제2장

제2장: 시료 유형·보관 조건·품질 지표 — WIA-BIO-019의 분류 체계

바이오뱅크가 품질을 보증할 수 있는 대상은 정확히 이름 붙일 수 있는 시료뿐이다. 이 장에서는 WIA-BIO-019가 §2, §4, §6.3에서 정의하는 14가지 시료 유형, 5가지 보관 조건, 유형별 품질 지표를 차례로 살펴보고, 각 기준값 뒤에 있는 실험실의 논리를 설명한다.

분류 체계의 세 축

제1장은 바이오뱅크를 일반적인 수준에서 설명하였다. 기증자가 생체시료를 제공하면 은행은 이를 처리해 분주물로 나누고, 통제된 조건에서 보관했다가 연구자에게 분양한다. 이 그림을 실험실 정보관리 시스템(LIMS)이 강제할 수 있는 규칙으로 바꾸기 위해 WIA-BIO-019는 모든 시료를 서로 독립된 세 축으로 분류한다. 첫째 축은 그 물질이 무엇인가이며 SampleType 열거형으로 표현한다. 둘째 축은 얼마나 차갑게 보관하는가이며 StorageCondition으로 표현한다. 셋째 축은 사용 적합성을 무엇으로 재는가이며 품질 인터페이스 묶음(DNAQuality, RNAQuality, ProteinQuality, CellQuality, BloodQuality)으로 표현한다.

세 축을 분리해 두는 데에는 이유가 있다. 혈장 분주물과 DNA 추출물은 같은 냉동고 선반에 놓일 수 있지만 전혀 다른 지표로 평가된다. 반대로 두 DNA 추출물이 예상 보관 기간에 따라 서로 다른 온도에 놓일 수도 있다. 유형과 온도를 하나의 라벨("냉동 혈장", "냉장 DNA")로 합쳐 버린 데이터 모델은 시료를 다른 냉동고로 옮기는 일을 표현할 때 물질 자체가 바뀐 것처럼 기록할 수밖에 없다. WIA-BIO-019는 세 사실을 따로 기록하고, 이들 사이의 관계는 정책 규칙이 연결하도록 하여 이 문제를 피한다.

참조 TypeScript 타입은 SampleType 값 14개를 정의한다. whole_blood, plasma, serum, buffy_coat, dna, rna, tissue_fresh_frozen, tissue_ffpe, pbmc, cell_line, urine, saliva, stool, 그리고 그 밖의 것을 담는 other이다. StorageCondition은 liquid_nitrogen, ultra_low_freezer, standard_freezer, refrigerated, ambient의 5개 값을 둔다. 아래 표는 이 장의 기준 참조표로, 명세 §2와 §6.3, 부록 B의 과학적 내용을 열거형 값마다 한 행으로 압축한 것이다. 이어지는 절에서는 각 수치의 출처와, 어떤 수치를 조심해서 읽어야 하는지를 설명한다.

세부로 들어가기 전에 두 가지를 짚어 둔다. 첫째, 이 표의 "보관 조건"은 등록 레코드에 들어갈 열거형 값일 뿐이며, 그 조건에서 얼마나 오래 보관해도 되는지는 말해 주지 않는다. 둘째, 표의 모든 기준값은 표준 본문에서 가져왔다. 명세의 수치가 자연법칙이 아니라 관행에 해당하는 경우에는 아래 본문에서 그렇다고 밝힌다.

2.1 혈액 유래 시료

대부분의 인구집단 바이오뱅크와 임상 바이오뱅크에서 혈액은 주력 시료이다. 한 번의 정맥 채혈로 여러 파생 유형을 얻을 수 있기 때문이다. WIA-BIO-019는 그중 네 가지를 별도의 SampleType 값으로 모델링한다. 처리 방식과 보관 방식이 다르고, 품질이 망가지는 양상도 다르기 때문이다.

