-196 度でも剥がれず色あせなし : 極低温ラベルが生物サンプルを数十年にわたって保護する方法

生体サンプルは、ほとんどの物質が破壊される温度で保管されます。 -液体窒素の沸点である 196 度 - では、ゴムはもろくなり、プラスチックは粉々になり、通常のラベルは簡単に剥がれてしまいます。しかし、極低温バイアル内のサンプルは何十年も識別可能でなければなりません。 1 つの読めないラベルは、サンプルの紛失、実験の失敗、または診断の見逃しを意味する可能性があります。

極低温ラベルはこの問題を解決します。極寒や繰り返しの凍結融解サイクルに何年もさらされても、貼り付けられたままで、読みやすく、スキャンできるように設計されています。{1}このガイドでは、それらがどのように機能するか、およびサンプルに適したものを選択する方法について説明します。

-196度でラベルが剥がれる理由

ラベルを貼付したバイアルが液体窒素に入ると、温度は急速に低下します。ラベルと容器の冷却速度は異なります。ラベルは薄いのですぐに冷めます。ガラスやプラスチックの容器は厚みがあり、冷めるのが遅くなります。

この違いが問題を引き起こします。ラベルは、貼り付けられている容器よりも早く収縮します。ラベルがこの収縮に対応して伸びることができない場合、ラベルが壊れたり、接着剤から剥がれたりします。極低温ラベル研究からの特許出願では、このことを正確に説明しています。「室温から極低温への急速な熱転移中に、ラベルの切子面の急速な体積収縮が発生します...この体積収縮は、容器よりもラベルの方がはるかに急速に発生します。」

この解決策は、冷えると伸びて薄くなり、接着剤から剥がれることなく接着剤と一体化した状態を保つことができる表面素材です。

ポリエステル(PET)フィルム

ポリエステルは極低温ラベルの最も一般的な表面素材です。優れた寸法安定性を備え、幅広い温度範囲にわたって収縮と膨張に耐えます。たとえば、2.0 ミルの透明な光沢ポリエステル フィルムは、-196 度の低温向けに設計された極低温ラベルに使用されます。

ポリエステル ラベルは優れた接着力と湿気や化学薬品に対する耐性を備えているため、低温と周囲条件の両方に適しています。{0}}また、熱転写印刷にも適しており、スキャン可能な耐久性の高いバーコードを生成します。

ポリプロピレン(PP)フィルム

ポリプロピレンはポリエステルよりも柔軟性があり、耐薬品性に​​優れています。小さな直径のチューブやバイアルなど、柔軟性が必要な場所でよく使用されます。-ダイレクトサーマルコーティングを施した 3.9 ミルのホワイトマットポリプロピレンフィルムも一般的な構造です。

PP ラベルは液体窒素、オートクレーブ、その他の過酷な環境に耐えられるため、汎用バーコード用途によく選ばれます。{0}

伸縮性特殊フィルム

一部の極低温ラベルには、伸縮性の高い熱可塑性素材が使用されています。特許申請書には、縦方向に 570%、横方向に 645% の伸びがあり、以前のビニールラベルよりもはるかに伸縮性のある素材が記載されています。この極端な伸縮性により、ラベルは冷却による急速な収縮にも破損することなく対応できます。

標準的な接着剤が失敗する理由

標準的な感圧接着剤は、低温では硬くなり、粘着性を失います。- -80 度になると、ほとんどの接着剤が機能しなくなります。 -196 度になると、脆くなり、表面から剥がれます。

高粘着性アクリル系接着剤-

極低温ラベルには、極度の寒さでも機能を維持できるように配合された、強力な高粘着性の{0}アクリル系感圧接着剤-が使用されています。これらの接着剤は、液体窒素浸漬からの除去など、低温と室温の間の温度変化に繰り返しさらされた場合でも、エッジリフティングに耐えるように設計されています。

小径の試験管やアンプルへの接着力に優れた溶剤アクリル接着剤が一般的に選択されます。{0} -320 度から 248 度 (-196 度から 120 度) の範囲でパフォーマンスを維持します。

凍結-解凍テスト

極低温接着剤の実際のテストは、一度だけ寒さにさらすことではありません。液体窒素と室温の間で循環を繰り返します。標準的なサイクル テストでは、ラベルを付けたバイアルを液体窒素 (-196 度) に 20 分間浸し、その後 40 分間 23 度、相対湿度 50% に戻し、このサイクルを複数回繰り返します。良好な極低温ラベルは、これらのサイクルの後でも剥離、ひび割れ、剥離が見られません。

