在生物醫學研究、細胞治療及生物樣本庫等前沿領域，液氮罐作為超低溫存儲的關鍵設備，承擔著保存干細胞、生殖細胞、組織樣本等珍貴生物樣本的重任。這些樣本被封裝于凍存管內，在液氮罐 - 196℃的極寒環境中長久儲存，以維持其生物活性與完整性。然而，隨著樣本數量呈指數級增長，如何在如此嚴苛的低溫條件下，高效、精準地管理凍存管，成了科研人員與樣本庫管理者亟待解決的難題。近年來，射頻識別（RFID）技術的介入，為這一棘手問題提供了創新性的解決方案。

RFID 技術適配極低溫環境的挑戰與應對

傳統的 RFID 標簽與閱讀器在常溫環境下運行穩定，但一旦置身于液氮罐內的極低溫環境，便面臨諸多嚴峻挑戰。一方面，低溫會嚴重影響電子元件的性能，導致有源標簽的電池供電能力急劇下降，甚至徹底癱瘓。另一方面，極低溫可能致使標簽與閱讀器的材質發生物理變化，如變脆、收縮等，進而干擾射頻信號的傳輸與接收。

為攻克這些難關，研發人員全力投入，專門研發出適用于極低溫環境的 RFID 設備。在標簽設計上，采用特殊的耐低溫材料制作天線與芯片封裝，確保在 - 196℃的液氮環境中，標簽依然能夠維持結構完整與電氣性能穩定。針對有源標簽，選用了在低溫下仍能保持良好供電性能的電池，并對電路進行優化設計，降低功耗，延長電池使用壽命。對于閱讀器，同樣對其內部電子元件進行低溫適應性篩選與防護處理，保證在液氮罐周邊的低溫環境中，閱讀器能夠穩定地發射與接收射頻信號。

基于 RFID 的凍存管管理方案實施

標簽附著與信息錄入

在凍存管裝載樣本并準備存入液氮罐之前，需將特制的 RFID 標簽牢固地粘貼于凍存管外壁。標簽內預先寫入樣本的詳盡信息，涵蓋樣本名稱、來源、采集時間、所屬項目、存儲條件要求等關鍵內容。工作人員借助專門的 RFID 讀寫設備，將這些信息精準無誤地錄入標簽，并與樣本庫管理系統建立關聯。例如，在一項干細胞研究項目中，每份干細胞樣本對應的凍存管都被賦予獨一無二編碼的 RFID 標簽，標簽內記錄著干細胞的供體信息、細胞類型、采集日期以及培養代數等核心信息。

液氮罐內布局與閱讀器安裝

對液氮罐內部進行合理規劃，劃分出不同的存儲區域，每個區域對應特定的樣本類別或項目。在液氮罐的開口處及內部關鍵位置，安裝多個 RFID 閱讀器。這些閱讀器通過有線或無線方式與樣本庫管理系統相連。閱讀器的安裝位置經過精心考量，確保能夠全面覆蓋液氮罐內的各個存儲區域，實現對罐內所有凍存管的實時監測。以大型液氮罐為例，除在罐口安裝主閱讀器外，還在罐內不同高度與層面設置輔助閱讀器，構建起全方位的信號覆蓋網絡。

實時監控與管理流程

當帶有 RFID 標簽的凍存管放入液氮罐后，閱讀器會持續實時監測標簽信號，獲取凍存管的位置信息以及標簽內存儲的樣本信息，并將這些數據即時傳輸至樣本庫管理系統。系統依據接收到的數據，實時更新凍存管的存儲狀態，包括其所處位置、入庫時間等。當需要取用某一凍存管時，工作人員在管理系統中輸入樣本信息，系統通過分析閱讀器反饋的數據，迅速定位目標凍存管在液氮罐內的位置，并將位置信息反饋給工作人員。工作人員依據系統指示，精準取出所需凍存管。與此同時，閱讀器自動記錄凍存管的取用時間、操作人員等信息，并上傳至系統，形成完整的操作記錄。

RFID 在液氮罐凍存管管理中的優勢

高效查找與取用

在傳統的液氮罐凍存管管理模式下，工作人員需手動翻閱記錄冊，查找目標凍存管的位置，然后在液氮罐內逐個搜尋，這一過程不僅耗時費力，而且在極低溫環境中長時間操作，存在凍傷風險。采用 RFID 技術后，工作人員只需在管理系統中輸入樣本信息，便能在數秒內獲取凍存管的精確位置，極大地縮短了查找時間，提升了取用效率。同時，減少了工作人員在低溫環境中的暴露時長，保障了人員安全。

精準庫存管理

借助 RFID 閱讀器對液氮罐內凍存管的實時監測，樣本庫管理系統能夠精準掌握庫存狀況，包括凍存管的數量、位置以及每個樣本的狀態等。系統定期的自動盤點功能，確保庫存數據始終準確無誤，避免了人工盤點可能出現的遺漏或錯誤。例如，在大規模樣本庫盤點時，傳統方式可能需耗費數天時間，且結果存在誤差，而運用 RFID 技術，僅需數小時即可完成全面盤點，準確率近乎 100%。

樣本追溯與安全保障

RFID 技術為每個凍存管構建了完整的生命周期追溯記錄。從樣本采集、入庫存儲、多次取用，到最終廢棄處理，每個環節的操作信息都被詳細記錄在管理系統中。這不僅有助于科研人員追溯樣本的來源與歷史操作，確保實驗結果的可重復性與可靠性，同時也為樣本的安全管理提供了有力支撐。一旦出現樣本丟失、損壞或錯拿等異常情況，通過追溯記錄能夠迅速查明原因，采取相應措施，保障樣本的安全性與完整性。

總結與展望

RFID 技術與液氮罐的結合，為極低溫環境下的凍存管管理帶來了革命性的解決方案。通過克服技術難題，實現了液氮罐內凍存管的高效、精準管理，為生物樣本的長期保存與合理利用提供了堅實保障。隨著技術的持續進步與成本的進一步降低，RFID 技術有望在更多液氮罐存儲場景中廣泛應用，并不斷優化創新管理方案。未來，我們可以期待 RFID 技術與物聯網、大數據分析等前沿技術深度融合，進一步提升生物樣本庫的智能化管理水平，為生物醫學研究與臨床應用的發展提供更堅實的支撐。