JP5450326B2 - 低温保管システム - Google Patents

Description

本発明は、試料を収容する容器を低温で保管する低温保管システムに関し、特に、創薬（ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）、すなわち、医学、生物工学および薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を極低温で保管するために使用される低温保管システムに関する。

創薬研究の分野においては、大量の試料を低温で保管したり分析したりする実験を高効率で行う必要がある。
そのため、図７に示すように、試料を溶解した溶液を創薬用マイクロチューブと呼ばれる筒状の小型の容器２０１に収容してキャップ２０２で密封し、この密封された容器２０１をマトリクス状の区画を有する保管プレート２０３に多数縦列収容して保管や搬送を行っている。

このような低温保管すべき試料を収容する容器を複数保持する保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックを用いて多数保管し、かつ、必要に応じて目的の保管プレートを自動的に取り出す低温保管システムが公知である（例えば、特許文献１参照）。

この公知の低温保管システム５００は、図８に示すように、保管プレート２０３を縦方向に複数収容する保管ラック５０４と、該保管ラック５０４を複数格納する低温格納室５０５と、該低温格納室５０５の上方に隣接して設けられた作業室５０６と、該作業室５０６内に設けられ保管プレート２０３を搬送するとともに保管ラック５０４に出し入れするプレート搬送機構５１０とを有している。

プレート搬送機構５１０は、保管ラック５０４を低温格納室５０５から作業室５０６に個別に出し入れする保管ラック移動手段５１１と、保管プレート２０３を保管ラック５０４から個別に出し入れする保管プレート移動手段５１２とを有している。
保管プレート移動手段５１２は、保管プレート５０３を保管ラック５０４に出し入れするとともに、保管プレート５０３を搬送可能に構成されている。

プレート搬送機構５１０が作業室５０６内を移動することで、取り出したい容器２０１が保持された保管プレート２０３を、低温格納室５０５内からまた、作業室５０６の側方の所定の箇所に設けられたプレート出入口５０７まで搬送するように構成されている。

米国特許第６６９４７６７号公報（全頁、全図）

前述のような公知の低温保管システム５００は、取り出したい容器２０１が保持された保管プレート５０３をプレート出入口５０７まで搬送するものであるため、取り出したい容器２０１が１つであったとしても、保管プレート２０３全体をプレート出入口５０７から取り出す必要があった。
このため、同一の保管プレート２０３に保持されている他の容器２０１も、外部環境に曝されることとなり、試料に温度上昇が生じてしまうという問題があった。

また、低温格納室５０５を超低温状態とし、外部環境に曝される時間を短期間とすることで試料に与える影響を少なくすることは可能であるが、超低温とするほど短時間でも保管プレート２０３や容器２０１に大量の結露や霜が発生するという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、低温保管された試料を収容した容器を個別に自動的に外部へ取り出すとともに、他の容器に収容された試料の温度上昇による影響を抑制し、容器や保管プレートに結露や霜が生じるのを防止する低温保管システムを提供することである。

本請求項１に係る発明は、容器を複数保持する保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックと、該保管ラックを複数格納する低温格納室と、該低温格納室に隣接して設けた作業室と、該作業室内に設けて前記保管プレートを保管ラックに出し入れするプレート搬送機構とを有する低温保管システムであって、前記保管プレートから容器を個別に取り出し可能なピックアップ機構が、前記作業室内に設けられ、前記作業室に隣接して設けた入出庫室が、該入出庫室の外部に面した側面に保管プレートを搬出入するプレート出入口を備え、前記入出庫室内に搬出入される保管プレートを載置してプレート出入口に面した方向とプレート搬送機構に面した方向との間で旋回するプレート旋回テーブルが、前記入出庫室内に設けられ、前記作業室内を移動可能なプレート搬送機構が、前記保管ラックを低温格納室から作業室に個別に出し入れする保管ラック移動手段と、前記保管プレートを保管ラックから個別に出し入れして前記入出庫室内のプレート旋回テーブルとピックアップ機構のプレート載置部との間で保管プレートを移載可能とする保管プレート移動手段とを備えていることにより、前記課題を解決したものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に係る低温保管システムの構成に加えて、前記ピックアップ機構が、前記プレート搬送機構によって入出庫室から搬送された保管プレートと前記プレート搬送機構によって保管ラックから搬送された保管プレートの間で、前記容器を個別に移載可能に構成されていることにより、前記課題を解決したものである。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る低温保管システムの構成に加えて、前記低温格納室が、−８０℃以下の極低温環境に保たれており、前記作業室が、低湿度環境に保たれていることにより、前記課題をさらに解決したものである。

