一、搁架布局的重要性

在超低温冰箱中，搁架布局（包括搁架数量、可调节高度、样本盒摆放方式、气流通道、样本存取流程）不仅仅关系到“能放多少”样本，更直接影响以下关键维度：

• 样本存储密度：通过合理搁架配置与箱体内空间利用，可最大化样本存储数量，同时保持操作便利与安全。

• 气流与温度均一性：搁架设计要保证箱内空气（或冷却气体）能够顺畅流通，避免死角或热区，确保温度在各存放位置均匀。

• 取样效率与操作便利：搁架布局如果考虑取样频次、样本类型、实验流程，可减少开门次数、缩短操作时间、降低热扰动。

• 样本保护与管理：合理布局有助于样本分类、追踪、盘点，同时降低因操作混乱造成的风险。

• 维护便利与长期运行：搁架可调、易拆卸、结构合理，将使得设备清洁、搬运、检修更为顺利，从而延长冰箱整体使用寿命。

因此，对于 TSX400-86CA 型号而言，其搁架布局设计是其“样本库解决方案”中的一个核心组成部分。

二、TSX400-86CA 的搁架规格与布局概况

通过产品技术规格可提取以下关于搁架布局的数据与设计要点：

• 在其产品页面中，型号 TSX400-86CA 的 “Rack Capacity” 被标注为 16 架（即可容纳 16 个搁架组合）用于 2 英寸冻存盒，容量约 400 个 2″ 标准盒。

• 内部尺寸为深 28.3 in（≈71.9 cm） × 宽 23.1 in（≈58.8 cm） × 高 51.2 in（≈130.1 cm）这一数据使搁架布局需在此空间内优化。

• 技术数据表指出：每个搁架最大载荷为约 165 lb（约 75 kg）(见 “Max. Shelf Weight” = 165 lb) 对于标准版本。

• 规格中还提到“Shelf: 3 adjustable + 1 fixed” 在某版本（TSX 通用系列）中。 

基于以上数据，可以推断出该型号搁架布局具有如下结构特征：

• 搁架数量较为固定（如 16 架）以便标准化样本盒分类与操作流程。

• 搁架中至少部分可调节高度，使用户可根据样本盒尺寸或样本类型调整。

• 搁架载重能力充足，适应大量冻存盒、可能含样本载板、箱体内托架等。

• 布局需兼顾箱体深度及样本取放便捷性，避免取样人员面对深柜时取放困难。

三、搁架布局设计原则（适用于 TSX400-86CA）

3.1 样本盒尺寸标准化

通常冻存实验室中使用标准 2″ × 2″（约 50 × 50 mm）冷冻盒。TSX400-86CA 的“Holds 400 Count 2 in. Boxes”说明搁架设计已针对该标准盒规格优化。
因此搁架格位、之间间距、前后深度应匹配该盒规格，使得样本盒能够整齐滑入滑出、取出操作顺畅。

3.2 搁架可调节高度

为了适应不同高度的样本盒、样本托架、以及不同批次样本的堆叠需求，搁架设计应具备可调节高度功能。用户可将某些搁架升高或降低，以优化存放密度或便于快速取样。技术资料中提到“3 可调 + 1 固定”的搁架结构即体现此设计。
这种设计原则有助于：

• 在样本大量堆放或长期存储情境下提高密度；

• 在高取样频次情境下调低一个搁架高度，以便操作人员视线或手套下便捷抓取；

• 在混合样本存放情境下灵活变更格位布局。

3.3 气流与通道空间预留

在超低温冰箱中虽然气动循环不如常规冷冻柜明显，但箱内仍需良好气流和温度均匀性。搁架布局不能将箱体深度的样本盒紧贴厚壁，而应预留前后、左右及顶部一定通道空间。设计中应考虑以下：

• 每个搁架前面应留有足够“取样通道”，操作人员可以滑出盒子而不受阻挡；

• 搁架背部不能紧贴后墙，应避免样本盒墙侧直接贴冷壁，这可能导致冷量沉积、箱体温度偏低或样本冻结不均；

• 若使用分区内门或内置气流通道，搁架布局需配合门开启角度、门板厚度及样本取放路径的布局。

3.4 操作高度与人机工学

从操作便利性来看，搁架布局应考虑：

• 将高频操作搁架置于操作人员腰至肩高区，这样取样频率高的样本将更易操作，减少弯腰、伸臂、蹲低等动作。TSX 系列资料中强调“shelf-level placement that doesn’t require floor-level loading of racks”。 

