更环保的冰箱,创造更环保的未来
2021-11-11   阅读:410   来源:ucsf

加州大学旧金山分校Mission Bay校区Adam Abate博士实验室的超低温冰箱里的样品和试剂。最近,加州大学旧金山分校供应链管理学院院长Shehu和药学院院长B. Joseph Guglielmo药剂学博士领导了一项工作,更换了校园里43台效率最低的冰箱。

超低温(ULT)冰箱是生物医学领域的无名英雄,它可以储存对发现和诊断至关重要的材料。在冠状病毒时代,它们也是储存数万剂COVID-19疫苗的关键。但这种关键的冷藏方式的成本很高。

加州大学旧金山分校供应链管理(Supply Chain Management)商品研究部经理Dean Shehu表示:“校园里有1200个超低温冰箱,每个人都离不开它们。”“这些冰柜的温度可以降到- 80°C(- 112°F),几乎和南极洲有记录以来的最低温度一样低,但一个旧冰柜消耗的电量相当于两个家庭的用电量。”

在过去的两年里,Shehu在加州大学旧金山分校药学院院长B. Joseph Guglielmo(药理学博士)、可持续发展办公室以及执行副校长兼教务长Dan Lowenstein(医学博士)的支持下,用现代化的EnergyStar型号替换了43台加州大学旧金山分校最古老的ULT冰箱,使每台机器的碳足迹减半。

根据Shehu的说法,新的冰箱也不太可能失败,它们使大学在停电时更有弹性。

“Dean [Shehu]的冰箱更换项目是一个闪亮的例子,它使用科学方法来改善我们在UCSF做研究和病人护理的方式,”Guglielmo说。“我们现在使用的能源明显减少了,但随着时间的推移,要变得更加可持续,我们不能休息。”

建立一个可持续冷藏的案例

她于2017年来到加州大学旧金山分校,担任整个大学的“实验室经理”。他拥有多年在行业领先的生命科学公司担任研究实验室经理和产品线经理的经验,肩负着监管单个UCSF实验室无法自行处理的供应链问题的任务。

他的第一个任务是仔细研究UCSF的ULT冷冻系统的情况。Shehu很快意识到,这些冰箱占了学校电力预算的很大一部分。

Shehu提出了10个项目来改进超低温冰箱的使用方式,从鼓励实验室扔掉过期或不可用的样品,到采用更新的超低温存储系统,再到更换旧的、效率最低的冰箱。

对于每一个提出的想法,他都用一些数字来提供成本和收益的大致估算。2018年底,他向包括古格列尔莫在内的几位大学领导人展示了他的发现。

不久之后,Guglielmo联系了Shehu,询问仅仅更换冰箱就会对药学院的预算和碳足迹产生的影响。

“乔抓住了一个项目的想法,所以我把我的研究集中在冰柜上,以说明药学院的情况,并把我的商业案例发给了他,”Shehu说。“我告诉他,你每年可以节省数百万美元的电费,即使学校或校园提前支付冰柜的费用,而不给实验室带来成本,你可以在六年后收回这笔钱。”

古格列尔莫确信。他支持Shehu的想法,争取加州大学旧金山分校领导的支持,为这个萌芽中的项目提供资金支持。可持续发展办公室和执行副校长丹・洛温斯坦(Dan Lowenstein)很快加入了这项事业,由古列尔莫(Guglielmo)和舍胡(Shehu)牵头,推动该项目继续向前发展。

“这是一个系统级的问题,我们需要一个系统级的解决方案,”Guglielmo说。“但为了实施如此大胆的计划,迪恩一开始就需要我们的支持。”

Shehu开始组建一个包括UCSF设施和可持续发展工作人员在内的团队,起草、资助和执行一项计划,替换校园中一些旧的冰箱――这是对一个想法的一次测试,他希望能激励整个大学采取行动。

小心升级冰箱

Shehu的第一项任务是调查UCSF研究小组的冰箱使用情况。他想知道每个实验室依赖多少个冰柜,这些冰柜的年龄,里面的东西的性质,以及每个实验室对更换冰柜的前景有何看法。此外,替换需要实验室本身的工作和计划,所以他举行了一系列焦点小组,并邀请实验室经理参与。

“在没有听到人们的担忧的情况下,我无法考虑更换一件在很多情况下事关人们一生工作的设备,”Shehu说。“这些焦点小组对于让人们轻松了解项目的不同方面至关重要。”

