JP5681547B2

JP5681547B2 - 凍結保存装置

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Publication number: JP5681547B2
Application number: JP2011079110A
Authority: JP
Inventors: 明夏西尾; 太田　英俊; 英俊太田; 守藤田
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012215311A; US20120247999A1

Description

本発明は、凍結保存装置に関し、詳しくは、凍結保存試料を封入した複数のクライオバイアルやアンプルを保持したクライオケーンを、低温液化ガスを貯留した凍結保存容器に出し入れする手段を備えた凍結保存装置に関する。

凍結保存容器に保存した試料を取り出す手段として、凍結保存容器の上方にハンドリングロボットを配置し、入力装置から入力された情報と、凍結保存容器に保存されているクライオケーン（アンプル収納具）に付された情報とに基づいてハンドリングロボットが自動的に目的のクライオケーンを凍結保存容器内から取り出すようにした凍結保存装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−９４３５９号公報

しかし、特許文献１に記載された凍結保存装置は、構造が複雑で高価なハンドリングロボットや制御装置を必要とするため、数多くの試料を出し入れする用途には適しているものの、装置が大きく、質量も大きく、さらに、高価であることから、比較的小規模な研究室などには不向きであった。

そこで本発明は、小型軽量かつ低価格でクライオケーンの出し入れも容易に行える凍結保存装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明における凍結保存装置の第１の構成は、低温液化ガスを貯留する円筒状の容器本体と、該容器本体内に設けられて前記容器本体の上部開口から挿入されるクライオケーンを保持する複数のケーン収納部を有するクライオケーン保持器とを備えた凍結保存装置において、前記容器本体の上部開口に対して回動可能な状態で装着され、該上部開口の全体を覆う第１回動蓋と、該第１回動蓋の一部に設けられた円形開口に対して回動可能な状態で装着され、該円形開口の全体を覆う第２回動蓋と、該第２回動蓋の一部に設けられたクライオケーン出し入れ用の通孔と、該通孔の外周部から上方に回動可能な状態で突設した筒状体と、第２回動蓋の上面から上方に突設された昇降装置と、該昇降装置に設けられて前記筒状体の内部で昇降可能で前記クライオケーンの上端部を把持可能なケーン把持部と、前記筒状体の下部周壁に設けられた開閉扉とを備え、前記上部開口の中心と前記第１回動蓋の回動中心とは同一鉛直線上にあり、前記円形開口は前記第１回動蓋の直径未満で半径を超える長さの直径を有し、該円形開口の中心は、前記第１回動蓋の回動中心に対して偏心した位置に設けられ、該円形開口の中心と第２回動蓋の回動中心とは同一鉛直線上にあり、前記通孔の中心は第２回動蓋の回動中心に対して偏心した位置に設けられ、前記上部開口に対して前記第１回動蓋を回動させるとともに、該第１回動蓋に対して前記第２回動蓋を回転させて前記通孔の位置を調整することにより、前記クライオケーン保持器における容器本体中央部に保持されたクライオケーン及び前記クライオケーン保持器における容器本体外周部に保持されたクライオケーンのいずれのクライオケーンも前記通孔を通して前記ケーン把持部で把持可能に形成されていることを特徴としている。

本発明における凍結保存装置の第２の構成は、低温液化ガスを貯留する円筒状の容器本体と、該容器本体内に設けられて前記容器本体の上部開口から挿入されるクライオケーンを保持する複数のケーン収納部を有するクライオケーン保持器とを備えた凍結保存装置において、前記容器本体の上部開口を覆う円盤状の蓋と、該蓋の半径方向に長い長方形状に形成されたクライオケーン出し入れ用のスリットと、前記蓋の外周部から上方に突設した筒状体と、該筒状体の内部に配置された昇降装置と、該昇降装置に設けられて前記スリットの長手方向に沿って移動可能かつ昇降可能に形成されて前記クライオケーンの上端部を把持可能なケーン把持部と、前記スリットの外端部に対応して前記筒状体の下部周壁に設けられた開閉扉とを備え、前記スリットは、内端部が前記蓋の中央に位置するとともに外端部が蓋の外周部に位置する蓋の直径未満で半径を超える長さを有し、前記クライオケーン保持器を前記容器本体内でクライオケーン保持器の中心を軸線として回動可能に形成し、該クライオケーン保持器を回動させるとともに、前記ケーン把持部の位置を前記スリットの長手方向に調整することにより、前記クライオケーン保持器における容器本体中央部に保持されたクライオケーン及び前記クライオケーン保持器における容器本体外周部に保持されたクライオケーンのいずれのクライオケーンも前記スリットを通して前記ケーン把持部で把持可能に形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の凍結保存装置は、前記第１の構成において、前記第１回動蓋を前記容器本体の上部開口に対して回動可能な状態で装着するのに代えて、蓋支持手段によって容器本体の上部開口の上方に支持するとともに、前記容器本体を回動可能な回転台にて支持し、前記第１回動蓋の中心と容器本体の回動中心とを同一の鉛直線上に配置したこと、また、前記第１の構成及び前記第２の構成において、前記クライオケーンの頭部に、各クライオケーンを識別するための識別子が設けられていること、前記ケーン把持部に、前記識別子を読み取る識別子読取手段が設けられていることを特徴としている。