• 将重载或用于长期存储、不常取样的搁架安排在箱体较低或较高处，以平衡操作与安全。

• 搁架深度与盒子滑出长度需匹配操作员手臂长度，避免样本盒放置过深导致困难。TSX400 内深为 28.3 in（≈71.9 cm）提供了取放空间。

3.5 样本管理与可视化布局

良好的搁架布局应支持样本管理系统（LIMS）、条码扫描、样本盘点流程。建议布局设计包括：

• 搁架前端设标签槽或标识栏，便于快速识别搁架号、行列、样本类型；

• 每搁架应预留样本盒标准排列方向一致（如前端朝门、标签朝外），避免取样混乱；

• 搁架区分“高频取样区”“低频存储区”或“长存期区”，以提升操作效率、减少开门频率。

四、样本存放策略与搁架布局应用

4.1 高频取样区 vs 长期存储区设计

在实验室环境中，并非所有样本被取样频次相同。建议将搁架划分为两个功能区：

• 高频取样区：搁架位于操作人员便利高度（腰至胸部高度），并尽可能靠近箱门，减少取样开门时间；样本盒排列整齐、标签向外。

• 长期存储区：搁架位于较低或较高位置，放置不常取样或备用样本，减少操作干扰。
  通过将这两类搁架分区，并配合取样流程设计（如每日盘点、月度整理），可以显著提升操作效率及减少箱体热扰动。

4.2 样本盒排布与行列规划

基于 2″ 冻存盒标准规格，建议搁架行列排布如下：

• 每搁架长度应支持若干行盒（例如前后两排、左右多列），以便最大化存储容量。FS规格中未公布每行具体盒数，但依据“400 盒容量／16 架”平均每架约 25 盒。

• 行列间距应便于取放与标识，建议在每排前方保留操作通道，减少盒子挤压、标签误读。

• 摆放时建议标签统一朝向操作面，便于快速查找。可在搁架前端标注“架号–列号–行号”，与实验室管理系统一一对应。

4.3 样本盒装入及热载入管理

样本盒热载入是造成箱内扰动的重要源。搁架布局应支持以下策略：

• 在低扰动期（夜间、低取样期）尽可能避免大型载入。若必须装载大量新样本，可提前预冷、一次性装載，并在装载后关闭箱门以减少热侵入。

• 搁架布局统一装载方式，避免将新样本在箱体底部或死角乱放。规范装载位置有助于均匀冷却与气流通畅。

• 在搁架设计中预留“临时载入区”或“预冷托盘区”，这些区域可专用于新样本上架操作，以防扰乱主要样本区。

4.4 门开频率与搁架布局互动

搁架布局影响门开频率：若存取位置过深或操作不便利，会导致取样人员多次开门、滞留时间长，从而降低设备温控性能。建议布局时考虑：

• 高频操作搁架靠近门，且取放流程简便；

• 避免将大量常用样本放在箱体深处及上方、下方不便位置；

• 通过合理搁架分区、标识清晰、操作规范培训，减少“盲找”样本造成的开门时间延长。

五、安装、维护及优化建议

5.1 安装阶段搁架布局校正

• 在设备摆放完毕、达到温度稳定前，应将所有搁架调节至合适高度、水平校正。确保搁架与箱体内壁水平，避免一侧偏高导致盒子滑移或贴墙。

• 拉出每个搁架检查滑轨或托板是否顺畅、无晃动。载入样本盒前，可先用空盒进行模拟操作，确认滑入／滑出顺畅。

• 检查搁架载重声明（如每架最大载重约 75 kg），确认样本盒＋托架总重量未超载。技术数据中 “Max. Shelf Weight: 165 lb (≈75 kg)” 即此一项。

5.2 日常维护与布局优化

• 每月对搁架布局进行评估，确认是否有落地样本盒超出原定列序、是否有乱堆或倾斜情况。

• 检查搁架前缘、滑轨、托板是否积霜、积冰或有异物阻碍。及时清理可确保顺畅操作。

• 对于使用频次高的搁架，建议每半年或每年检视托板及滑轨磨损情况，防止滑动阻力异常。

• 根据样本使用频率变化，动态调整搁架用途：如将某些低频搁架更改为长期存储区，将高频搁架保留在便捷高度。

5.3 优化建议：利用数据反馈布局

• 建议结合设备记录数据（如门开次数、取样频率、温度恢复时间）与实验室操作日志，分析哪些搁架被频繁访问、哪些较少。通过这些数据，可优化搁架用途配置。

• 若发现某搁架区域频繁导致箱内扰动或温度扰动偏多，应考虑将其样本类型迁移至其它搁架，或将其设为“预冷／热载入区”以隔离扰动。

• 定期与样本管理系统对接，确认样本盒是否按照搁架位置排列、是否存在错放、未来迁移是否必要。合理搁架布局可降低操作错误。