Shehu以加州大学旧金山分校的两个主要研究大楼Byers和Genentech hall为重点,创建了一个有明确范围的试点项目。此外,他还得到了定量生物科学研究所主任Nevan Krogan博士和医学院研究副院长David Morgan博士的重要帮助,他们分别是该项目与这些建筑中的实验室的联络人。

一些实验室很兴奋,他们终于更换了老化的冰箱,其中很多都面临着很高的失效风险。其他人则对他们将收到的新冰柜,或者在更换和妥善处理旧冰柜的过程中如何保持冰柜内物品的低温有疑问。

就在这些焦点小组出现的时候,2020年初,COVID-19大流行给加州大学旧金山分校的所有业务带来了新的常态。但是Shehu和他的团队继续前进,遵守新的流行病限制措施。

鲁宾逊・阿布格,加州大学旧金山分校药品接收经理,在将辉瑞公司的第一支COVID-19疫苗放入加州大学旧金山分校的一个新的超低温冰箱(左)后拍照。这个冰箱是Dean Shehu和他的团队在2020年秋天安装的两个冰箱之一,以支持疫苗接种工作。

最终,在13个实验室的支持下,Shehu选择了Stirling ultra - cold,一个冰箱制造商,来批量订购43个现代的ULT冰箱。每个冰箱的费用是12460美元,另外还有130美元的运输和安装在实验室。

2020年夏末和秋季,第一批高效节能的ULT冰箱开始抵达UCSF,当时辉瑞和Moderna的COVID-19疫苗获得了美国FDA的批准。可以理解的是,斯特灵暂停了剩余的替换冰箱订单,以确保全国有足够的冰箱来支持疫苗工作。Shehu很快发现自己在研究和公共卫生的相互竞争但又相互协同的需求之间找到了平衡,并与制造商就单个冰箱进行了谈判。

Shehu说:“我们在加州大学旧金山分校安装了两个专门用于疫苗的冰箱,就在疫苗到达(2020年11月下旬)前几周。”“那是我生命中一段疯狂的时光,但我们在很短的时间里学到了很多关于如何建立最佳疫苗冷藏库的知识。”

2021年2月,ULT冰箱供应的积压开始清理,团队重新开始更换研究实验室的冰箱。

这所大学的典范

2021年上半年,每月都有一批现代化、高效的ULT冷藏柜上市,其速度与Shehu团队替换旧冷藏柜的能力相当。每次更换都需要一个小村庄来完成,UCSF物流公司接收大型机器,并将它们送到任务湾校区,然后将它们运送到合适的实验室,在不让它们融化的情况下安全地交换冰箱里的东西。

每个冰柜需要几天的时间来完成这个过程,随着春天的到来,夏天的到来,这个团队开始大步前进。截至8月,已经安装了41个新的冰柜,并配备了由UCSF设施提供的免费仪表,以监测它们的温度稳定性。(该项目的两个ULT冰箱仍在UCSF的COVID疫苗项目中使用)。

Shehu最近得到了执行副校长的支持,更换了全校最古老的冰柜。他设想了一个依靠试点项目团队开发的预测算法的项目,该算法仅根据每个单元的存储体积和使用年限,就能快速、准确地标记出更换时能耗最高的冰柜。

来自covid - 19阳性患者的血液样本被储存在加州大学旧金山分校医学中心的Chin-Hong实验室的超低温冰箱中,这是抗病毒药物瑞德西韦研究的一部分。

研究小组还发现了更换这些冰柜的额外诱因――试验中40%的目标冰柜处于失败的边缘。

“没有必要一次性更换所有的冰柜――只更换那些有故障风险的、最旧的冰柜,”Shehu说。“如果我们有战略眼光,我们仍然可以对加州大学旧金山分校的能源需求产生重大影响。如果太平洋电力公司在火灾季节减少电力供应,我们也会过得更好。我们的科学家也不用担心他们毕生的成果会因为冰箱故障而消失。”

Shehu预计将在未来几个月就该项目发表一份白皮书。它将详细说明该项目在ULT存储方面已经获得的能源和财政节省的确切好处,以及赢得UCSF研究社区和领导认可的策略。

“药学院和加州大学旧金山分校在很多领域都是世界领先的,但我们不能把我们的地位视为理所当然,”Guglielmo说。“Shehu的愿景和成功为我们的社区铺平了道路,在一个能源理应是要付出代价的世界上,确保科学和医疗保健的质量。”对示户来说,这种来自高层的支持将继续是受欢迎和必要的。

Shehu说:“我不是可持续发展团队的一员,Dean Guglielmo当然也不是。”“但在加州大学旧金山分校和我们的碳中和目标的背景下,这几乎是每个人的工作。”

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