JP2010163207A - 試料輸送容器、並びに、試料輸送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な温度管理が要求される試料を容易かつ確実に輸送することができる技術を提供する。
【解決手段】試料輸送容器１は、試料を入れた試料保持具を収容して当該試料を目的温度域に維持しながら輸送するためのものであり、真空断熱容器（試料輸送容器本体）３と、面状ヒータ（電気ヒータ）５と、蓄熱剤６とを有する。真空断熱容器３は、ステンレススチール製の円筒型真空二重容器（デュワー瓶）である。面状ヒータ５は、試料を入れた試料保持具を直接的に加温するためのものであり、試料保持具の周りを覆うことができる。蓄熱剤６は空間部１０に設置されている。目的温度域は、例えば０℃〜２０℃あるいは１５℃〜３６℃の範囲から選択することでき、輸送対象となる試料としては細胞や生体試料が挙げられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、細胞等の試料を目的温度域に維持して輸送するために使用される試料輸送容器、並びに、当該容器を用いた試料輸送方法に関するものである。

細胞や生体試料といった精密な温度管理が求められる試料を輸送する機会が増加している。一般に、これらの試料の保存や輸送は−２０℃以下の「冷凍」や５℃程度の「冷蔵」の条件下で行われることが多い。冷凍条件で輸送する場合には、例えば、ドライアイスや液体窒素といった超低温の冷媒を試料に接触させるか試料近傍に置いた状態で輸送する。冷蔵条件で輸送する場合には、例えば、高吸水性ポリマーを袋詰めした保冷剤がよく使われている。

一方、これらの試料を生物学的に活発な状態を維持したまま輸送するニーズが高まっている。そのためには、冷蔵条件よりも少し高い温度領域や生体温度領域（以下、「中間温度領域」と称することがある。）に試料温度を維持しながら輸送する必要がある。また、細胞や生体試料の他に、医薬品関連試料や半導体関連試料でも、中間温度領域に維持しながら輸送すべきものがある。これらの試料の多くは温度変動の影響を受けやすいので、輸送中の温度変動を極力小さくする必要がある。さらに、遠方に輸送する機会が多いので、数日間の輸送にも対応できることが望ましい。特許文献１には、室温領域で細胞を輸送するための細胞輸送容器が開示されている。この細胞輸送容器は、蓄熱機能と断熱機能を備えた二層構造を有し、さらに酸化触媒による加温装置を有する。

また一方で、前記試料の輸送に用いる容器や装置類は、取り扱いやすさの点から、できるだけ簡単な構造からなるものが望まれる。

特開２００４−２１７２９０号公報

上述のように、中間温度領域に維持しながら輸送すべき試料が増えており、長時間に渡って中間温度領域を維持でき、かつ輸送中の温度変動を高度に抑えられる試料輸送技術が求められている。本発明の目的は、高精度な温度管理が要求される試料を容易かつ確実に輸送することができる技術を提供することにある。

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、試料を入れた試料保持具を収容し、当該試料を目的温度域に維持しながら輸送するための試料輸送容器であって、
試料保持具を収容可能な試料輸送容器本体と、電気ヒータとを備え、
電気ヒータは試料保持具に対して直接的に加温するものであり、
電気ヒータの表面温度を制御することにより試料温度を目的温度域に維持可能であることを特徴とする試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器は、試料を入れた試料保持具を収容して試料を輸送するためのものであり、試料を目的温度域に維持しながら輸送することを目的とするものである。本発明の試料輸送容器は試料輸送容器本体を備え、その中に試料保持具を収容可能である。そして本発明の試料輸送容器は、試料保持具に対して直接的に加温する電気ヒータを備えている。そのため、容器内の温度雰囲気を目的温度域に維持する従来技術の試料輸送容器に比べて、試料温度を高精度かつ確実に目的温度域に維持できる。また電気ヒータを採用しているので、長時間に渡る加温が可能である。すなわち本発明の試料輸送容器によれば、輸送中の試料温度の変動が極めて小さく、高精度な温度管理が要求される試料であっても容易かつ確実に輸送することができる。