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る低温保管システムの構成に加えて、前記プレート搬送機構が、前記低温格納室に格納すべき試料を収容する容器を複数保持した保管プレートを、前記入出庫室から前記保管ラックに移送して収容可能に構成されていることにより、前記課題をさらに解決したものである。

本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る低温保管システムの構成に加えて、前記低温格納室が、前記作業室の下方に設けられ、前記ピックアップ機構が、前記作業室内の下方に前記低温格納室の存在しない位置に設けられ、前記入出庫室が、前記作業室の前記ピックアップ機構が設けられた位置に隣接して設けられていることにより、前記課題をさらに解決したものである。

本請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに係る低温保管システムの構成に加えて、前記作業室が、外部環境よりも低温の環境に保たれていることにより、前記課題をさらに解決したものである。

本請求項１に係る発明は、容器を複数保持する保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックと、この保管ラックを複数格納する低温格納室と、この低温格納室に隣接して設けた作業室と、この作業室内に設けて保管プレートを保管ラックに出し入れするプレート搬送機構とを有する低温保管システムであって、保管プレートから容器を個別に取り出し可能なピックアップ機構が、作業室内に設けられ、作業室に隣接して設けた入出庫室が、この入出庫室の外部に面した側面に保管プレートを搬出入するプレート出入口を備え、入出庫室内に搬出入される保管プレートを載置してプレート出入口に面した方向とプレート搬送機構に面した方向との間で旋回するプレート旋回テーブルが、入出庫室内に設けられ、作業室内を移動可能なプレート搬送機構が、保管ラックを低温格納室から作業室に個別に出し入れする保管ラック移動手段と、保管プレートを保管ラックから個別に出し入れして入出庫室内のプレート旋回テーブルとピックアップ機構のプレート載置部との間で保管プレートを移載可能とする保管プレート移動手段とを備えていることにより、取り出したい容器を保持した保管プレートを低温格納室からピックアップ機構に搬送して、取り出したい容器のみをピックアップ機構によって個別に取り出して入出庫室から外部へ搬出することが可能となる。

このため、低温格納室から取り出された保管プレートや他の容器は作業室内から外部には移動せず外部環境に曝されることがなく、低温格納室から取り出された他の容器に収容された試料の温度変化を抑制することができるとともに、低温格納室から取り出された保管プレートや他の容器に結露や霜が生じるのを抑制することができる。

本請求項２に係る低温保管システムによれば、請求項１に係る低温保管システムが奏する効果に加えて、ピックアップ機構が、プレート搬送機構によって入出庫室から搬送された保管プレートとプレート搬送機構によって保管ラックから搬送された保管プレートの間で、容器を個別に移載可能に構成されていることにより、入出庫室に空の保管プレートをセットすることで、該空の保管プレートをピックアップ機構まで搬送し、取り出したい容器のみを移載して再び入出庫室に搬送することが可能となるため、低温保管された試料を収容した容器を個別に自動的に取り出す作業がより合理化される。

本請求項３に係る低温保管システムによれば、請求項１または請求項２に係る低温保管システムが奏する効果に加えて、低温格納室が−８０℃以下の極低温環境に保たれており、作業室が低湿度環境に保たれていることにより、試料を−８０℃以下の極低温として作業室内に取り出した時の温度上昇が生じても、保存状態に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
また、低温格納室と作業室の温度差が大きいほど結露や霜の発生が増加するが、作業室を低湿度環境とすることによって、作業室内における容器や保管プレートに結露や霜が生じるのを防止することができる。