本発明の凍結保存装置によれば、簡単な構成の昇降装置を用いて容器本体内からクライオケーンを取り出すことができ、装置全体の小型軽量化や低コスト化を図ることができる。

本発明の凍結保存装置の第１形態例を示す斜視図である。同じく断面平面図である。同じく断面正面図である。要部の断面正面図である。本発明の凍結保存装置の第２形態例を示す斜視図である。同じく断面平面図である。同じく断面正面図である。要部の断面正面図である。本発明の凍結保存装置の第３形態例を示す斜視図である。同じく断面平面図である。同じく断面正面図である。要部の断面正面図である。本発明の凍結保存装置の第４形態例を示す斜視図である。本発明の凍結保存装置の第５形態例を示す断面正面図である。

まず、図１乃至図４の第１形態例に示す凍結保存装置は、低温液化ガスを貯留する円筒状の容器本体１１と、該容器本体１１内に設けられたクライオケーン保持器１２と、前記容器本体１１の上部開口１１ａに回動可能に装着される第１回動蓋１３と、該第１回動蓋１３の一部に設けられた円形開口１３ａに回動可能に設けられた第２回動蓋１４と、該第２回動蓋１４の外周部から上方に突設した筒状体１５と、該筒状体１５の内部に配置された昇降装置１６と、該昇降装置１６に設けられたケーン把持部１７と、第２回動蓋１４に設けられたクライオケーン出し入れ用の通孔１４ａと、前記筒状体１５の下部周壁に設けられた開閉扉１８とを備えている。

また、第１回動蓋１３には、排気筒１９が設けられており、容器本体１１の底部にはキャスター２０が設けられている。なお、容器本体１１やクライオケーン保持器１２については、前記特許文献１に記載された凍結保存容器と同一のものを使用することができるので、ここでの詳細な図示及び説明は省略する。

クライオケーン保持器１２は、複数のクライオバイアル２１やアンプルを保持した多数のクライオケーン２２の上部を支持してクライオケーン２２を鉛直方向に向けて保持するものであって、各クライオケーン２２には、凍結保存試料を封入した複数のクライオバイアル２１を保持する保持部が上下多段に設けられている。また、クライオケーン２２の頭部には、該クライオケーン２２を識別するための識別子２２ａが設けられている。この識別子２２ａは、上方から読取可能な状態に形成されており、識別子には、視認可能な数字や文字、あるいは、専用の読取器によって読取可能な各種バーコードなどを採用することができる。

上部開口１１ａの全体を覆う前記第１回動蓋１３は、前記容器本体１１の上部開口１１ａの直径より大きな直径を有する円盤状の部材からなるものであって、前記上部開口１１ａの外周部と該第１回動蓋１３の外周部との間に設けられた第１回転支持部材（ベアリング）２３を介して、第１回動蓋１３の回動中心と上部開口１１ａの中心とを同一鉛直線上に位置させて容器本体１１に装着される。この第１回動蓋１３に設けられた前記円形開口１３ａは、第１回動蓋１３の直径未満で半径を超える長さの直径を有する平面視が円形の開口であって、この円形開口１３ａの中心は、第１回動蓋１３の回動中心に対して偏心した位置にあり、第１回動蓋１３の外周部に円形開口１３ａが近接するように配置されている。

円形開口１３ａを覆う前記第２回動蓋１４は、円形開口１３ａの直径より大きな直径を有する円盤状の部材からなるものであって、円形開口１３ａの外周縁上面と第２回動蓋１４の外周部下面との間に設けられた第２回転支持部材（ベアリング）２４を介して、円形開口１３ａの中心と第２回動蓋１４の回動中心とが同一鉛直線上に位置するようにして設けられている。第２回動蓋１４に設けられたクライオケーン出し入れ用の通孔１４ａは、昇降装置１６のケーン把持部１７やクライオケーン２２が通過可能の大きさを有しており、該通孔１４ａの中心は第２回動蓋１４の回動中心に対して偏心した位置にあり、第２回動蓋１４の外周部に通孔１４が近接するように配置されている。