請求項２に記載の発明は、電気ヒータは、試料保持具の周囲を覆うか挟むことが可能なものであることを特徴とする請求項１に記載の試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器では、電気ヒータが試料保持具の周囲を覆うか挟むことが可能なものである。そのため、試料保持具に対してより確実に加温することができ、試料に対する温度維持がより高精度に行える。

請求項３に記載の発明は、電気ヒータは、面状ヒータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、試料保持具に対する加温をより確実かつ容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、試料輸送容器本体は、真空断熱容器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器では、試料保持具を収容する試料輸送容器本体が真空断熱容器である。そのため、試料が容器外部の温度の影響をほとんど受けることがなく、試料の温度維持をさらに高精度に行える。

請求項５に記載の発明は、試料輸送容器本体内に蓄熱剤をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器では試料輸送容器本体内に蓄熱剤が設置されている。そのため、試料輸送容器本体内の温度が安定化し、試料の温度変動がさらに高度に抑えられる。

請求項６に記載の発明は、断熱材からなる外容器をさらに備え、前記試料輸送容器本体は当該外容器内に収容されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器では、断熱材からなる外容器をさらに備え、試料輸送容器本体は当該外容器内に収容されている。そのため、試料輸送容器本体の外側の温度変動が極めて小さく、試料に対する温度維持がさらに確実かつ高精度に行える

請求項７に記載の発明は、試料輸送容器本体と外容器との間に保冷剤を有することを特徴とする請求項６に記載の試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器は試料輸送容器本体の外側に保冷剤を有しているので、試料輸送容器本体内部の温度上昇が高度に抑えられる。そのため、試料温度が目的温度域を上回る可能性が極めて低く、より安全に試料を輸送することができる。

請求項８に記載の発明は、目的温度域は、０℃〜２０℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、試料を冷蔵条件の温度領域ならびに冷蔵条件よりも少し高い温度領域に維持しながら輸送できる試料輸送容器が提供される。

請求項９に記載の発明は、目的温度域は、１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、試料を生体温度領域に維持しながら輸送できる試料輸送容器が提供される。

試料が細胞又は生体試料である構成が推奨される（請求項１０）。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の試料輸送容器の試料輸送容器本体内に、試料を入れた試料保持具を収容し、前記電気ヒータで試料保持具に対して直接的に加温すると共に電気ヒータの表面温度を制御し、試料温度を目的温度域に維持しながら前記試料を輸送することを特徴とする試料輸送方法である。

本発明は試料輸送方法に係るものであり、本発明の試料輸送容器の試料輸送容器本体内に試料を入れた試料保持具を収容し、電気ヒータで試料保持具に対して直接的に加温して試料温度を目的温度域に維持しながら試料を輸送する。本発明の試料輸送方法によれば、輸送中の試料温度の変動が極めて小さく、高精度な温度管理が要求される試料であっても容易かつ確実に目的温度域で輸送することができる。

請求項１２に記載の発明は、電気ヒータで試料保持具の周囲を覆うか挟むことを特徴とする請求項１１に記載の試料輸送方法である。

かかる構成により、試料保持具に対してより確実に加温することができ、試料に対する温度維持がより高精度に行える。

目的温度域が０℃〜２０℃の範囲から選択されたものである構成が推奨される（請求項１３）。

目的温度域が１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものである構成も推奨される（請求項１４）。

試料が細胞又は生体試料である構成も推奨される（請求項１５）。

請求項１６に記載の発明は、試料を入れた試料保持具を収容し、当該試料を目的温度域に維持しながら輸送するための試料輸送容器であって、
試料保持具を収容可能な試料輸送容器本体と、蓄熱体とを備え、
試料輸送容器本体は、真空断熱容器であり、
蓄熱体は試料保持具に対して直接的に加温するものであり、
断熱材からなる外容器をさらに備え、前記試料輸送容器本体は当該外容器内に収容されており、
試料輸送容器本体と外容器との間に保冷剤を有することを特徴とする試料輸送容器である。