本請求項４に係る低温保管システムによれば、請求項１乃至請求項３に係る低温保管システムが奏する効果に加えて、プレート搬送機構が、低温格納室に格納すべき試料を収容する容器を複数保持した保管プレートを、入出庫室から保管ラックに移送して収容可能に構成されていることにより、新たに保管すべき試料が収容された複数の容器を、保管プレートごと入出庫室にセットすることで、自動的にプレート搬送機構によって搬送されて低温格納室に保管することができる。

本請求項５に係る低温保管システムによれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る低温保管システムが奏する効果に加えて、低温格納室が作業室の下方に設けられ、ピックアップ機構が、作業室内の下方に低温格納室の存在しない位置に設けられ、入出庫室が作業室のピックアップ機構が設けられた位置に隣接して設けられていることにより、低温格納室の上方、および、その双方の僅かなスペースに設置することができるとともに、プレート搬送機構の移動距離を少なくすることができる。

本請求項６に係る低温保管システムによれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに係る低温保管システムが奏する効果に加えて、作業室が外部環境よりも低温の環境に保たれていることにより、作業室内における容器に収容された試料の温度上昇を抑制することができるとともに、温度差によって結露や霜が生じるのを抑制することができる。

本発明の低温保管システムの全体側面説明図。 図１の低温保管システムの全体平面説明図。 図１の低温保管システムの空の保管プレート搬入時の動作説明図。 図１の低温保管システムの空の保管プレート移動時の動作説明図。 図１の低温保管システムの貯蔵された保管プレート取出時の動作説明図。 図１の低温保管システムの貯蔵された保管プレート移動時の動作説明図。 本発明の低温保管システムに保管する容器および保管プレートの斜視図。 従来の低温保管システムの全体斜視説明図。

本発明は、容器を複数保持する保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックと、この保管ラックを複数格納する低温格納室と、この低温格納室に隣接して設けた作業室と、この作業室内に設けて前記保管プレートを保管ラックに出し入れするプレート搬送機構とを有する低温保管システムであって、保管プレートから容器を個別に取り出し可能なピックアップ機構が、作業室内に設けられ、作業室に隣接して設けた入出庫室が、この入出庫室の外部に面した側面に保管プレートを搬出入するプレート出入口を備え、入出庫室内に搬出入される保管プレートを載置してプレート出入口に面した方向とプレート搬送機構に面した方向との間で旋回するプレート旋回テーブルが、入出庫室内に設けられ、作業室内を移動可能なプレート搬送機構が、保管ラックを低温格納室から作業室に個別に出し入れする保管ラック移動手段と、保管プレートを保管ラックから個別に出し入れして入出庫室内のプレート旋回テーブルに対向する位置およびピックアップ機構のプレート載置部に対向する位置で保管プレートを移載可能とする保管プレート移動手段とを備え、低温保管された試料を収容した容器を個別に自動的に外部へ取り出すとともに、他の容器に収容された試料の温度上昇による影響を抑制し、容器や保管プレートに結露や霜が生じるのを防止すものであれば、その具体的な実施の態様は、いかなるものであっても何ら構わない。

本発明の低温保管システムの一実施例を図１、図２に基づいて説明する。
本発明の実施例である低温保管システム１００は、低温保管すべき試料を収容する容器２０１を複数保持する保管プレート２０３を縦方向に複数収容する保管ラック１０４と、該保管ラック１０４を複数格納する低温格納室１０５と、該低温格納室１０５の上方に隣接して設けられた作業室１０６と、該作業室１０６内に設けられ保管プレート２０３を搬送するとともに保管ラック１０４に出し入れするプレート搬送機構１１０とを有している。

