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Nachweis der Lagerbeständigkeit von Kryoröhrchen

08/2018-12/2020

M. Sc. René Kretschmer

+49-351-4081-644

in Bearbeitung

Künstliche Alterung der Primärpackmittel für Biobankinganwendungen

Bei der Langzeitlagerung von biologischen Proben in Bio- oder Kryobanken werden häufig Kryoröhrchen (auch als Vials oder Tubes bezeichnet) verwendet. Die meist aus Polypropylen bestehenden Primärpackmittel sollen die wertvollen Proben vor Kontaminationen schützen und die chemisch-biologische Unversehrtheit der Proben auch nach mehreren Jahrzehnten Lagerung bei tiefen Temperaturen garantieren. Ziel des FuE-Vorhabens ist der Nachweis der Lagerbeständigkeit dieser Röhrchen durch vergleichende Dichtheitsuntersuchungen und die vergleichende Bewertung charakteristischer Materialeigenschaften vor und nach künstlicher Alterung.

Dabei sollen die folgenden Kernpunkte umgesetzt werden:

  • Die nicht praktikable Echtzeitprüfung wird durch thermische Wechselbelastung in einer Zyklierkammer ersetzt, so dass die Bedingungen der Langzeitlagerung (üblich sind mehrere Jahrzehnte) angenähert werden können.
  • Die Heiz- und Abkühlraten der Zyklierkammer können definiert eingestellt werden um die realen Einfrier- und Auftauprozesse abzubilden.
  • Detektion von Alterungseffekten durch thermische und mechanische Prüfmethoden, insbesondere kalorimetrische Messungen sowie Zug- und Druckprüfung, und Visualisierung der Alterungseffekte durch mikroskopische Aufnahmen.
  • Die bereits am Institut entwickelten Methoden zur Dichtheitsprüfung der Kryoröhrchen (gravimetrischer Dichtheitsnachweis, Nachweis der Dichtheit bei Transport auf Trockeneis und Dichtheit gegen flüssigen Stickstoff) werden um eine Prüfmethode zur Dichtheit während der Gasphasenlagerung über flüssigem Stickstoff ergänzt.

Als Resultat der Entwicklung wird eine Möglichkeit zur beschleunigten Alterung der Kryoröhrchen geschaffen, die den Materialverschleiß durch die Lagerprozesse in Kryobanken unter Laborbedingungen in kurzer Zeit nachstellen kann. Durch mehrfaches Durchlaufen kritischer Temperaturen bzw. Temperaturbereiche soll die Beanspruchung durch praxistypische Lagerbedingungen bestmöglich simuliert werden. Für die Bewertung der Lagerbeständigkeit werden Prüfmethoden etabliert, um zeit- und temperaturabhängige Veränderungen der Materialeigenschaften und die Auswirkungen mechanischer und chemischer Beanspruchung auf das Dichtverhalten der Röhrchen nachzuweisen.

Auf diese Weise kann eine mögliche Schädigung der wertvollen Proben durch die Verwendung eines ungeeigneten Packmittels verhindert oder zumindest durch die Auswahl eines besser geeigneten Röhrchenmaterials vermindert werden.

 


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