本発明の試料輸送容器は蓄熱体を備えており、当該蓄熱体が試料保持具に対して直接的に加温する。さらに、本発明の試料輸送容器は外容器と保冷剤を有しており、試料輸送容器本体が外容器内に収容されていると共に、保冷剤が試料輸送容器本体と外容器との間に存在する。本発明の試料輸送容器は、電気ヒータを必須としないので、構成が簡単である。また、外容器を備えているので、試料輸送容器本体の外側の温度変動が極めて小さく、試料に対する温度維持がさらに確実かつ高精度に行える。さらに、保冷剤を有するので、試料温度が目的温度域を上回る可能性が極めて低く、より安全に試料を輸送することができる。
蓄熱体としては、蓄熱性素材の相変化を利用した一般的な蓄熱剤の他、後に詳述するゲル状の弾性体を蓄熱性素材としたものが挙げられる。

請求項１７に記載の発明は、蓄熱体は、試料保持具の周囲を覆うか挟むことが可能なものであることを特徴とする請求項１６に記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、蓄熱体が試料保持具に対してより確実に加温することができ、試料に対する温度維持がより高精度に行える。

請求項１８に記載の発明は、蓄熱体は、面状であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、蓄熱体による試料保持具に対する加温をより確実かつ容易に行うことができる。

請求項１９に記載の発明は、目的温度域は、０℃〜２０℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、試料を冷蔵条件の温度領域ならびに冷蔵条件よりも少し高い温度領域に維持しながら輸送できる試料輸送容器が提供される。

請求項２０に記載の発明は、目的温度域は、１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の試料輸送容器である。

かかる構成により、試料を生体温度領域に維持しながら輸送できる試料輸送容器が提供される。

試料が細胞又は生体試料である構成も推奨される（請求項２１）。

請求項２２に記載の発明は、請求項１６〜２１のいずれかに記載の試料輸送容器の試料輸送容器本体内に、試料を入れた試料保持具を収容し、
予めインキュベートした蓄熱体で試料保持具に対して直接的に加温すると共に前記保冷剤で試料輸送容器本体の外側を冷却し、試料温度を目的温度域に維持しながら前記試料を輸送することを特徴とする試料輸送方法である。

本発明の試料輸送方法は、予めインキュベートした蓄熱体を備えた本発明の試料輸送容器内に試料を入れた試料保持具を収容する。そして、当該蓄熱体で試料保持具に対して直接的に加温すると共に保冷剤で試料輸送容器本体の外側を冷却し、試料温度を目的温度域に維持しながら試料を輸送する。本発明の試料輸送方法によれば、輸送中の試料温度の変動が極めて小さく、高精度な温度管理が要求される試料であっても簡単な構成をもって、容易かつ確実に目的温度域で輸送することができる。

請求項２３に記載の発明は、蓄熱体で試料保持具の周囲を覆うか挟むことを特徴とする請求項２２に記載の試料輸送方法である。

かかる構成により、試料保持具に対してより確実に加温することができ、試料に対する温度維持がより高精度に行える。

目的温度域が０℃〜２０℃の範囲から選択されたものである構成が推奨される（請求項２４）。

目的温度域が１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものである構成も推奨される（請求項２５）。

試料が細胞又は生体試料である構成も推奨される（請求項２６）。

本発明の試料輸送容器によれば、輸送中の試料温度の変動が極めて小さく、高精度な温度管理が要求される試料であっても容易かつ確実に輸送することができる。特に、０℃〜２０℃といった冷蔵条件の温度領域ならびに冷蔵条件よりもやや高い温度域や、１５〜３６℃といった生体温度領域で試料を輸送するのに好適である。