作業室１０６内の下方に低温格納室１０５の存在しない位置には、保管プレート２０３を複数載置可能で、それぞれの保管プレート２０３から容器２０１を個別に取り出し、挿入可能なピックアップ機構１２０が設けられている。
また、作業室１０６のピックアップ機構１２０が設けられた位置に隣接して入出庫室１０８が設けられ、入出庫室１０８の外部に面した側面に保管プレート２０３を搬出入するプレート出入口１０７が設けられている。
なお、本実施例では、入出庫室１０８が作業室１０６内に喰い込むように設けられ、入出庫室１０８と作業室１０６全体として外側面が平面状となるように構成されている。

プレート搬送機構１１０は、低温格納室１０５に複数格納された任意の保管ラック１０４を個別に上方向に出し入れする保管ラック移動手段１１１と、保管ラック１０４に複数格納された任意の保管プレート２０３を、上方に引き出された保管ラック１０４から個別に水平方向に出し入れする保管プレート移動手段１１２とを有している。

ピックアップ機構１２０は、複数の保管プレート２０３を載置可能なプレート載置部１２２と、プレート載置部１２２の上方を移動可能で容器２０１を個別に取り出し、挿入可能な把持部を持つピックアップアーム１２１を備えており、複数の保管プレート２０３の間で容器２０１を個別に移載可能に構成されている。

入出庫室１０８内には、搬出入される保管プレート２０３を載置して、プレート出入口１０７に面した方向とプレート搬送機構１１０に面した方向に旋回させるプレート旋回テーブル１３１が設けられている。

プレート搬送機構１１０の保管ラック移動手段１１１および保管プレート移動手段１１２が水平前後方向に移動可能な縦移動手段１１３に支持されており、該縦移動手段１１３が縦移動手段１１３の移動方向と直交する水平左右方向に移動可能な横移動手段１１４に支持されることで、プレート搬送機構１１０全体が作業室１０６内で移動可能に構成されている。

このことで、保管ラック移動手段１１１の作動する低温格納室１０５の上方位置、入出庫室１０８に対向する位置、およびピックアップ機構１２０に対向する位置の間で移動可能に構成されている。
また、保管プレート移動手段１１２は、入出庫室１０８に対向する位置およびピックアップ機構１２０に対向する位置において、保管プレート２０３をプレート載置部１２２およびプレート旋回テーブル１３１に移載可能に構成されている。

低温格納室１０５は、例えば、−８０℃以下の極低温環境に保たれており、作業室１０６は、結露や霜を防止するために外部環境と隔離されて低湿度環境に保たれ、入出庫室１０８は、プレート出入口１０７を閉じることで外部環境と隔離されるように構成されている。

また、入出庫室１０８と作業室１０６の間も、シャッター等により隔離されるように構成されても良い。
さらに、作業室１０６は、外部環境よりも低温の環境に保ってさらに結露や霜を防止しても良い。
なお、低温保管システム１００の全体形状や、各構成の詳細な形状、構造は、上述した位置関係で上述した動作を行うことが可能であれば、いかなるものであっても良い。

以上のように構成された本実施例の低温保管システム１００における容器２０１の搬出の動作について、図３乃至図６に基づいて説明する。
なお、本実施例の低温保管システム１００の各構成部材は図示しない制御装置によって動作するように構成されており、該制御手段は入力された取り出したい容器に関する情報に基づいて動作するように構成されている。

図３に示すように、作業者Ｐが、空の保管プレート２０３ａを入出庫室１０８の側面のプレート出入口１０７からプレート旋回テーブル１３１に載置し、プレート出入口１０７を閉じた後に、制御手段に開始指示を与える。

まず、プレート出入口１０７から搬入されてプレート旋回テーブル１３１に載置された空の保管プレート２０３ａは、プレート旋回テーブル１３１が旋回することにより、プレート搬送機構１１０に対向する側に向けられる。
この状態で、プレート搬送機構１１０の保管プレート移動手段１１２が、空の保管プレート２０３ａをプレート旋回テーブル１３１から取り出し、図４に示すように、ピックアップ機構１２０のプレート載置部１２２に移載する。

