Generell erfordert die Entnahme und Konservierung von biologischen Proben für fortgeschrittene genetische Manipulationen und wissenschaftliche Forschungen oft eine Reihe von Geräten mit extrem niedrigen Temperaturen, um die Bioprozesse in Blut- und Gewebeproben aufzubewahren und zu verlangsamen. Diese ultimative Aufgabe der Probenentnahme und DNA-Konservierung ist notwendig, um die Population einer Probe zu untersuchen.

Obwohl biologische Proben für molekulare Studien und die klinische Forschung entnommen werden, kann die Konservierung auch zum Verständnis der Bioprobenwissenschaft genutzt werden. Die Konservierung von Tieren, Haut oder Flüssigkeiten für die Langzeitlagerung erfordert spezielle Verfahren zur Sammlung, statistischen Analyse und Untersuchung.

Laut loris-conservation.org empfiehlt Wobeser (1994 b), dass der Probensammler "zunächst mit der/den Person(en), die die Analysen durchführen, Kontakt aufnimmt und die Art und Anzahl der Proben oder Exemplare sowie die genauen Methoden der Sammlung und Konservierung festlegt". In diesem Artikel über die Konservierung von DNA-Proben wird erwähnt, dass das Einfrieren eine geeignete Konservierungsmethode für bestimmte Proben sein kann, für andere jedoch schädlich sein kann, z. B. für die historische Untersuchung von Gewebe.

Zu den weiteren allgemeinen Überlegungen in diesem Artikel gehört die Erkenntnis, dass nicht alle Puffer lebende Erreger zur Identifizierung einer isolierten Krankheit liefern. Außerdem kann der Prozess der Trockeneiskühlung Krankheitserreger inaktivieren. Die Lagerung in Trockeneis kann zu ungültigen Ergebnissen bei der Probenanalyse führen. Um genaue Hypothesentests durchführen zu können, sollten die Gefriergeräte so ausgelegt sein, dass sie genaue Lagertemperaturen bieten, die zu genauen Analyseergebnissen führen. Wenn der Zugang zu den erforderlichen kryogenen Lagerungsgeräten begrenzt ist, kann Stirling Ultracold eine vorläufige Konservierung für eine breite Palette biologischer Materialien bieten.

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Allgemeine Regeln

Kühlung und Kältetechnik (kryogene und ULT-Lagerung)

Biologische Materialien müssen bei einer bestimmten Temperatur über einen bestimmten Zeitraum aufbewahrt werden. Im Allgemeinen müssen kurzzeitig gelagerte Gegenstände für lange Zeiträume gefroren oder für eine schnelle Verwendung bei Kühltemperatur gelagert werden. Obwohl einige Versandbehälter Trockeneis für das Temperaturmanagement verwenden, eignet sich die Ultratiefkühltruhe von Stirling Ultracoldperfekt für die Lagerung von Proben in nahezu jedem Anwendungsfall. Isolierte Kühlkettenversandbehälter beruhen häufig auf einer Kombination aus Phasenwechselmaterialien und hochwertiger Isolierung, um temperaturempfindliche biologische Produkte vom Herstellungsort bis zum Patienten thermisch zu schützen und zu transportieren. Für ultrakalte Lagerungsanforderungen wird häufig Trockeneis als Phasenwechselmaterial verwendet, da es bei -70 °C sublimiert. Phasenwechselmaterialien kühlen jedoch nur für einen kurzen Zeitraum, so dass tragbare Gefriergeräte wie der ULT25NEU von Stirling verwendet werden sollten, wenn eine Langzeitlagerung bei extrem niedrigen Temperaturen erforderlich ist.

Weitere Einschränkungen eines Phasenwechselmaterials wie Trockeneis bestehen darin, dass der Behälter nicht luftdicht sein kann, da die Sublimation von Trockeneis zu einer Ausdehnung des Gases und einem erhöhten Druck führt. Wenn der Druck nicht abgelassen wird, kann es in luftdichten Trockeneisbehältern zu einer Miniatur-Explosion kommen.