前記筒状体１５は、第２回動蓋１４の外周縁から立設した蓋付きの円筒形状の部材からなるもので、筒状体１５の直径と第２回動蓋１４の直径とは略同一であり、筒状体１５の中心軸線と第２回動蓋１４の回動中心とは同一鉛直線上に位置している。筒状体１５の高さは、昇降装置１６を収納可能な高さに設定されている。

筒状体１５内に設けられた昇降装置１６は、クライオケーン保持器１２に保持されたクライオケーン２２の頭部をケーン把持部１７が把持可能な状態となる下降位置と、ケーン把持部１７が把持したクライオケーン２２の全体を第２回動蓋１４の上方に引き上げた状態となる上昇位置との間で、ケーン把持部１７を鉛直方向に昇降可能としている。ケーン把持部１７の先端部には、クライオケーン２２の頭部に設けられた前記識別子２２ａを読み取るために読取器（読み取り手段）１７ａが設けられるとともに、クライオケーン２２の頭部を着脱可能に把持する把持機構が設けられている。

前記開閉扉１８は、クライオバイアル２１をクライオケーン２２の所定の位置に着脱する際に開放するものであって、ケーン把持部１７により所定高さまで上昇させたクライオケーン２２の所定の位置に保持されたクライオバイアル２１の取出作業が可能な大きさに形成されている。

このように形成した凍結保存装置において、容器本体１１内に保存された所望の試料を封入したクライオバイアル２１を取り出す際には、容器本体１１の上部開口１１ａに対して第１回動蓋１３を回動させるとともに、該第１回動蓋１３に対して第２回動蓋１４を回動させ、クライオケーン出し入れ用の通孔１４ａを、目的とするクライオバイアル２１を保持したクライオケーン２２の上方に移動させる。通孔１４ａの位置合わせは、クライオケーン２２の頭部に設けた識別子２２ａを目視しながら手動で行うこともでき、あらかじめ記憶手段に記憶させた位置情報に基づいて自動制御することも可能である。

このとき、第１回動蓋１３に対する第２回動蓋１４の大きさや位置を上述のように設定していることにより、第２回動蓋１４の通孔１４ａを第１回動蓋１３の内周側に位置させることによって容器本体１１の中央部に保持されたクライオケーン２２を取り出すことが可能となり、第２回動蓋１４の通孔１４ａを第１回動蓋１３の外周側に位置させることによって容器本体１１の外周部に保持されたクライオケーン２２を取り出すことが可能となる。すなわち、上部開口１１ａに対する第１回動蓋１３の回動位置、第１回動蓋１３に対する第２回動蓋１４の回動位置を調整することにより、容器本体１１内のクライオケーン保持器１２のいずれの場所に保持したクライオケーン２２でも取り出すことが可能となる。

通孔１４ａを目的のクライオケーン２２の上方に位置合わせした後、昇降装置１６によりケーン把持部１７を通孔１４ａを通して下降させ、目的のクライオケーン２２の頭部をケーン把持部１７にて把持する。このとき、ケーン把持部１７に設けた読取器１７ａによってクライオケーン２２の識別子２２ａを読み取って照合することにより、目的のクライオケーン２２を確実に間違いなく把持することができる。

目的のクライオケーン２２をケーン把持部１７にて把持した状態で昇降装置１６を操作し、クライオケーン２２に保持されている所望のクライオバイアル２１を前記開閉扉１８から取出可能な位置になるようにケーン把持部１７を上昇させ、開閉扉１８を開いて所望のクライオバイアル２１をクライオケーン２２から取り外す。クライオケーン２２の上昇位置は、目視によって行うこともでき、クライオバイアル２１にクライオバイアル用識別子を付すとともに開閉扉１８の近傍に読取器を設けておき、前記クライオバイアル用識別子を読み取って照合することにより位置合わせを行うこともでき、前述のように、あらかじめ記憶手段に記憶させた位置情報に基づいて自動制御することも可能である。

このように、第１回動蓋１３及び第２回動蓋１４を回動させてから昇降装置１６を操作するだけで、所望の試料を封入したクライオバイアル２１を容易に取り出すことができる。各蓋１３，１４の回動操作、昇降装置１６の昇降操作、ケーン把持部１７の把持操作を全て手動操作可能に形成しておくことにより、複雑な機構を不要とすることができるので、クライオケーン取出装置を備えた凍結保存装置全体の小型軽量化や低価格化を図ることができる。また、ケーン把持部１７の把持操作を含む昇降装置１６の昇降操作を自動化する場合も、昇降装置１６に求められる動きが鉛直方向のみの動きであるから、僅かな追加で容易に行うことができる。