次いで、図５に示すように、プレート搬送機構１１０が取り出したい容器を収容する保管プレート２０３ｂが収容された保管ラック１０４の位置まで移動し、保管ラック移動手段１１１によって保管ラック１０４を低温格納室１０５から上方に引き上げ、保管プレート移動手段１１２によって取り出したい容器を収容する保管プレート２０３ｂを取り出す。

そして、図６に示すように、プレート搬送機構１１０が移動し、取り出したい容器を収容する保管プレート２０３ｂが保管プレート移動手段１１２によってピックアップ機構１２０のプレート載置部１２２に移載される。
空の保管プレート２０３ａと取り出したい容器を収容する保管プレート２０３ｂがピックアップ機構１２０のプレート載置部１２２に載置された状態で、ピックアップアーム１２１がプレート載置部１２２上方に移動して、取り出したい容器を収容する保管プレート２０３ｂから目的の容器をピックアップして空の保管プレート２０３ａに移載する。

取り出したい容器の空の保管プレート２０３ａへの移載が完了すると、上述した動作と逆の手順で、取り出したい容器が移載された保管プレート２０３ａを入出庫室１０８まで搬送する。
すなわち、取り出したい容器のみがピックアップされた保管プレート２０３ｂが、図５に示すように、ピックアップ機構１２０のプレート載置部１２２から保管プレート移動手段１１２に再び取り出され、プレート搬送機構１１０が収容された保管ラック１０４の位置まで移動する。

そして、保管ラック移動手段１１１によって収容される保管ラック１０４を低温格納室１０５から上方に引き上げ、保管プレート移動手段１１２によって保管プレート２０３ｂが保管ラック１０４に収容されて、該保管ラック１０４は再度低温格納室１０５に格納される。

次いで、取り出したい容器の移載された保管プレート２０３ａは、プレート搬送機構１１０の保管プレート移動手段１１２によって、ピックアップ機構１２０のプレート載置部１２２から取り出し、プレート旋回テーブル１３１に移載される。
そして、プレート旋回テーブル１３１が旋回することにより、取り出したい容器の移載された保管プレート２０３ａがプレート出入口１０７側に向けられ、入出庫室１０８の側面のプレート出入口１０７から作業者Ｐが取り出し可能となる。

以上のように動作することにより、取り出したい容器を収容する保管プレート２０３ｂは、作業室１０６から外部搬出されることがないため、容器に収容された試料の温度上昇による影響を抑制し、容器や保管プレート２０３ｂに結露や霜が生じるのを防止することができる。
また、作業室１０６を低湿度環境に保ち、かつ、プレート搬送機構１１０やピックアップ機構１２０が動作する範囲で低温環境とすることで、さらに容器に収容された試料の温度上昇による影響を抑制し、容器や保管プレート２０３ｂに結露や霜が生じるのを防止することができる。

さらに、入出庫室１０８と作業室１０６の間に、シャッター等を設けて、保管プレート２０３ｂの移載時以外は空間的に隔離しても良く、このことで、作業室１０６内の環境がさらに一定に維持されることとなり、さらに容器に収容された試料の温度上昇による影響を抑制し、容器や保管プレート２０３ｂに結露や霜が生じるのを防止することができる。

また、本発明の低温保管システム１００によれば、低温保存したい容器を収容した保管プレート２０３ａを直接保管ラック１０４に収容して低温格納室１０５に格納することも可能である。
すなわち、図３に示すように、入出庫室１０８の側面のプレート出入口１０７からプレート旋回テーブル１３１に載置し、プレート出入口１０７から搬入されてプレート旋回テーブル１３１に載置された空の保管プレート２０３ａは、プレート旋回テーブル１３１が旋回することにより、プレート搬送機構１１０に対向する側に向ける。