Proben, die für die Skelettpräparation gelagert werden müssen, benötigen in der Regel einen Lagertemperaturbereich von -10 ºC bis -40 ºC; wählen Sie einen Ultratiefkühlschrank für das Labor, der Gegenstände in einem größeren Temperaturbereich wie -20 ºC bis -80 ºC lagern kann.

Das Einfrieren ganzer Proben sollte vermieden werden, wenn eine histopathologische Untersuchung erforderlich ist, "da dies zahlreiche Artefakte verursacht". Da die Lagerung über kürzere Zeiträume keine Verstärkung der Behandlung erfordert, ist die sofortige Konservierung von DNA-Proben möglicherweise das einfachste Verfahren. Müssen die Proben über einen längeren Zeitraum aufbewahrt werden, müssen sie in einem Gefrierschrank mit extrem niedriger Temperatur, wie dem von Stirling Ultracold, gelagert werden.

Trocknen

Die Lufttrocknung wird für bestimmte gelagerte Magenproben empfohlen.

Trocknungsmittel

Trockene Proben müssen durch zusätzliche Lagerung von Silika vor Feuchtigkeit geschützt werden. Wenn die Probe Wasser absorbiert, kann das Bioprodukt regeneriert werden, da es wärmetoleranter ist. Beim Umgang mit trockenen Proben und bei der Entsorgung von gefährlichen Abfällen wird die Verwendung von Schutzkleidung wie Masken und Handschuhen empfohlen.

Reis kann auch Feuchtigkeit absorbieren, wenn Siliziumdioxid nicht ohne weiteres verfügbar ist. Reis kann Proben für kurze Zeit trocken halten. Reis kann auch zum Austrocknen regeneriert werden. Reis verändert sich unter feuchten Bedingungen äußerlich nicht, aber das Molekulargewicht kann bestimmen, wie viel Feuchtigkeit vom Reis absorbiert wird.

Chemische Konservierung

Auch Chemikalien können Gewebeproben und Proben für die Untersuchung aufbewahren und konservieren. Chemikalien sollten nicht zur Konservierung von Proben als Präparat in Skelettmaterial verwendet werden, da mikrobielle Untersuchungen nicht über chemische Kanäle gelagert werden sollten. Die chemische Konservierung kann bestimmte Materialien und Weichgewebe nach längerem Eintauchen verfärben.

Die Konservierung von Substanzen in Alkohol kann als Langzeitlagerungsmethode verwendet werden, wenn die Proben zuvor in Formalin gelagert wurden, da Alkohol das Gewebe nicht aushärtet. Tiere können in Alkohol aufbewahrt und konserviert werden; allerdings müssen die Därme des Tieres vor der Lagerung in Alkohol entfernt werden.

Transport biologischer Proben

Beim Transport von frischen oder gefrorenen Gewebeproben können die Behältnisse keine Leckagen aufweisen. Nach Wobester (1994) müssen die Gefahrgutvorschriften "berücksichtigt werden, um Verzögerungen oder Ablehnungen durch den Spediteur zu vermeiden."

Chemisch gelagerte Proben können entnommen und für den Versand in getränkten Tüchern aufbewahrt werden. Sie müssen jedoch in auslaufsicheren Behältern aufbewahrt werden, die für den Versand erforderlich sind.

Erforderliche Genehmigungen

Jede invasiv entnommene Probe, wie z. B. Blut- oder Gewebeproben, muss den spezifischen Gesetzen des Landes entsprechen, in dem das Experiment durchgeführt wird. Haarproben können jedoch nicht-invasiv entnommen werden.

Genehmigungen und erforderliche Prozessmessungen müssen vor dem Versand von Proben berücksichtigt und eingehalten werden. Biologische Gewebeproben von gefährdeten Exemplaren können im Herkunftsland besondere Genehmigungen erfordern und müssen alle erforderlichen Genehmigungen zur Seuchenbekämpfung einhalten. Wenden Sie sich immer an ein Untersuchungslabor, bevor Sie eine Probe versenden.

