生物樣本庫是集生物樣本實體、生物分子資訊和樣本表型資料于一體的綜合資源，對人類疾病的預測、診斷和治療，以及物種資源保護和作物改良創新具有不可替代的作用。
陳偉，本報記者
在近日舉行的第八屆中國（上海）國際技術進出口博覽會上，上海一次能源細胞生物低溫裝置有限公司（以下簡稱一次能源生物）展示了最新一代全自動深溫生物樣本儲存設備，及其與5G-loT、數字孿生體等技術的創新內建。将來，隻需一部手機，客戶将能夠實時檢視生物樣本存儲的資訊。這種生物樣本存儲服務的新模式将真正實作生物樣本庫的智能，安全和高效運作，使生物樣本更安全。
生物樣本資源被視為生物制藥産業發展的基石，是國家生物安全戰略的重要組成部分。随着中華人民共和國《生物安全法》的正式實施，生物樣本資源的重要性日益凸顯。如何安全、長期、有效地保護這些寶貴的生物資源，也成為亟待解決的重要問題。
生物樣本資源豐富
"生物樣品涵蓋廣泛的植物組織，如花，葉，莖，根和種子，健康和患病的人或動物的細胞，組織和器官，以及DNA，RNA，蛋白質和各種微生物等生物分子物質。生物樣本儲存在生物庫中，可用于疾病的臨床治療，生命科學研究和物種資源的保護，南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室研究員帥帥說。
生物樣本庫是生物樣本實體、生物分子資訊和樣本表型資料融合的綜合資源，在人類疾病的預測、診斷和治療中起着不可替代的作用。
醫生會将患者的臨床診斷和治療組織、血液、尿液等手術切除惡性良性腫瘤組織，或将患者的血液樣本等生物樣本保留下來，通過觀察和各種手段檢測，從樣本中找出共性，進而找出疾病的原因和發展過程， 并最終找到可靠的治療方法。
"這種生物樣本在血液疾病，免疫系統疾病，糖尿病，惡性惡性良性腫瘤等主要疾病的研究中發揮了非常重要的作用。英俊的上司說道。
除臨床研究外，生物樣品庫還直接用于臨床治療。例如，我們熟悉的臍帶血幹細胞庫，胎兒的臍帶血在發生血液疾病的情況下保留下來，臍帶血幹細胞複蘇并傳回患者體内，進而達到治療疾病的目的。
此外，生物樣本儲存在物種資源保護方面同樣重要。以種子庫為例，目前，我國高等植物瀕危和受威脅物種數量已達4000~5000種，約占物種總數的15%-20%。通過種子庫，保證了部分物種的安全，也使得我國野生動物種子資源的快速高效研究和利用成為可能。種子庫在作物改良和創新、新作物篩選、生态恢複和田間回歸方面發揮着重要作用。
技術創新使樣品管理更加智能
對生物樣品資源的迫切需求與日俱增，對生物樣品儲存的數量和品質也提出了更高的要求。特别是在醫學研究到群體、系統分子醫學水準的今天，生物樣本量已經積累到天文數字，過去生物樣本庫的廣泛性，已經不能滿足日益增長的需求。
"在許多醫院和研究機構中，也使用了非常'原始'的生物樣本儲存技術。TheGen Cell科技集團副總裁兼市場總監魏佳表示，傳統的生物樣本存儲模式，不僅儲存設備的自動化程度、智能化程度不高，而且操作标準也不盡相同，還存在樣品儲存不當、遺漏錯誤、資訊管理、勞動效率低下等問題。
此前市場上唯一的生物樣品自動化儲存設備由國外品牌壟斷，一套裝置移動數百萬歐元，價格昂貴。"為此，我們100多人的技術研發團隊決定自己動手，開發具有自主知識産權的國産裝置。維加說。
原生物從保證生物樣品安全入手，創新性地提出"全流程深低溫冷鍊保護"、"蜂巢獨立單元存儲"、"單分支接入"、"5G-loT遠端智能樣品庫管理"、"無人值守樣品庫"等先進理念，打造新一代生物樣品庫需求自動化産品，使生物樣品更安全。
其中，旗艦BSN系列全自動深低溫生物樣品儲存裝置，采用獨創專利的蜂窩式儲存結構，可提供-196°C氣相液氮厭氧儲存環境的樣品，可有效保證樣品的安全和品質。
"該裝置的核心存儲區域由特殊設計的材料制成，是以具有防輻射和防光功能。Vega引入，蜂窩式獨立機組設計，在避免幹擾的同時，可将樣品儲存形成煙囪效應，空調方向由下到上，保持内部氣流的穩定性，防止水分進入，進而避免結霜，無氧儲存，和冷卻平衡。
"下一代生物樣本還使用領先的自動化智能儲存設備，對樣品進行全過程深度和低溫保護，無氧存儲，通路各級資料記錄的完全可追溯性等等。魏佳介紹，生物樣本庫采用5G-loT技術，連接配接庫内各類裝置，實作資料互聯互通，確定樣本庫資料安全、人員安全，使樣本管理更加智能化。
"例如，我們應用人工智能數字孿生技術執行預測性維護，将機器資料放入資料模型中進行模拟和計算，以確定機器長時間保持良好的工作狀态。維加的介紹。
目前，原能生物已申請國内外專利近300項，軟體著作權近30項，技術領先世界。相關裝置已遠銷美國、日本，實作了國際軌道"彎道超車"，真正實作了自動化低溫倉儲裝置領域的自主要制。
樣本資料可直接與科研機構連接配接
"随着精準醫學和遺傳學研究的快速發展，生物樣本庫已成為識别多種疾病和發病機制的重要依據。帥說，生物樣本庫的資訊量非常大，它不僅包含樣本的采集，還包含與樣本相關的生物或人類資料的采集和随訪。是以，在精準醫學研究中，生物樣本庫可以發揮重要作用。
生物模拟文庫也廣泛用于代謝組學。最常見的人類代謝物是尿液，它比血液樣本更容易收集。2013年的流行病學調查顯示，中國成人糖尿病的患病率為10.9%，糖尿病前期的患病率為35.7%。利用我國豐富的糖尿病樣本資源，結合定量蛋白質組學技術和尿液代謝組學的分析檢測，有助于糖尿病的早期發作和臨床診斷，提高我國代謝性疾病的臨床診療水準。
此外，生物樣本庫廣泛用于藥物研發行業。開發新藥的一大障礙是需要對生物樣品的來源進行測試，這既耗時又昂貴。擁有包含各種資訊的生物樣品庫，新藥開發效率将得到顯著提高。
"可以說，具有完整臨床資訊的高品質生物樣本庫是進入21世紀個性化醫療時代的關鍵，也是生命科學系統研究的基礎。帥說，利用生物樣本庫平台可以有效提高臨床研究的準确性，還可以利用我國豐富的臨床患者樣本資源，通過臨床研究轉化為造福人類的臨床醫療手段。
來源：科學日報