さらに、簡単な識別子と読取器とを組み合わせて適切な管理を行うこともでき、監視カメラとモニター画面とを適宜使用することもできる。また、容器本体１１にキャスター２０を設けておくことにより、凍結保存装置の移動も容易に行うことができる。さらに、第１回動蓋１３、第２回動蓋１４、筒状体１５、開閉扉１８を透明な材料で形成することにより、操作時にクライオケーン２２の位置を外部から視認することができ、操作性を大幅に向上させることができる。

図５乃至図８は、本発明の凍結保存装置の第２形態例に示している。なお、以下の説明において、各凍結保存装置における同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本形態例では、第２回動蓋１４の上に設ける筒状体１５の直径を第２回動蓋１４の直径より小さくして通孔１４ａの外周部に設けた第３回転支持部材２５を介して回動可能に立設するとともに、昇降装置１６を筒状体１５の外側で第２回動蓋１４の上に立設し、筒状体１５の上部を気密に貫通させた状態で、筒状体１５の内部でケーン把持部１７を昇降させるように形成している。

このように筒状体１５を回動可能に形成することにより、ケーン把持部１７で引き上げたクライオケーン２２からクライオバイアル２１を取り出す際に、筒状体１５を回動させることによって開閉扉１８の向きをクライオバイアル２１の取出作業を行う方向に合わせることができるので、クライオバイアル２１の取出作業を効率よく行うことができる。

図９乃至図１２は、本発明の凍結保存装置の第３形態例に示している。本形態例では、円盤状の蓋３０を上部開口１１ａに対して固定するとともに、クライオケーン保持器１２を回転支持部材３１により支持し、該クライオケーン保持器１２の中心を通る鉛直線を回動軸線として容器本体１１の内部で回動可能に形成している。蓋３０には、該蓋３０の直径と略同じ直径を有する筒状体３２を立設し、該蓋３０の半径方向に長い長方形状に形成されたクライオケーン出し入れ用のスリット３３を設けるとともに、蓋３０の上の筒状体３２の内部に、前記スリット３３の長手方向に沿って移動可能かつ昇降可能に形成されたケーン把持部１７を有する昇降装置３４を設け、さらに、前記スリット３３の外端部３３ａに対応して筒状体３２の下部周壁に開閉扉１８を設けている。前記スリット３３は、蓋３０の直径未満で半径を超える長さを有しており、内端部３３ｂが蓋３０の中央に位置し、かつ、外端部３３ａが蓋３０の外周部に位置するように配置されている。

本形態例に示す凍結保存装置では、クライオケーン保持器１２を容器本体１１の内部で回動させるとともに、ケーン把持部１７の位置を前記スリット３３の長手方向に調整することにより、前記クライオケーン保持器１２における容器本体１１の中央部に保持されたクライオケーン２２及び前記クライオケーン保持器１２における容器本体１１の外周部に保持されたクライオケーン２２のいずれのクライオケーン２２も前記スリット３３を通して前記ケーン把持部１７で把持可能としている。クライオケーン保持器１２の回動は、適当な位置に設けた回動ハンドル３５にて行うことができる。なお、スリット３３に代えて、前記各形態例に示した円形開口とすることもできる。

図１３は、本発明の凍結保存装置の第４形態例に示している。本形態例は、前記第３形態例における円筒形の筒状体３２を、スリット３３及びケーン把持部１７の位置調整範囲に合わせた角筒状の筒状体３２ａに代えたものであり、筒状体の形状以外は、前記第３形態例に示した凍結保存装置と同様に形成している。

図１４は、本発明の凍結保存装置の第５形態例に示している。本形態例は、蓋３０を蓋支持手段４１によって容器本体１１の上部開口１１ａの上方に回動不能な状態で支持するとともに、容器本体１１を回転支持部材４２を備えた回転台４３にて回動可能に支持し、蓋３０の中心と容器本体１１の回動中心とを同一の鉛直線上に配置した例を示している。本形態例では、蓋３０を回動させずに、回転台４３を介して容器本体１１を回動させることにより、前記各形態例と同様にして容器本体１１内のいずれの位置からもクライオケーン２２を取り出すことができる。