Gewebekonservierung

Laut loris-conservation.org"kann bei Kadavern seltener Arten die Konservierung von Organen in situ für anatomische Studien hilfreich sein, wobei nur kleine Proben zur Untersuchung entnommen werden sollten, die so wenig wie möglich stören.

Laut labtestsonline.org können Gewebeproben durch eine Biopsie mit folgenden Methoden gewonnen werden:

  • Nadelbiopsie - Nadeln werden in die Stelle eingeführt und die Zellen mit einer Spritze entnommen. Eine Nadelbiopsie erfordert wenig bis gar keine Erholungszeit für die Probe; nach der Biopsie kann lediglich ein leichtes Unbehagen auftreten.
  • Exzisionsbiopsie - Durch einen kleinen Einschnitt wird ein Teil des Gewebes entnommen, indem einige Stellen herausgeschnitten werden. Es kann eine Nadel eingeführt werden, die den Forscher zu einer geeigneten Stelle für die DNA-Entnahme führt. Exzisionsbiopsien werden "in der Regel in einem Krankenhaus-Operationssaal durchgeführt". Oft wird eine Vollnarkose verabreicht, damit sich der Patient wohl fühlt. Dabei kann eine Erholungszeit von einigen Stunden erforderlich sein.

Gewebeproben für Untersuchungen, z. B. für die Bakteriologie, müssen entnommen werden, wenn eine Nekropsie durchgeführt wird, um gesundheitliche Komplikationen festzustellen. Solche Proben können in normalen und abnormen Bereichen der Probe entnommen werden. Für die Entnahme einer Gewebeprobe wird empfohlen, Proben zu entnehmen, die nicht dicker als 1 cm sind, aber groß genug, um einige Bereiche mit Gewebeanomalien zu erfassen. Bei kleinen Tieren können statt Proben auch ganze Organe entnommen werden.

Die Gewebekonservierung kann mit Ethanol durchgeführt werden. Die Ethanolkonzentration bei der Konservierung kann die Qualität der Proben beeinträchtigen. Ethanol ist einfach zu verwenden und konserviert die DNA in Bereichen, in denen über einen längeren Zeitraum eine "erhöhte Umgebungstemperatur" herrscht. Forscher sollten jedoch beachten, dass Ethanol entflammbar sein kann, was Ethanol zu einer möglicherweise gefährlichen Konservierungsmethode macht.

Es muss jedoch vermieden werden, bestimmte Proben zu beschädigen. So kann beispielsweise das Zusammendrücken von Proben mit einer Pinzette die Originalprobe mechanisch beschädigen. Bei der DNA-Analyse von Gewebeproben empfiehlt die AZA Prosimian Taxon Advisory Group (2002) die Lagerung von Herz-, Skelettmuskel- und Leberproben in gefrorenen Plastikbeuteln. Die Tiefkühltruhe von Stirling Ultracoldkann verwendet werden, um Gewebeproben aus der ganzen Welt in einer Tiefkühltruhe für den einfachen Transport zu lagern.

Flüssige Konservierung

Kleine Mengen von Blut und Flüssigkeit können aus einer offenen Körperhöhle entnommen werden, um virale, bakterielle und Blut-RNA, DNA-Qualität, DNA-Abbau, genomische DNA oder Antikörper gegen Krankheitserreger nachzuweisen. Um eine Probe zu gewinnen, müssen die Organe mit einem Filterpapier in Kontakt kommen. Die Blutflecken können bei Raumtemperatur getrocknet oder in versiegelten Beuteln aufbewahrt werden, um sie in einem Gefrierschrank bei ultraniedriger Temperatur zu trocknen. Es wird empfohlen, den Plastikbeuteln, die unter Trockenbedingungen gelagert werden, Kieselgel beizufügen.