本発明の試料輸送方法についても同様であり、高精度な温度管理が要求される試料であっても容易かつ確実に輸送することができる。

本発明の第一実施形態に係る試料輸送容器の外観を示す斜視図である。 図１の試料輸送容器の内部構造を示す断面図である。 図１の試料輸送容器の分解斜視図である。 試料輸送具と面状ヒータを示す斜視図であり、（ａ）は試料輸送具を面状ヒータで覆う前の状態、（ｂ）は試料輸送具を面状ヒータで覆った状態を示す。 本発明の第二実施形態に係る試料輸送容器の外観を示す斜視図である。 図５の試料輸送容器の内部構造を示す断面図である。 図５の試料輸送容器の分解斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る試料輸送容器の内部構造を示す断面図である。 図８の試料輸送容器の分解斜視図である。 本発明の第四実施形態における試料保持具と面状ヒータを示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は正面図である。 試料輸送具と緩衝部材を示す斜視図であり、（ａ）は試料輸送具を緩衝部材で覆う前の状態、（ｂ）は試料保持具を緩衝部材で覆った状態を示す。 本発明の第五実施形態で採用される緩衝部材の積層構造を示す分解斜視図である。 図１２の緩衝部材の断面図である。 試料保持具を緩衝部材と共に真空断熱容器に収容した状態を示す斜視図である。 本発明の第六実施形態における緩衝部材と真空断熱容器を示す分解斜視図である。 図１５の真空断熱容器の内部を示す平面図である。 本発明の第六実施形態に係る試料輸送容器の内部構造を示す断面図である。 実施例１で行った温度測定の結果を示すグラフである。 実施例２で行った温度測定の結果を示すグラフである。

図１〜３に示す第一実施形態に係る試料輸送容器１は、試料を入れた試料保持具２を収容して当該試料を目的温度域に維持しながら輸送するためのものであり、真空断熱容器（試料輸送容器本体）３と、面状ヒータ（電気ヒータ）５と、蓄熱剤６とを有する。真空断熱容器（試料輸送容器本体）３は、ステンレススチール製の円筒型真空二重容器（デュワー瓶）であり、密閉式の保冷・保温容器として一般に用いられているものである。真空断熱容器３は、真空断熱容器本体７と取り外し可能な蓋８からなり、蓋８を真空断熱容器本体７に装着することで、真空断熱容器３の内部に密閉された空間部１０が形成される。空間部１０のサイズは、内径８０ｍｍ〜１００ｍｍ程度、高さ（深さ）１４０ｍｍ〜１８０ｍｍ程度である。

図３，４に示す面状ヒータ（電気ヒータ）５は、柔軟性を有するシート状の発熱体であり、９ボルト程度の電池で駆動する小型のものである。面状ヒータ５は、試料を入れた試料保持具２を直接的に加温するためのものであり、空間部１０の温度（すなわち庫内温度）を調節するためのものではない。面状ヒータ５は、通電をオン／オフ制御することによりその表面温度を予め設定された温度に維持・制御できる。そして、面状ヒータ５の表面温度を制御することにより、試料保持具２内の試料温度を目的温度域に維持可能である。目的温度域は、例えば０℃〜３６℃の範囲から自由に選択され得る。面状ヒータ５の形状と大きさは、加温対象となる試料保持具２の形状や大きさに応じて適宜選択され得る。面状ヒータ５は図示しない電池で駆動する。

図３，４に示すように、本実施形態では、試料保持具２はその周囲を面状ヒータ５で覆われた状態で空間部１０に設置される。本実施形態では輸送対象となる試料が細胞であり、５０ｍＬ容のポリプロピレン製遠沈管が試料保持具２として採用されている。なお、細胞はゲル様の担体上に支持された状態で遠沈管内に収容されている。

図２に示すように、蓄熱剤６は、真空断熱容器（試料輸送容器本体）３の内壁と面状ヒータ５の外面との間を埋めるように、空間部１０に複数設置されている。試料輸送容器１の使用時において、蓄熱剤６は前記の目的温度域に予めインキュベートされた状態で空間部１０に設置される。つまり、試料輸送容器１においては、真空断熱容器３によって試料を外部環境温度から遮断することと、面状ヒータ５によって試料保持具２を直接的に加温することと、蓄熱剤６によって試料保持具２の周辺温度（空間部１０の温度）を一定に維持することにより、試料保持具２内の試料が高精度で目的温度域に維持される。なお、図２では６個の蓄熱剤６が描かれているが、蓄熱剤６の数には特に限定はない。