전혈 — WHOLE_BLOOD

§2.1.1은 EDTA 또는 구연산염 튜브로 채혈하고, 통상 2–10 mL를 −80 °C에 보관하며, 품질 지표로 "용혈 지수 < 50"을 둔다. 항응고제 선택은 사소한 문제가 아니다. EDTA는 응고 연쇄반응에 필요한 칼슘 이온을 킬레이트하고 세포 형태를 잘 보존하므로, 하류 목적이 DNA일 때 보통 선택된다. §2.1.1은 전혈용으로 헤파린을 들지 않으며, 헤파린은 PCR 저해제로 잘 알려져 있다. 따라서 유전체 연구용으로 헤파린 튜브를 받는 은행은 그 사실을 기록하고 추가 정제 단계를 각오해야 한다. 열거형 값이 같더라도 항응고제 정보는 시료 레코드에 들어가야 한다.

용혈 기준은 주의해서 읽어야 한다. 용혈 지수는 유리 헤모글로빈을 분광학적으로 측정하는 임상화학 분석기가 산출하며, 그 척도는 분석기와 제조사에 따라 다르다. 따라서 50이라는 숫자는 단위를 가진 보편 상수가 아니라 명세가 정한 기준값이다. 은행은 어떤 분석기가 지수를 산출했는지, 명세의 값이 그 기기의 척도에서 무엇에 해당하는지를 SOP에 밝혀 두어야 한다. 명세는 전혈의 보관 기간으로 "최대 10년"을 제시하는데, 이는 특정 분석 물질에 대해 입증된 보존 기한이라기보다 표준이 제시하는 계획상의 기간으로 이해해야 한다.

혈장 — PLASMA

혈장은 항응고 처리한 혈액에서 세포를 제거한 액체 분획이다. §2.1.2는 구체적이다. 채혈 후 2시간 이내에 1,500 g로 10분간 원심분리하고, 동결 바이알에 담아 −80 °C로 보관하며, 0.5–1.0 mL 단위로 분주한다. 2시간이라는 시계는 혈액 절 전체에서 가장 중요한 숫자이다. 세포가 혈장과 접촉해 있는 동안 세포는 포도당을 계속 대사하고 세포 내 성분을 방출하며, 혈소판은 활성화된다. 지연되는 1분 1분이 보관될 단백체와 대사체를 바꾼다. 따라서 채취 시각과 처리 시각을 모두 기록해야 한다. 이 두 시각이 생애주기 프로토콜의 어디에 기록되는지는 제5장에서 다룬다.

분주 단위는 동결-해동 노출을 설계하는 결정이다. 0.5 mL 한 개면 보통 한두 가지 분석에 충분하므로, 소량이 필요한 연구자는 전체 수집분을 녹이지 않고 바이알 하나만 가져갈 수 있다. 명세가 정한 혈장 품질 기준은 총단백 60–80 g/L이다. 이 범위는 혈중 총단백의 잘 알려진 생리적 범위와 일치한다. 이 범위를 크게 벗어난 값은 기증자의 실제 특성이라기보다 희석, 라벨 오류, 처리 결함을 가리키는 경우가 많으므로 조사의 계기로 삼아야 한다.

혈청 — SERUM

혈청은 결과가 큰 한 가지 점에서 혈장과 다르다. 혈액을 먼저 응고시킨다는 점이다. §2.1.3은 실온에서 30–60분간 응고시킨 뒤 1,500 g로 10분간 원심분리하고 −80 °C에 보관하도록 정한다. 응고 과정에서 피브리노겐이 소모되고 혈소판 내용물이 방출되므로, 같은 기증자의 혈청과 혈장이라도 많은 분석에서 서로 대체할 수 없다. 열거형이 둘을 분리해 둔 이유가 여기에 있다. 실제 응고 시간은 BloodQuality.clottingTime에 기록할 수 있다. 응고가 부족하면 피브린 가닥이 남아 피펫 팁을 막고, 응고 시간이 지나치게 길면 세포가 계속 대사한다.

