COVID-19 和超低温冷链的需求

耗资数十亿美元、公共私人美国协作的曲速行动面临在大约几个月内开发并配送 COVID-19 疫苗的艰巨任务。

在潜在疫苗获批后，约 300,000,000 万剂可早在一月份用于配送。此外，其他制药公司及其研究人员也在竞相迅速开发他们自己的药物。

这意味着主要货运和配送公司必须快速行动，以创建“超低温（ULT）冷链”计划。

在临床试验中最有前景的疫苗需要在超低温下储存 — 低至 -80 摄氏度（-112 华氏度）。这需要数以千计的专业 ULT 冷冻柜。

UPS 等物流公司正在美国和欧洲的战略航空枢纽附近安装 ULT 冷冻库。近期目标是储存并在需要的时候向有需求的地方运送新的 COVID-19 疫苗。

此紧迫需求推动 ULT 冷冻柜技术和 3PL 货运行业快速改变。这些改变快速跟踪生物制药配送和物流的未来。

据美国国立卫生研究院，人工智能（AI）已经加快药物检测，但也可帮助促进其他药品发展。运送这些个性化治疗药物的能力主要取决于有远见的技术选择。

当今 ULT 冷冻柜

大多数 ULT 采用基于商业压缩机的技术，通过循环开关调节温度。但他们是复杂的机器，需要经常维护；他们需要充足的电力和空间运作，并产生过多的热量，因此使 HVAC 成本增加。但他们是行业标准。

今年，迅速采用新的 ULT 冷冻柜技术，克服了许多上述问题。结合斯特林发动机的基本设计，这些 ULT 冷冻库采用自由活塞式斯特林发动机，该系统需要较少的运动部件，而且无润滑油。

因此，该 ULT 冷冻库几乎不需要维护，也不会发生故障。由于发动机持续运行，它维持精确的稳态温度，并在冷冻柜门打开后快速恢复。有了这种自由活塞式发动机，可在更小占地面积内容纳更多样本，使用更少能源，以及产生最少环境热量。

由于广泛的温度范围，COVID-19 候选疫苗的不确定温度要求也驱动了对更新 ULT 冷冻柜的兴趣，需要能够可靠储存从 -80 °C 到 -20 °C 的样本。

无论何种 ULT 技术，这些冷冻柜现在需要人员手动储存和移动药物及样本，同时管理冷冻库的性能，通常需要极少文件。为跟上行业改变，ULT 冷冻柜正在转向允许样本跟踪、温度监测和可靠审计追踪的解决方案。

“生物样本已成为真正的公司资产。因此，样本管理现在更加关键。”

超低温冰箱远程监控和数据管理的兴起

说到 ULT 冷冻柜，员工需要了解情况，以避免在他们的样本管理流程中发生错误或延迟。他们打开柜门，整理结霜的样本以找到他们需要的样本，此时可能让热气接触冷冻柜中的物品。

当他们提取样本进行下游处理、研究或临床应用时，他们必须认识到冷链监管链的需求。这需要基于云技术的智能和数据管理。

生物样本已成为真正的公司资产。因此，样本管理现在更加关键。

将通过云连接实现对 ULT 冷冻库的基于传感器的远程监测、控制和预测分析。持续的数据流将探测性能特征，以提供关键的“机上”信息，确保适当的样本管理，从而增加生物制剂的疗效。

未来的 ULT 冷冻柜将引入引导式访问能力，通过它可以在实验室管理系统和冷冻柜访问点跟踪和视查药瓶。研究人员和 3PL 将确切了解他们的样本在冷冻柜中的位置，这样他们可以维护冷链监管链，增强样本完整性。

机器人科学和 ULT“自动售货机”

现在，工作人员从 ULT 冷冻柜中拿取疫苗盒及其他生物制剂，然后整理打包进行运输。机器人将通过与 ULT 冷冻柜互动，选择药剂位置、放置和取回，从而简化这一流程。

机器人的精确和速度将进一步提高冷链监管链。随着个性化医疗（通过使用基因操作和 CRISPR 技术创建个体病人靶向疗法而开发的治疗药物）的激增，ULT 将成为“虚拟自动售货机”，能够从亿万剂中查找到一剂直接送达病人护理点。

逻辑上说，软件将根据需要向机器人下达指令，将整个冷冻柜中的物品移到其他冷冻柜中。

信息管理、预测分析、机器人科学和 AI 的结合是不可避免的，将建立更可靠的、稳健的、适用于各种生物材料的冷链监管链。

随着医学和生物制药的发展，设施场所的 ULT 储存（包括 UPS 运营的设施场所）将成为新型疫苗、药物和医学样本的结算所和配送中心 — 自动储存并按照需求迅速运送。

现在即将开展潜在疫苗配送，以及面临截然不同的将来，迫切要求我们持续适应和发展。

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