In der Serologie können Serum oder Plasma von den Blutzellen getrennt und dann in Tiefkühlgeräten bei extrem niedrigen Temperaturen gekühlt werden, bis sie in ein Labor transportiert werden. Plasma und Blut können entnommen und bei Temperaturen zwischen -20ºC und -80ºC gelagert oder 30 Minuten lang stehen gelassen und 20 Minuten lang zentrifugiert werden.

Wenn eine Zentrifuge nicht leicht zugänglich ist, können Plasma und Blut gewonnen werden, "indem man den Klumpen von Blutzellen absetzen lässt". Bei der Blutentnahme bei lebenden oder toten Tieren ohne geronnenes Blut könnte das Blut in ein Röhrchen gegeben werden, bis es gerinnt. Sobald die Gerinnung abgeschlossen ist, kann das Röhrchen mit dem anhaftenden Gerinnsel entfernt werden.

Bei der DNA-Analyse können Blutproben so aufbewahrt werden, dass die DNA über einen langen Zeitraum hinweg unter ultratiefen Gefrierbedingungen konserviert wird.

Andere Körperkonservierung

Wenn eine Probe in freier Wildbahn gefunden wird, kann es auch hilfreich sein, Inhalte außerhalb von Gewebe und Blut für die Analyse zu sammeln. Die Untersuchung des Mageninhalts ist möglicherweise nicht ausreichend. Der Mageninhalt kann durch chemische Prozesse oder in Alkohol konserviert werden. Darüber hinaus kann der gesamte Verdauungstrakt durch die Injektion von Formalin chemisch konserviert werden, um ihn später zu analysieren.

Kryogenische Probenkonservierung

Die Lagerung von Gewebeproben bei niedrigen Temperaturen dient dazu, die Lebensfähigkeit der konservierten Proben zu verlängern. Obwohl viele Proben bei einer Temperatur von -80ºC aufbewahrt werden, ist es wichtig zu wissen, dass die mit der Stoffwechselaktivität verbundenen Temperaturen nicht aufhören, sondern sich nur verlangsamen. Die Senkung der Probentemperaturen durch kryogene Konservierung gewährleistet einen sicheren Konservierungsweg.

Der Temperaturbereich für in Probenröhrchen gelagertes Material liegt zwischen -80ºC und -100ºC. Die Lagerung von Proben in Trockeneis birgt viele Risiken für die Gewebelagerung:

Bei der Lagerung in Trockeneis besteht die Gefahr, dass die Probenröhrchen mit Kohlendioxid geflutet werden, wenn sie bei Raumtemperatur entnommen werden. Wie bereits erwähnt, kann dies zu einer Explosionsgefahr führen.

Bei der Lagerung in Trockeneis besteht ein potenzielles Risiko der Kreuzkontamination durch Viren, die nach der Suspendierung in Trockeneis inaktiv bleiben.

Entnahme von Labor-Gewebeproben

Die moderne Technologie ermöglicht es, verschiedene Proben vor Ort zu untersuchen. Die Proben können so gewonnen werden, wie eine Probe sie natürlich ausscheidet. Andere können aus den Körperöffnungen einer Probe entnommen werden. In einigen Fällen kann der Arzt durch einen kleinen chirurgischen Eingriff und unter Narkose an die gewünschte Probe gelangen".

In der Regel werden Tests an mehr als nur einer Probenart durchgeführt. Obwohl Gewebeproben typisch sind, können auch Blut- und andere Körperproben mit den Tiefkühlgeräten von Stirling Ultracoldgesammelt, konserviert und gelagert werden. Blutzuckertests können zum Beispiel zur Diagnose von Diabetes und zur regelmäßigen Überwachung des Blutzuckerspiegels verwendet werden. Manchmal können auch andere Körperproben und Blut für HIV-Antikörpertests entnommen werden.

Gewebeproben können an verschiedenen Körperstellen einer Probe entnommen werden. Je nach Stelle kann die Zeit, die für die Durchführung einer Gewebebiopsie benötigt wird, variieren.