명세는 "대부분의 분석 물질에 대해 20년 이상 안정"이라고 덧붙인다. 이는 표준이 밝힌 지침이다. 이 책이 단일 근거로 뒷받침할 수 있는 수치가 아니며, 안정성은 분석 물질마다 다르다. 불안정한 분석 물질에 의존하는 연구라면 일괄적인 기간에 기대지 말고 해당 물질에 관한 문헌을 확인해야 한다.

연막층 — BUFFY_COAT

전혈을 원심분리하면 아래쪽에 적혈구, 위쪽에 혈장, 그 사이에 백혈구와 혈소판으로 이루어진 얇고 흰 경계층이 생긴다. 이것이 연막층이다. §2.1.4는 연막층을 유전체 연구에 적합한 DNA 추출원으로 규정하고, −80 °C 또는 액체질소에 보관하며, 명세상 세포 수를 1–5 × 10⁶ cells/mL로 둔다. 혈장을 얻는 튜브에서 연막층까지 함께 회수하면 한 번의 채혈로 순환 단백질 시료와 생식세포 계열 DNA 원천을 모두 확보할 수 있어 효율적이다. 다만 연막층은 정제된 세포 집단이 아니다. 살아 있는 기능성 림프구가 필요한 연구라면 PBMC(2.4절)를 써야 한다.

혈액 품질 지수

SDK의 BloodQuality 인터페이스는 모든 혈액 파생 시료에 적용되는 측정값을 묶는다. hemolysisIndex, icterusIndex, lipemiaIndex, totalProtein(g/L), clottingTime이다. 앞의 세 가지는 자동 분석기가 보고하는 이른바 HIL 지수로, 각각 적혈구 파괴, 빌리루빈, 지질 혼탁을 반영하며 특정 광학 분석을 방해한다. 모든 은행이 모든 시료에 모든 측정을 수행하지는 않으므로 필드는 전부 선택 항목이다. SDK는 세 지수의 단위를 정의하지 않는데, 이는 지수가 분석기에 따라 달라진다는 사실과 일관된다. 한 기관 데이터의 값 30이 다른 기관의 30과 같은 의미가 되도록 은행은 측정 방법을 문서로 남겨야 한다.

2.2 핵산

추출 DNA와 RNA는 1차 시료가 아니라 파생물이다. WIA-BIO-019 관점에서는 대개 parentSampleId가 전혈, 연막층, 조직, 타액 레코드를 가리키는 분주물이다. 이 계보 관계는 제3장에서 다루고, 여기서는 좋은 추출물의 조건에 집중한다.

DNA — DNA

§2.2.1은 컬럼 기반 또는 유기 용매 추출, 최적 농도 50–200 ng/µL, −20 °C에서 −80 °C 사이의 보관을 제시한다. §6.3.1은 다음 품질 지표를 더한다.

• A260/A280 1.8–2.0. 핵산은 260 nm 부근에서, 단백질은 280 nm 부근에서 흡광이 최대가 된다. 비율이 1.8 부근이면 단백질이 섞이지 않은 DNA로 보는 것이 관례이며, 이보다 뚜렷이 낮으면 단백질이나 페놀이 남아 있음을 시사한다.
• A260/A230 2.0–2.2. 구아니딘 염이나 페놀 같은 많은 추출 시약은 230 nm 부근에서 흡광한다. 이 비율이 낮으면 A260/A280이 정상이어도 하류 효소 반응을 저해할 수 있는 화학물질 잔류를 뜻한다.
• 무결성. 명세는 겔 전기영동에서 끌림(smear)이 없을 것과, 고품질 유전체 DNA의 경우 10 kb보다 긴 조각을 요구한다. 고급 방법으로는 긴 조각의 qPCR 증폭과 자동화된 DNA 무결성 번호(DIN)를 든다.
• 농도. 분광광도법이나 형광법으로 측정한다. 형광 염료는 이중가닥 DNA에 특이적으로 결합하므로 RNA나 유리 뉴클레오타이드의 영향으로 값이 부풀려지는 정도가 흡광도보다 작다.