試料輸送容器１の使用方法について説明する。まず、試料の種類に応じて試料を維持すべき目的温度域を決定する。目的温度域は、例えば０℃〜３６℃程度の範囲から自由に選択され得る。１つの好ましい例では０℃〜２０℃の範囲から選択し、より好ましくは５℃〜２０℃、さらに好ましくは８℃〜１８℃の範囲から選択する。別の好ましい例では１５℃〜３６℃の範囲から選択し、より好ましくは３０℃〜３６℃の範囲から選択する。次に、前準備として蓄熱剤６を予めインキュベートしておく。インキュベート温度は目的温度域と同等かやや低め（１℃〜２℃程度低め）とし、目的温度域を超えないようにする。さらに、面状ヒータ５の表面温度が目的温度に維持されるよう設定し、面状ヒータ５に通電する。そのまま表面温度が安定するまで待った後、図４（ｂ）のように、試料を入れた試料保持具２（例えば、細胞を入れた前記の遠沈管）の周囲を面状ヒータ５で直接巻く。ただちに試料保持具２と面状ヒータ５の一体物を真空断熱容器３の空間部１０に設置し、さらに、面状ヒータ５の周りに予めインキュベートした蓄熱剤６を設置する。このとき、面状ヒータ５まわりをできるだけ蓄熱剤６で埋め、隙間を必要以上に残さないようにする。ただちに蓋８を装着し、試料輸送容器１を密閉する。以上の手順により、試料輸送容器１への試料の収容が完了する。試料輸送容器１内において、空間部１０は蓄熱剤６の作用によって目的温度域と同等か少し低い温度に維持される。このような温度雰囲気の中で、面状ヒータ５が試料輸送具２を直接的に加温し、試料温度が高精度で目的温度域に維持される。

本実施形態の試料輸送容器１は、試料輸送容器本体たる真空断熱容器３を備えているが、試料輸送容器本体として他の容器を採用してもよい。例えば、面状ヒータ５の仕様等に応じて、断熱性が緩やかで安価な容器を採用することができる。同様に、本実施形態の試料輸送容器１は蓄熱剤６を備えているが、面状ヒータ５の仕様や真空断熱容器３の性能等に応じて蓄熱剤６を省略することができる。

次に、本発明の第二実施形態について説明する。図５〜７に示す第二実施形態に係る試料輸送容器２１は、真空断熱容器（試料輸送容器本体）３を収容する外容器２２をさらに備えている。そして、外容器２２の内壁と真空断熱容器３の外面との隙間に、複数の保冷剤２３を有している。外容器２２は立方体または直方体の形状を有する密閉可能な箱体であり、外容器本体２５と開閉可能な蓋２６からなる。外容器２２は真空断熱パネル等の断熱材で構成されており、高い断熱性能を有している。一方、保冷剤２３は高吸水性ポリマーを袋詰めしてなるものであり、試料輸送容器２１の使用時において、０℃以下の温度、好ましくは−２０℃〜−１０℃程度に予め冷却（凍結）されている。なお、理解を容易にするために、図７では保冷剤２３の図示を省略している。

真空断熱容器３、面状ヒータ５、蓄熱剤６については第一実施形態と同じ構成を採用している。すなわち本実施形態においても、図２〜４に示すように、試料保持具２はその周囲を面状ヒータ５が巻かれた状態で真空断熱容器３の空間部１０に設置されており、面状ヒータ５の周りには蓄熱剤６が設置されている。なお、図６，７では真空断熱容器３のみを示し、その内部に設置された試料保持具２、面状ヒータ５、蓄熱剤６等の図示は省略している。

本実施形態では、保冷剤２３によって真空断熱容器３を外側から強制的に冷却するので、空間部１０が目的温度域以上の温度に上昇する可能性が極めて低い。その結果、試料をより安全に輸送することができる。なお、保冷剤２３はさらに低温のものでもよく、例えば、ドライアイスでもよい。また、図６では６個の保冷剤２３が描かれているが、保冷剤２３の数には特に限定はない。