１１…容器本体、１１ａ…上部開口、１２…クライオケーン保持器、１３…第１回動蓋、１３ａ…円形開口、１４…第２回動蓋、１４ａ…通孔、１５…筒状体、１６…昇降装置、１７…ケーン把持部、１７ａ…読取器、１８…開閉扉、１９…排気筒、２０…キャスター、２１…クライオバイアル、２２…クライオケーン、２２ａ…識別子、２３…第１回転支持部材、２４…第２回転支持部材、２５…第３回転支持部材、３０…蓋、３１…回転支持部材、３２…筒状体、３３…スリット、３３ａ…外端部、３３ｂ…内端部、３４…昇降装置、３５…回動ハンドル、４１…蓋支持手段、４２…回転支持部材、４３…回転台

Claims

低温液化ガスを貯留する円筒状の容器本体と、該容器本体内に設けられて前記容器本体の上部開口から挿入されるクライオケーンを保持する複数のケーン収納部を有するクライオケーン保持器とを備えた凍結保存装置において、前記容器本体の上部開口に対して回動可能な状態で装着され、該上部開口の全体を覆う第１回動蓋と、該第１回動蓋の一部に設けられた円形開口に対して回動可能な状態で装着され、該円形開口の全体を覆う第２回動蓋と、該第２回動蓋の一部に設けられたクライオケーン出し入れ用の通孔と、該通孔の外周部から上方に回動可能な状態で突設した筒状体と、第２回動蓋の上面から上方に突設された昇降装置と、該昇降装置に設けられて前記筒状体の内部で昇降可能で前記クライオケーンの上端部を把持可能なケーン把持部と、前記筒状体の下部周壁に設けられた開閉扉とを備え、前記上部開口の中心と前記第１回動蓋の回動中心とは同一鉛直線上にあり、前記円形開口は前記第１回動蓋の直径未満で半径を超える長さの直径を有し、該円形開口の中心は、前記第１回動蓋の回動中心に対して偏心した位置に設けられ、該円形開口の中心と第２回動蓋の回動中心とは同一鉛直線上にあり、前記通孔の中心は第２回動蓋の回動中心に対して偏心した位置に設けられ、前記上部開口に対して前記第１回動蓋を回動させるとともに、該第１回動蓋に対して前記第２回動蓋を回転させて前記通孔の位置を調整することにより、前記クライオケーン保持器における容器本体中央部に保持されたクライオケーン及び前記クライオケーン保持器における容器本体外周部に保持されたクライオケーンのいずれのクライオケーンも前記通孔を通して前記ケーン把持部で把持可能に形成されていることを特徴とする凍結保存装置。
請求項１記載の凍結保存装置において、前記第１回動蓋を前記容器本体の上部開口に対して回動可能な状態で装着するのに代えて、蓋支持手段によって容器本体の上部開口の上方に支持するとともに、前記容器本体を回動可能な回転台にて支持し、前記第１回動蓋の中心と容器本体の回動中心とを同一の鉛直線上に配置したことを特徴とする凍結保存装置。
低温液化ガスを貯留する円筒状の容器本体と、該容器本体内に設けられて前記容器本体の上部開口から挿入されるクライオケーンを保持する複数のケーン収納部を有するクライオケーン保持器とを備えた凍結保存装置において、前記容器本体の上部開口を覆う円盤状の蓋と、該蓋の半径方向に長い長方形状に形成されたクライオケーン出し入れ用のスリットと、前記蓋の外周部から上方に突設した筒状体と、該筒状体の内部に配置された昇降装置と、該昇降装置に設けられて前記スリットの長手方向に沿って移動可能かつ昇降可能に形成されて前記クライオケーンの上端部を把持可能なケーン把持部と、前記スリットの外端部に対応して前記筒状体の下部周壁に設けられた開閉扉とを備え、前記スリットは、内端部が前記蓋の中央に位置するとともに外端部が蓋の外周部に位置する蓋の直径未満で半径を超える長さを有し、前記クライオケーン保持器を前記容器本体内でクライオケーン保持器の中心を軸線として回動可能に形成し、該クライオケーン保持器を回動させるとともに、前記ケーン把持部の位置を前記スリットの長手方向に調整することにより、前記クライオケーン保持器における容器本体中央部に保持されたクライオケーン及び前記クライオケーン保持器における容器本体外周部に保持されたクライオケーンのいずれのクライオケーンも前記スリットを通して前記ケーン把持部で把持可能に形成されていることを特徴とする凍結保存装置。
前記クライオケーンの頭部に、各クライオケーンを識別するための識別子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の凍結保存装置。
前記ケーン把持部に、前記識別子を読み取る識別子読取手段が設けられていることを特徴とする請求項４記載の凍結保存装置。