SDK의 DNAQuality 인터페이스는 concentration(ng/µL), a260_280, a260_230, 선택 항목 din, 염기쌍 단위의 선택 항목 fragmentSize를 담는다. 명세는 DNA가 "−20 °C에서 50년 이상" 안정하다고 적고, 부록 B는 이를 최대 보관 기간으로 다시 쓴다. 혈청과 마찬가지로 이는 표준이 밝힌 지침이다. DNA가 보관 분석 물질 가운데 가장 견고한 것은 사실이지만, 이 책은 특정한 수십 년이라는 수치를 확립된 사실로 취급하지 않는다.

RNA — RNA

RNA는 일상적인 바이오뱅킹에서 가장 취약한 분석 물질이다. 이유는 분자 자체의 화학만이 아니다. RNA 분해효소(RNase)는 피부, 먼지, 대부분의 조직에 풍부하고 불활성화하기 어렵기로 악명이 높다. 그래서 §2.2.2는 −80 °C 보관을 필수로 정하고 RNase-free 기법을 필수라고 명시한다. 명세가 제시하는 추출법은 TRIzol 계열 유기 용매 추출 또는 컬럼이며, 명세상 안정성은 "−80 °C에서 5년"이다.

RNA의 핵심 지표는 RNA 무결성 번호(RIN)이다. 리보솜 RNA 피크의 전기영동 신호로부터 계산하는 1–10점 척도이다. §6.3.2는 해석 구간과 용도별 기준을 제시한다.

보조 지표로는 겔 상의 28S/18S 리보솜 비율 약 2.0과 A260/A280 1.9–2.1이 있다. 순수 RNA의 흡광 비율은 DNA보다 약간 높다. SDK의 RNAQuality는 이에 맞춰 concentration, rin, a260_280, 선택 항목 ratio_28s_18s를 둔다. 표가 말하지 않는 것에도 주목해야 한다. RIN 기준은 용도 적합성 규칙이지 시료의 합격/불합격 속성이 아니다. 같은 추출물이 qRT-PCR 요청에는 승인되고 RNA-seq 요청에는 거절될 수 있다. 품질 레코드에 미리 계산한 "적합" 플래그가 아니라 측정한 RIN 값 자체를 저장해야 하는 이유가 이것이다.

2.3 조직: 급속 동결 대 FFPE

수술 조직과 생검 조직은 근본적으로 다른 두 방식으로 보존할 수 있으며, 이 선택이 나중에 그 시료로 답할 수 있는 연구 질문을 결정한다. WIA-BIO-019는 두 경로를 TISSUE_FRESH_FROZEN과 TISSUE_FFPE라는 별도 유형으로 모델링한다.

급속 동결 조직

§2.3.1은 절제 후 30분 이내에 액체질소로 급속 동결하고, 5–10 mm³ 크기로 나누며, −80 °C 또는 액체질소 기상에 보관하도록 정한다. 급속 동결은 큰 얼음 결정이 자라는 온도 구간을 매우 빠르게 통과시켜, 물을 작은 결정이나 유리에 가까운 상태로 가두는 원리이다. 열은 표면을 통해 빠져나가므로 작은 조각일수록 빨리 언다. 표준이 크기 범위를 정한 이유이다. 30분 제한은 온허혈과 냉허혈을 겨냥한다. 혈류가 끊기는 순간부터 조직은 RNA를 분해하고 인산화 상태를 바꾸기 시작하며, 이런 변화는 병리 판독을 기다려 주지 않는다.

급속 동결 조직은 고품질 RNA, 천연 상태 단백질, 대사체 연구에 가장 선호되는 원천이다. 약점은 −80 °C나 LN₂ 자리를 차지하는 해마다 늘어나는 비용, 그리고 얼음 결정 인공물 때문에 동결 절편이 파라핀 절편보다 판독하기 어렵다는 형태학적 한계이다.