熱転写印刷

熱転写印刷は極低温ラベルの標準です。ラベル表面に樹脂リボンを溶かし、ラベルの上に置かれるのではなく、素材の一部となるようなイメージを作り出します。作成されたバーコードは防水性、耐候性があり、複数回の凍結融解サイクルに対して耐性があります。{2}

印刷品質は重要です。 203 DPI の熱転写プリンタは、マイクロチューブやクライオバイアル上の小さなバーコードに必要な精度を実現します。

耐久性を最大限に高める樹脂リボン

すべてのリボンが極低温で同等に機能するわけではありません。樹脂リボンは最も要求の厳しい環境向けに設計されており、汚れ、傷、色あせに強いプリントを実現します。一部の極低温ラベルは、推奨される樹脂リボンを使用して印刷した場合の、アルコール噴霧および消毒用ワイプに対する耐性について特別にテストされています。

表面下印刷

一部のポリエステル極低温ラベルは表面下印刷を使用しており、印刷された画像は透明な最上層の下で保護されています。これにより、液体窒素中で長期間保管した後でも、カラーコードの色あせ、汚れ、汚れが防止されます。-

ISO 20387 とラベルの検証

バイオバンクは厳格な基準の下で運営されています。バイオバンキングに関する ISO 20387 では、生物学的サンプルが保管期間中ずっと追跡可能であり、ラベルがサンプルがさらされる条件に耐えることを要求しています。バイオバンクはメーカーからラベル検証証明書を取得し、ラベルが極低温保存、耐薬品性、長期付着に必要な性能を発揮することを確認する必要があります。-

規制の遵守

極低温ラベル材料は、研究室および医薬品での使用に関する関連規制に準拠する必要があります。一般的な準拠規格には、21 CFR 175.105 (間接食品添加物)、REACH、および RoHS/WEEE が含まれます。バイオバンキングや臨床応用では、ガンマ線照射や ETO 滅菌などの滅菌方法との互換性も重要です。

ステップ 1: 温度範囲を確認する

ほとんどの極低温ラベルは、-196 度から +120 度以上と評価されています。ラベルの温度範囲が保管条件と、オートクレーブやインキュベーションなどの処理手順の両方をカバーしていることを確認してください。

ステップ 2: ラベルを容器に合わせます

極低温ラベルはポリプロピレン、ガラス、PVC、スチールに接着します。小さな直径のチューブやバイアルには、湾曲した低表面エネルギーの表面用に特別に設計された高粘着性の接着剤が必要です。{{2}必ず特定のコンテナ タイプでテストしてください。

ステップ 3: 適切な印刷方法を選択する

耐久性の基準は熱転写です。レーザー印刷は用途によってはオプションですが、同じレベルの抵抗が得られない場合があります。プリンターとリボンの組み合わせが極低温での使用が検証されていることを確認してください。

ステップ 4: 実際の条件下でテストする

サンプルラベルをリクエストして、実際の容器に貼り付けてください。実際の凍結融解サイクルを通して実行してください。{1}複数のサイクル後に剥離、退色、およびバーコードの読み取り可能性を確認します。小さなテストで大きな損失を防ぎます。

Q1: ラベルが極低温になるのはなぜですか?
A: 極低温ラベルは、-196 度 (液体窒素) という低い温度でも貼られたままで判読できるように設計されています。熱収縮に対応する伸縮性のある表面素材、極寒の環境下でも機能を維持する高粘着アクリル粘着剤、色あせや汚れに強い印刷方法を使用しています。

Q2:液体窒素中で通常のラベルが剥がれるのはなぜですか?
A: 通常のラベルは、ラベルが容器よりも早く冷えたときに起こる急速な熱収縮に対応できるほど十分に伸びることができません。ラベルは収縮しますが、容器は収縮しないため、ラベルが破損したり接着剤から剥がれたりする応力​​が発生します。

Q3: 極低温ラベルはどれくらい持続しますか?
A: 適切に貼り付けられた極低温ラベルは、何十年も貼り付けられたままで読み取り可能です。表面の素材、接着剤、プリントはすべて、極度の寒さ、湿気、繰り返しの凍結融解サイクルによる劣化に耐えるように設計されています。{1}

Q4: 極低温ラベルにバーコードを印刷できますか?
A: はい。樹脂リボンを使用した熱転写印刷により、液体窒素中で長期間保管した後もスキャン可能な耐久性のあるバーコードが作成されます。-印刷は表面に存在するのではなく、ラベル素材の一部になります。

Q5: 極低温ラベルはバイオバンキング規格に準拠していますか?
A: たくさんあります。トレーサビリティに関する ISO 20387 要件を満たし、製造元からの検証証明書が付いているラベルを探してください。 21 CFR 175.105、REACH、および RoHS への準拠も一般的です。