر لمعدات أخرى."
لقد حسّن التحوّل إلى التخزين في الطور البخاري من مستوى السلامة وسهولة الاستخدام. "في السابق، كنا نسحب كل رف من خزان الطور السائل، وكان يقطر بالنيتروجين، مما كان يشكل مصدر قلق دائم على السلامة. أما الآن، مع التخزين في الطور البخاري، أصبح التعامل مع العينات أنظف وأكثر أمانًا. كما عزز نظام الوصول البيومتري الأمن والامتثال، إذ يُمكننا من تتبع من يدخل النظام ومتى بدقة."
وجد نيل وفريقه أن النظام سهل الاستخدام، حيث مكنهم برنامج التدريب الخاص بشركة هاير من إلحاق المستخدمين النهائيين بسرعة.
ومن الميزات غير المتوقعة، ولكنها مرحب بها، السلالم الآلية القابلة للسحب، والتي تُسهّل الوصول إلى الخزان. وعلّق نيل قائلاً: "مع الخزانات السابقة، كان على الباحثين في كثير من الأحيان رفع الأشياء وهم ممدودون بالكامل. على الرغم من أن الخزان الجديد أطول، إلا أن السلالم تُفتح بضغطة زر، مما يجعل إضافة العينات أو إزالتها أسهل بكثير".
الحفاظ على العينات القيّمة
تُعدّ العينات المخزنة في منشأة التبريد العميق التابعة لشركة ICL ذات قيمة لا تُقدّر للأبحاث الجارية. وقال نيل: "بعض العينات التي نخزنها لا يمكن استبدالها على الإطلاق".
نتحدث هنا عن مستحضرات خلايا الدم البيضاء من مرضى الأمراض النادرة، وعينات التجارب السريرية، وغيرها من المواد الأساسية للبحث العلمي. لا تقتصر استخدامات هذه العينات على المختبر فحسب، بل تُشارك مع متعاونين حول العالم، مما يجعل سلامتها أمرًا بالغ الأهمية. فحيوية هذه الخلايا هي الأساس، وإذا لم تُخزن بشكل صحيح، فقد يتأثر البحث الذي تدعمه. لذا، نحتاج إلى تخزين بارد عالي الموثوقية. مع نظام هاير، ننعم براحة بال تامة. يمكننا التحقق من درجة الحرارة في أي وقت، وإذا خضعنا لأي تدقيق، يمكننا أن نثبت بثقة أن كل شيء قد تم تخزينه بشكل صحيح.
تحسين الاستدامة وكفاءة التكلفة
أدى إنشاء بنك العينات الحيوية الجديد إلى خفض استهلاك المختبر للنيتروجين السائل بشكل كبير، حيث انخفض عشرة أضعاف. وأوضح نيل قائلاً: "كان كل خزان من الخزانات القديمة يتسع لحوالي 125 لترًا، لذا فإن دمجها أحدث فرقًا هائلاً. نحن الآن نستخدم جزءًا ضئيلاً من النيتروجين الذي كنا نستخدمه سابقًا، وهذا مكسب كبير من الناحيتين المالية والبيئية".
مع انخفاض الحاجة إلى توصيل النيتروجين، انخفضت انبعاثات الكربون، مما يدعم أهداف المختبر في مجال الاستدامة. وأضاف نيل: "الأمر لا يقتصر على النيتروجين فحسب، بل إن تقليل عمليات التوصيل يعني تقليل عدد الشاحنات على الطرق، وبالتالي تقليل الطاقة المستخدمة في إنتاج النيتروجين في المقام الأول". وقد كانت هذه التحسينات بالغة الأهمية لدرجة أن إمبريال حصلت على جوائز الاستدامة من كلٍ من LEAF وMy Green Lab تقديرًا لجهودها.
خاتمة
أحدث بنك العينات الحيوية المبرد التابع لشركة هاير بيوميديكال نقلة نوعية في قدرات التخزين لدى مختبر ICL، مما حسّن الكفاءة والسلامة والاستدامة مع خفض التكاليف بشكل ملحوظ. وبفضل تحسين الامتثال، وتعزيز أمن العينات، وتقليل الأثر البيئي، حقق هذا التحديث نجاحًا باهرًا.
نتائج المشروع
1.LN2انخفض الاستهلاك بنسبة 90%، مما أدى إلى خفض التكاليف والانبعاثات.
2.تتبع العينات بشكل أكثر كفاءة والامتثال لمعايير تقييم التقنيات الصحية
3.تخزين أكثر أمانًا في الحالة البخارية للباحثين
4.زيادة سعة التخزين في نظام واحد
5.التقدير من خلال جوائز الاستدامة
تاريخ النشر: 23 يونيو 2025