FFPE 조직

포르말린 고정 후 파라핀 포매하는 방식은 진단 병리의 근간이다. §2.3.2는 10% 중성 완충 포르말린(NBF)에서 6–24시간 고정한 뒤 탈수, 투명화, 파라핀 침투를 거쳐 실온의 어둡고 건조한 곳에 보관하도록 정한다. 흔히 쓰는 조직 대 고정액 1:10 부피비는 포르말린의 침투가 느리기 때문에 필요하다. 고정액이 적거나 시간이 짧으면 블록 중심부가 덜 고정된다. 반대로 과고정은 교차결합을 늘려 나중에 면역조직화학(IHC)의 항원 복원을 어렵게 하고 핵산을 조각낸다.

명세는 FFPE의 보관 기간을 "수십 년"으로 두면서 DNA와 RNA 품질이 저하된다는 단서를 분명히 단다. 두 방식의 장단점을 정리하면 다음과 같다.

많은 은행은 두 가지를 모두 보유한다. 분자 연구용 급속 동결 조각과 진단 과정에서 나온 짝 FFPE 블록이다. WIA-BIO-019에서 이 둘은 서로 다른 레코드이다. 기증자를 공유하고 하나의 채취 사건에 묶을 수 있지만, 유형·보관 조건·품질 필드는 각자 따로 가진다.

2.4 살아 있는 세포

해동 후에도 살아 있어야 하는 세포는 바이오뱅크에서 가장 까다로운 범주이다. 목표는 더 이상 분자를 온전히 지키는 것이 아니라, 막으로 둘러싸인 채 대사하는 계가 동결과 해동 과정에서 스스로를 파괴하지 않도록 하는 것이다.

PBMC — PBMC

말초혈액 단핵세포(림프구와 단핵구)는 밀도 구배 원심분리로 분리하며, 명세는 이를 Ficoll로 명시한다. §2.4.1은 소태아혈청이나 알부민에 10% DMSO를 넣어 동결하고, 1 °C/분 속도로 −80 °C까지 냉각한 뒤 −196 °C 액체질소에 보관하도록 정한다. DMSO는 세포 안으로 들어가는 투과성 동결보호제이다. 세포 속 물의 일부를 대신하여 세포 내 얼음 형성을 줄이고, 세포 밖 얼음이 주변 용질을 농축할 때 생기는 삼투 충격도 줄인다. 1 °C/분이라는 제어 속도는 절충의 결과이다. 더 빨리 식히면 물이 세포 안에 갇혀 치명적인 얼음이 되고, 더 천천히 식히면 세포가 과도하게 탈수된다. 액체질소로 옮기는 이유는 −80 °C가 장기간에 걸친 느린 손상이 계속될 만큼 따뜻하기 때문이다.

표준은 해동 후 생존율에 대해 두 수치를 제시한다. §2.4.1은 "올바르게 동결하면 해동 후 > 90%"라고 하고, §6.3.4는 세포 전반의 수용 기준을 정한다. 일관되게 읽으면 90%는 잘 운영되는 공정의 목표치이고, §6.3.4의 수치는 바이알을 받아들이기 위한 최저선이다.

세포주 — CELL_LINE

§2.4.2는 정기적인 계대 배양, 초기 계대에서의 동결, 동결보호제로 10% DMSO 또는 글리세롤, 액체질소 보관, 그리고 마이코플라스마·무균·정체성 확인의 세 가지 시험을 요구한다. 세포주는 계대할 때마다 유전적·표현형적으로 변하므로 초기 계대가 중요하다. 마이코플라스마를 따로 지목하는 이유는 일상적인 광학현미경으로 보이지 않고 배지를 흐리게 하지도 않으면서 세포의 행동을 바꾸기 때문이다. 정체성 확인이 필요한 것은 세포주의 교차 오염과 오동정이 연구 현장에서 반복적으로 보고되어 온 문제이기 때문이며, 사람 세포주의 경우 흔히 STR(short tandem repeat) 프로파일링으로 수행한다. SDK의 CellQuality.contamination 객체는 세 가지 불리언(mycoplasma, bacteria, fungi)을 기록한다. 정체성 확인 결과를 담는 필드는 없으므로 은행은 이를 별도로 보관하고 연결해야 한다.

