生物样本库是集生物样本实体、生物分子信息和样本表型数据于一体的综合资源，对人类疾病的预测、诊断和治疗，以及物种资源保护和作物改良创新具有不可替代的作用。
陈伟，本报记者
在近日举行的第八届中国（上海）国际技术进出口博览会上，上海一次能源细胞生物低温设备有限公司（以下简称一次能源生物）展示了最新一代全自动深温生物样本存储设备，及其与5G-loT、数字孪生体等技术的创新集成。将来，只需一部手机，客户将能够实时查看生物样本存储的信息。这种生物样本存储服务的新模式将真正实现生物样本库的智能，安全和高效运行，使生物样本更安全。
生物样本资源被视为生物制药产业发展的基石，是国家生物安全战略的重要组成部分。随着中华人民共和国《生物安全法》的正式实施，生物样本资源的重要性日益凸显。如何安全、长期、有效地保护这些宝贵的生物资源，也成为亟待解决的重要问题。
生物样本资源丰富
"生物样品涵盖广泛的植物组织，如花，叶，茎，根和种子，健康和患病的人或动物的细胞，组织和器官，以及DNA，RNA，蛋白质和各种微生物等生物分子物质。生物样本保存在生物库中，可用于疾病的临床治疗，生命科学研究和物种资源的保护，南开大学药物化学生物学国家重点实验室研究员帅帅说。
生物样本库是生物样本实体、生物分子信息和样本表型数据融合的综合资源，在人类疾病的预测、诊断和治疗中起着不可替代的作用。
医生会将患者的临床诊断和治疗组织、血液、尿液等手术切除肿瘤组织，或将患者的血液样本等生物样本保留下来，通过观察和各种手段检测，从样本中找出共性，从而找出疾病的原因和发展过程， 并最终找到可靠的治疗方法。
"这种生物样本在血液疾病，免疫系统疾病，糖尿病，恶性肿瘤等主要疾病的研究中发挥了非常重要的作用。英俊的领导说道。
除临床研究外，生物样品库还直接用于临床治疗。例如，我们熟悉的脐带血干细胞库，胎儿的脐带血在发生血液疾病的情况下保留下来，脐带血干细胞复苏并返回患者体内，从而达到治疗疾病的目的。
此外，生物样本储存在物种资源保护方面同样重要。以种子库为例，目前，我国高等植物濒危和受威胁物种数量已达4000~5000种，约占物种总数的15%-20%。通过种子库，保证了部分物种的安全，也使得我国野生动物种子资源的快速高效研究和利用成为可能。种子库在作物改良和创新、新作物筛选、生态恢复和田间回归方面发挥着重要作用。
技术创新使样品管理更加智能
对生物样品资源的迫切需求与日俱增，对生物样品储存的数量和质量也提出了更高的要求。特别是在医学研究到群体、系统分子医学水平的今天，生物样本量已经积累到天文数字，过去生物样本库的广泛性，已经不能满足日益增长的需求。
"在许多医院和研究机构中，也使用了非常'原始'的生物样本保存技术。TheGen Cell科技集团副总裁兼市场总监魏佳表示，传统的生物样本存储模式，不仅存储设备的自动化程度、智能化程度不高，而且操作标准也不尽相同，还存在样品保存不当、遗漏错误、信息管理、劳动效率低下等问题。
此前市场上唯一的生物样品自动化存储设备由国外品牌垄断，一套设备移动数百万欧元，价格昂贵。"为此，我们100多人的技术研发团队决定自己动手，开发具有自主知识产权的国产设备。维加说。
原生物从保证生物样品安全入手，创新性地提出"全流程深低温冷链保护"、"蜂巢独立单元存储"、"单分支接入"、"5G-loT远程智能样品库管理"、"无人值守样品库"等先进理念，打造新一代生物样品库需求自动化产品，使生物样品更安全。
其中，旗舰BSN系列全自动深低温生物样品储存装置，采用独创专利的蜂窝式储存结构，可提供-196°C气相液氮厌氧储存环境的样品，可有效保证样品的安全和质量。
"该设备的核心存储区域由特殊设计的材料制成，因此具有防辐射和防光功能。Vega引入，蜂窝式独立机组设计，在避免干扰的同时，可将样品储存形成烟囱效应，空调方向由下到上，保持内部气流的稳定性，防止水分进入，从而避免结霜，无氧储存，和冷却平衡。
"下一代生物样本还使用领先的自动化智能存储设备，对样品进行全过程深度和低温保护，无氧存储，访问各级数据记录的完全可追溯性等等。魏佳介绍，生物样本库采用5G-loT技术，连接库内各类设备，实现数据互联互通，确保样本库数据安全、人员安全，使样本管理更加智能化。
"例如，我们应用人工智能数字孪生技术执行预测性维护，将机器数据放入数据模型中进行模拟和计算，以确保机器长时间保持良好的工作状态。维加的介绍。
目前，原能生物已申请国内外专利近300项，软件著作权近30项，技术领先世界。相关设备已远销美国、日本，实现了国际轨道"弯道超车"，真正实现了自动化低温仓储设备领域的自主控制。
样本数据可直接与科研机构连接
"随着精准医学和遗传学研究的快速发展，生物样本库已成为识别多种疾病和发病机制的重要依据。帅说，生物样本库的信息量非常大，它不仅包含样本的采集，还包含与样本相关的生物或人类数据的采集和随访。因此，在精准医学研究中，生物样本库可以发挥重要作用。
生物模拟文库也广泛用于代谢组学。最常见的人类代谢物是尿液，它比血液样本更容易收集。2013年的流行病学调查显示，中国成人糖尿病的患病率为10.9%，糖尿病前期的患病率为35.7%。利用我国丰富的糖尿病样本资源，结合定量蛋白质组学技术和尿液代谢组学的分析检测，有助于糖尿病的早期发作和临床诊断，提高我国代谢性疾病的临床诊疗水平。
此外，生物样本库广泛用于药物研发行业。开发新药的一大障碍是需要对生物样品的来源进行测试，这既耗时又昂贵。拥有包含各种信息的生物样品库，新药开发效率将得到显著提高。
"可以说，具有完整临床信息的高质量生物样本库是进入21世纪个性化医疗时代的关键，也是生命科学系统研究的基础。帅说，利用生物样本库平台可以有效提高临床研究的准确性，还可以利用我国丰富的临床患者样本资源，通过临床研究转化为造福人类的临床医疗手段。
来源：科学日报