在實驗室、醫療機構與生技產業中，液態氮（Liquid Nitrogen, LN₂）是用來超低溫儲存樣品不可或缺的工具，特別是針對細胞、胚胎、RNA、病毒樣本等對溫度極為敏感的材料。由於液態氮具有極低的沸點（約 -196°C），與冷凍櫃（尤其是 -80°C 或以下）搭配使用時，能建立穩定又具備保險層級的冷凍儲存系統。
但這項高效技術也伴隨著高度風險。為了確保操作安全、樣品有效保存，本文整理出搭配冷凍櫃使用液態氮時的5大安全操作技巧，幫助你建立更完善的低溫管理流程。
液態氮在冷凍儲存中的角色與用途
液態氮與冷凍櫃的差異與互補
| 項目 | 液態氮儲存 | 冷凍櫃儲存（-80°C） |
|---|---|---|
| 溫度範圍 | 約 -196°C | 約 -60°C ~ -86°C |
| 適用樣品 | 幹細胞、胚胎、病毒、RNA | 生物試劑、DNA、酵素、血清 |
| 持溫方式 | 依靠液態氮液位與容器絕熱結構維持 | 壓縮機與冷媒循環自動控溫 |
| 開蓋保冷性 | 高（氣氮保護） | 易溫升，需快速關閉門體 |
| 適用情境 | 長期保存、高風險樣品、安全備援 | 日常操作、頻繁存取樣品 |
許多實驗室會將兩者結合使用，例如：
- 冷凍櫃用於日常存取與分裝；
- 液態氮儲槽作為長期備份保存庫，降低樣品風險。
5大液態氮搭配冷凍櫃的安全操作技巧
1. 樣品儲存前分級分類，建立冷凍邏輯
液態氮不宜頻繁開蓋取物，因此建議將樣品依照使用頻率與保存年限進行分級儲存：
- 常用樣品：放置於 -80°C 冷凍冰箱中，方便操作與追蹤。
- 備份樣品 / 長期儲存：轉存入液態氮罐中，建立標籤與資料對應表。
- 異地備援儲存：關鍵樣本建議放置在不同位置或不同液氮儲槽中。
2. 操作人員須經過標準訓練並配戴完整防護裝備
液態氮操作不可輕忽，低溫與揮發性氣體皆可能造成人體傷害或空間缺氧。
基本個人防護裝備（PPE）應包含：
- 低溫專用手套（耐 -196°C）
- 抗UV/防霧護目鏡或面罩
- 防護衣、防滑鞋
- 不密閉的操作環境或需搭配排風設備
若使用手動分液容器，應確保出口導管設計為低壓穩定排氣，避免噴濺。
3. 嚴格控管液位，避免樣品暴露於氣相區間
液態氮罐內分為氣相與液相區，為避免樣品因液位下降而暴露於氣相，導致冷凍不足或反覆融凍，應：
- 每日記錄液位高度或使用液位計監控
- 設置補氮預警線或自動補氮系統
- 若使用氣相液氮罐，應確認其冷卻效能與絕熱設計符合樣品保存需求
4. 樣品從冷凍櫃轉移至液氮時應盡量縮短暴露時間
從 -80°C 冷凍冰箱取出的樣品若需轉入液態氮中保存，應避免長時間暴露於室溫。
建議流程：
- 事先準備好轉移容器（如預冷的鋁盒或速凍架）
- 取出樣品後立刻放入轉移盒
- 儘速移至液態氮儲槽中指定區域
- 完成儲存後立即關閉罐蓋，避免熱氣入侵
這樣的流程設計可減少樣品降解風險，確保冷凍鏈完整性。
H3：5. 建立樣品位置對照表與異常通報機制
無論使用冷凍櫃或液態氮儲存，良好的樣品管理系統是避免遺失、混淆或放錯位置的關鍵。
- 使用條碼標籤 + 位置對應編碼（如：LN-A1-3 表示液氮罐A第1籃第3格）
- 設置樣品移動紀錄表，包含操作人員、時間與原因
- 配合異常溫度通報系統（如斷電、液位下降），第一時間進行補救措施
打造可靠的低溫儲存系統，從操作細節做起
液態氮與冷凍櫃的結合使用，是實驗室建立多層次低溫儲存體系的實用方法，既能兼顧操作便利性，也能為高價值樣品提供更嚴謹的保存機制。
但這樣的設計唯有建立在嚴格的操作流程、安全意識與標準化管理之上，才能真正發揮其價值。無論是樣品轉移、液位監控或異常處理，事前規劃與人員訓練才是避免風險的最佳防線。
若你的實驗室或機構正在擴充冷凍容量，建議從樣品特性、使用頻率、安全監控與備援策略出發，規劃出適合自身的冷凍設備配置與液態氮操作制度。這將不僅提升實驗效率，也是守住研究成果與資料價值的關鍵一環。
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