해동 후 품질 지표

§6.3.4는 다음과 같은 생존율·회수율 기준을 제시하며, CellQuality는 이에 대응하는 필드(cellCount, viability, viabilityMethod, postThawRecovery)를 둔다.

방법마다 기준이 다른 데에는 이유가 있다. 트리판 블루는 현미경 앞 작업자의 판단에 의존하고, 유세포 분석 염료는 막이 손상된 세포를 더 뚜렷하게 구별하므로 같은 세포 집단도 방법에 따라 점수가 달라진다. viabilityMethod가 필수 필드인 이유이다. 방법이 없는 생존율 숫자는 비교할 수 없다.

회수율과 생존율은 서로 다른 질문에 답한다. 살아남은 세포 가운데 생존율이 95%로 나와도, 해동과 세척 과정에서 세포 절반을 잃었을 수 있다. 회수율은 그 손실을 잡아낸다. 명세는 해동 후 동결보호제 제거 방법도 정한다. 부피의 약 10배까지 천천히 희석하고, 300 g로 5분간 원심분리한 뒤 새 배지에 재부유한다. 희석액을 천천히 더하면 DMSO가 빠져나갈 때의 삼투성 팽창이 줄어든다. 작업을 신속히 하면 따뜻한 온도에서 DMSO가 세포에 미치는 독성이 줄어든다.

2.5 그 밖의 생체시료

소변, 타액, 분변은 바늘 없이, 흔히 기증자가 집에서 직접 채취할 수 있다는 점에서 중요성이 커지고 있다. 이 편리함 때문에 분석 전 변수의 통제가 진료 현장 밖으로 나가고, 채취 시점에 기록한 메타데이터가 주된 품질 증거가 된다.

소변 — URINE

§2.5.1은 청결 채취 중간뇨, 선택적 프로테아제 억제제, 대사체 연구를 위한 −80 °C 보관, 10–50 mL 분주를 정한다. 중간뇨 채취는 요도와 피부에서 오는 오염을 줄인다. 프로테아제 억제제는 소변 속 단백질과 펩타이드를 보호하지만, 일부 분석을 방해할 수 있는 화합물을 추가한다. 따라서 조용히 일괄 적용할 것이 아니라 수집 건마다 결정하고 기록해야 한다. 명세가 밝힌 "대부분의 대사체에 대해 5년" 안정성은 특정 대사체에 대한 보증이 아니라 지침이다.

타액 — SALIVA

§2.5.2는 자연 유출(passive drool) 또는 면봉 채취, 2–5 mL, −20 °C에서 −80 °C 사이 보관을 허용하고, DNA 추출과 미생물군집 연구를 용도로 든다. 명세상 DNA 수득량은 시료당 1–10 µg이다. 타액 DNA는 구강 상피세포와 백혈구에서 오지만 구강 세균에서도 오므로, 총 DNA 수득량이 높다고 해서 사람 DNA 수득량이 높다는 보장은 없다. 채취 방법은 부피와 세균 부담 모두에 영향을 주므로 시료와 함께 기록해야 한다.

분변 — STOOL

§2.5.3은 멸균 용기, 핵산 안정화 완충액(명세는 상용 제품명과 "또는 동등품"을 제시한다), −80 °C 보관, 200–500 mg 분주, 그리고 미생물군집과 대사체 용도를 정한다. 안정화하지 않으면 배변 후에도 미생물 군집이 계속 증식하고 사멸하여, 프로파일이 장 속 상태에서 멀어진다. 사용한 안정화제와, 채취에서 안정화 또는 동결까지 걸린 시간이 핵심 메타데이터이다. SampleType이 같더라도 안정화제가 다른 두 분변 시료는 미생물군집 분석에서 비교할 수 없을 수 있다.