そして、プレート搬送機構１１０の保管プレート移動手段１１２が、保管プレート２０３ａをプレート旋回テーブル１３１から取り出し、図４に示すように、ピックアップ機構１２０のプレート載置部１２２に移載する。
この状態で、プレート搬送機構１１０が、直接格納すべき保管ラック１０４の上方まで移動して、保管ラック移動手段１１１によって収容される保管ラック１０４を低温格納室１０５から上方に引き上げ、保管プレート移動手段１１２によって保管プレート２０３ａが保管ラック１０４に収容されて、該保管ラック１０４は低温格納室１０５に格納される。

さらに、前述した低温保存したい容器を個別に空の保管プレート２０３ａにセットして、入出庫室１０８の側面のプレート出入口１０７からプレート旋回テーブル１３１に載置することで、前述した容器の取り出し手順に対してピックアップ機構１２０の移載を逆方向として、自動的に保管プレート２０３ｂに収容して低温保存することも可能である。

以上のように、本発明の低温保管システム１００によれば、低温保管された試料を収容した容器を個別に自動的に外部へ取り出すことができるとともに、他の容器に収容された試料の温度上昇による影響を抑制し、容器や保管プレートに結露や霜が生じるのを防止することができる。

１００、５００ ・・・ 低温保管システム
１０４、５０４ ・・・ 保管ラック
１０５、５０５ ・・・ 低温格納室
１０６、５０６ ・・・ 作業室
１０７、５０７ ・・・ プレート出入口
１０８ ・・・ 入出庫室
１１０、５１０ ・・・ プレート搬送機構
１１１、５１１ ・・・ 保管ラック移動手段
１１２、５１２ ・・・ 保管プレート移動手段
１２０ ・・・ ピックアップ機構
１２１ ・・・ ピックアップアーム
１２２ ・・・ プレート載置部
１３１ ・・・ プレート旋回テーブル
２０１ ・・・ 容器
２０２ ・・・ キャップ
２０３ ・・・ 保管プレート

Claims (6)

1. 容器を複数保持する保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックと、該保管ラックを複数格納する低温格納室と、該低温格納室に隣接して設けた作業室と、該作業室内に設けて前記保管プレートを保管ラックに出し入れするプレート搬送機構とを有する低温保管システムであって、
   前記保管プレートから容器を個別に取り出し可能なピックアップ機構が、前記作業室内に設けられ、
   前記作業室に隣接して設けた入出庫室が、該入出庫室の外部に面した側面に保管プレートを搬出入するプレート出入口を備え、
   前記入出庫室内に搬出入される保管プレートを載置してプレート出入口に面した方向とプレート搬送機構に面した方向との間で旋回するプレート旋回テーブルが、前記入出庫室内に設けられ、
   前記作業室内を移動可能なプレート搬送機構が、前記保管ラックを低温格納室から作業室に個別に出し入れする保管ラック移動手段と、前記保管プレートを保管ラックから個別に出し入れして前記入出庫室内のプレート旋回テーブルとピックアップ機構のプレート載置部との間で保管プレートを移載可能とする保管プレート移動手段とを備えていることを特徴とする低温保管システム。
2. 前記ピックアップ機構が、前記プレート搬送機構によって入出庫室から搬送された保管プレートと前記プレート搬送機構によって保管ラックから搬送された保管プレートの間で、前記容器を個別に移載可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の低温保管システム。
3. 前記低温格納室が、−８０℃以下の極低温環境に保たれており、
   前記作業室が、低湿度環境に保たれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の低温保管システム。
4. 前記プレート搬送機構が、前記低温格納室に格納すべき試料を収容する容器を複数保持した保管プレートを、前記入出庫室から前記保管ラックに移送して収容可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の低温保管システム。
5. 前記低温格納室が、前記作業室の下方に設けられ、
   前記ピックアップ機構が、前記作業室内の下方に前記低温格納室の存在しない位置に設けられ、
   前記入出庫室が、前記作業室の前記ピックアップ機構が設けられた位置に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の低温保管システム。
6. 前記作業室が、外部環境よりも低温の環境に保たれていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の低温保管システム。

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