2.6 보관 시스템의 실제

§4는 다섯 보관 조건을 각각의 사양, 안전 요건, 유지관리 항목을 갖춘 장비 부류로 설명한다. SDK의 열거형 값에는 각각의 공칭 온도가 주석으로 붙어 있다. −196 °C, −80 °C, −20 °C, 4 °C, 20–25 °C이다.

액체질소 — LIQUID_NITROGEN

§4.1.1은 −196 °C의 액상과 −150 °C에서 −190 °C 사이의 기상을 구분하고, 탱크 용량을 시료 100개에서 50,000개로 제시한다. 명세가 드는 장점은 극저온, 세포의 무기한 보관, 그리고 충전만 유지하면 전력에 의존하지 않는다는 점이다. 단점은 비용, 정기 보충의 필요, 안전 위험, 액상에서의 교차 오염 위험이다. 마지막 점 때문에 많은 은행이 기상 보관을 선호한다. 액체질소는 미생물을 옮길 수 있고, 밀봉이 불량한 바이알에 스며들었다가 바이알이 데워질 때 격렬하게 팽창할 수 있다.

§4.1.2의 안전 요건은 기초 물리에서 나온다. 액체질소는 증발하면서 부피가 약 700배로 늘어나고, 밀폐된 공간에서 아무 냄새 없이 산소를 밀어낸다. 따라서 산소 모니터, 환기, 극저온 장갑과 안면 보호구, 저수위 경보, 비상 충전 절차, 극저온 위험에 대한 직원 교육은 권고가 아니라 요건이다. 여기에는 모델링상의 공백도 있다. StorageCondition에는 −196 °C 주석이 붙은 liquid_nitrogen 값 하나뿐이어서, 바이알이 액상에 있는지 기상에 있는지 표현할 수 없다. 둘 다 운영하는 은행은 위치 데이터나 보관 장비 설명에 상(phase)을 기록해야 한다.

초저온 냉동고(−80 °C) — ULTRA_LOW_FREEZER

초저온(ULT) 냉동고는 혈장, 혈청, DNA, 대부분의 RNA, 상당수 조직의 기본 보관처이다. §4.2.1은 −80 °C ± 5 °C, 2인치 박스 300–500개 용량, LN₂ 또는 CO₂ 백업 시스템, 24시간 연중무휴 온도 기록을 정한다. 명세는 보충이 필요 없고 접근이 쉬우며 운영비가 LN₂보다 낮다는 점을 장점으로, 전력 의존성, LN₂보다 빠른 열화, 10–20년의 장비 수명을 단점으로 든다. (명세는 소비전력 수치도 제시하지만, −80 °C 단일 장비로서는 비현실적으로 높아 이 책은 인용하지 않는다.) §4.2.2는 유지관리 일정을 정한다.

§4.2.2는 필요한 경보도 열거한다. 고온·저온, 정전, 문 열림, 네트워크를 통한 원격 모니터링이다. 제5장은 이 경보들을 기준값과 대응 단계를 갖춘 온도 이탈 프로토콜로 구체화한다.

일반 냉동고(−20 °C) — STANDARD_FREEZER

§4.3은 −20 °C 보관을 DNA 장기 보관, 일부 효소와 단백질, 단기 보관으로 한정한다. RNA는 명시적으로 배제하고, 이 온도에서 단백질이 시간이 지나며 열화한다고 적으며, 자동 성에 제거형 모델이 동결-해동 주기를 일으킨다고 경고한다. 명시된 모범 사례는 수동 해빙형 모델이다. 자동 성에 제거형에 대한 경고는 표준 전체에서 가장 쓸모 있는 한 줄 가운데 하나이며, 2.7절에서 다시 다룬다.

냉장 보관(4 °C) — REFRIGERATED

§4.4는 냉장 보관을 "72시간 미만"의 단기 보관, 일부 고정 시료, 운송 용기로 한정하고 연속 온도 기록을 요구한다. 같은 절에는 "최대 수일에서 수주"라는 문구도 있다. 두 문구가 양립하려면 72시간은 처리를 기다리는 비고정 생체 물질에, 더 긴 기간은 고정되었거나 안정화된 물질에 적용된다고 읽어야 한다. 은행의 SOP는 이를 해석에 맡기지 말고 시료 유형별로 어느 쪽이 적용되는지 밝혀야 한다.

상온 보관 — AMBIENT

§4.5는 FFPE 블록, 건조 혈반, 일부 고정 시료를 15–25 °C, 상대습도 60% 미만, 차광, 먼지 없는 환경에 보관하도록 정한다. 파라핀 블록과 여과지 카드는 수분을 흡수하고, 수분은 곰팡이와 화학적 열화를 부르므로 습도가 중요하다. 알아 둘 만한 작은 불일치가 두 가지 있다. SDK의 AMBIENT 주석과 README 표는 20–25 °C라고 적지만 §4.5는 15–25 °C라고 적는다. 또 건조 혈반은 상온 보관 용도로 명시되어 있지만 전용 SampleType이 없어 other로 분류된다. 구현에서는 규범 본문인 §4.5의 범위를 모니터링 구간으로 삼아야 한다.

2.7 시료를 조용히 망치는 함정

// 이 책의 예시: CellQuality를 만들기 전에 입력값의 척도를 확인한다
const cellQuality = {
  cellCount: 5.0e6,              // cells/mL
  viability: 92,                 // 백분율, 0–100
  viabilityMethod: 'flow_cytometry',
  postThawRecovery: 0.78,        // 비율, 0–1
  contamination: { mycoplasma: false, bacteria: false, fungi: false },
};
if (cellQuality.viability <= 1) {
  throw new Error('viability가 비율처럼 보인다. 백분율이어야 한다');
}
if (cellQuality.postThawRecovery > 1) {
  throw new Error('postThawRecovery가 백분율처럼 보인다. 비율이어야 한다');
}

요약

WIA-BIO-019는 각 시료를 무엇인지(SampleType, 14개 값), 어디에 두는지(StorageCondition, 5개 값), 품질을 어떻게 재는지(5개 품질 인터페이스)로 분류한다. 각 유형에 붙은 수치는 대부분 근거가 탄탄한 실험실 관행이다. 혈장의 2시간 창, 30분 이내 급속 동결, A260/A280 1.8–2.0, 용도별 RIN 기준, 세포의 10% DMSO와 1 °C/분, 단백질의 동결-해동 최대 3회가 그렇다. 약한 부분은 일괄적인 안정성 기간, 급속 동결 조직의 생존율 기준, 그리고 명세·SDK 주석·README 사이의 작은 불일치이다. 구현자는 측정 원값을 방법과 함께 기록하고, 유형과 보관 조건의 조합 규칙은 정책으로 강제해야 한다. 제3장은 이 과학적 분류 체계에서 이를 담는 데이터 모델로 넘어가, Sample 레코드, 위치 계층, 두 가지 무결성 지표를 다룬다.

복습 문제

1. WIA-BIO-019는 둘 다 −80 °C에 보관하는데도 왜 PLASMA와 SERUM을 별도 유형으로 두는가? 처리상의 차이 두 가지를 들라.
2. 어떤 DNA 추출물이 A260/A280 = 1.85, A260/A230 = 1.3을 보인다. 이는 무엇을 시사하며, PCR 기반 연구에 분양하겠는가?
3. RIN 6.5인 RNA 분주물은 §6.3.2의 어떤 요청을 충족할 수 있는가? 레코드에 합격/불합격 플래그가 아니라 6.5를 저장해야 하는 이유는 무엇인가?
4. "세포 생존율 > 80%" 기준이 급속 동결 조직의 수용 시험으로 부적절한 이유를 설명하라. 대신 무엇을 측정하겠는가?
5. §4.2.2의 ULT 유지관리 작업을 주기와 함께 나열하고, 각 작업이 막으려는 고장을 하나씩 들라.
6. 액체질소 보관에 관한 정보 가운데 StorageCondition 열거형만으로 표현할 수 없는 것은 무엇이며, 어디에 기록하겠는가?