なお、本実施形態では真空断熱容器３と外容器２２との間に保冷剤２３を有しているが、保冷剤２３を有さない実施形態も可能である。例えば、目的温度域が３０℃以上の場合には、保冷剤２３を入れずに外容器２２のみで真空断熱容器３を覆う構成としても、特に問題はない。保冷剤２３を省略することにより、試料輸送容器２１の重量を小さくすることができ、取扱いが容易となる。

次に、本発明の第三実施形態について説明する。図８，９に示す第三実施形態に係る試料輸送容器３１は、外容器２２に加え、内容器３２をさらに備えている。そして、真空断熱容器（試料輸送容器本体）３は内容器３２に収容され、内容器３２は外容器２２に収容されている。さらに、外容器２２と内容器３２との隙間に保冷剤２３を有し、内容器３２と真空断熱容器３との隙間にも保冷剤３３を有している。内容器２３は直方体の形状を有する発泡スチロール製の箱であり、内容器本体３５と取り外し可能な蓋３６とからなる。内容器２３は断熱性と衝撃吸収性に優れたものである。一方、保冷剤３３は保冷剤２３と同様に吸水性ポリマーを袋詰めしてなるものであり、試料輸送容器３１の使用時において、０℃以下の温度、好ましくは−２０℃〜−１０℃程度に予め冷却（凍結）されている。保冷剤２３は、保冷剤３３と同程度かさらに低い温度に予め冷却（凍結）されている。なお、理解を容易にするために、図９では保冷剤２３，３３の図示を省略している。

真空断熱容器３、面状ヒータ５、蓄熱剤６については第一実施形態と同じ構成を採用している。すなわち本実施形態においても、図２〜４に示すように、試料保持具２はその周囲を面状ヒータ５が巻かれた状態で真空断熱容器３の空間部１０に設置されており、面状ヒータ５の周りには蓄熱剤６が設置されている。なお、図８，９では真空断熱容器３のみを示し、その内部に設置された試料保持具２、面状ヒータ５、蓄熱剤６等の図示は省略している。

本実施形態では、真空断熱容器３の外側が内容器２３、外容器２２、及び保冷剤２３，３３で四重に囲まれており、試料が外界温度の影響を受ける可能性は殆どない。なお、図８では１０個の保冷剤２３と６個の保冷剤３３が描かれているが、保冷剤２３，３３の数には特に限定はない。

なお本実施形態では、外容器２２と内容器３２と間に保冷剤２３を、内容器３２と真空断熱容器３との間に保冷剤３３をそれぞれ有しているが、保冷剤２３と保冷剤３３のいずれか一方又は両方を有さない実施形態も可能である。例えば、目的温度域が３０℃以上の場合には、保冷剤２３と保冷剤３３のいずれか一方又は両方を入れなくても、特に問題はない。保冷剤２３，３３を省略することにより、試料輸送容器３１の重量を小さくすることができ、取扱いが容易となる。

上記した実施形態では、試料保持具２として遠沈管を採用しており、面状ヒータ５が当該遠沈管の周囲を覆っている。一方、図１０に示す第四実施形態では、試料保持具３７が板状であり、２枚の面状ヒータ３８，３９が試料保持具３７を上下から直接挟んでいる。そして、面状ヒータ３８，３９の表面温度を目的温度域に制御することにより、試料保持具３７に保持された試料の温度を目的温度域に維持する。板状の試料保持具３７の例としては、細胞培養用のマルチウェルプレートが挙げられる。すなわち、ウェル内に細胞（試料）を入れたマルチウェルプレート（試料保持具３７）を２枚の面状ヒータ３８，３９で上下から挟み、細胞を目的温度に維持しながら輸送する。第四実施形態に係る試料輸送容器における面状ヒータ３８，３９以外の構成は、上記した第一ないし第三実施形態の構成をそのまま採用することができ、使用方法も同じである。

上記した実施形態では、いずれも真空断熱容器３としてデュワー瓶からなる真空二重容器を採用している。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、外容器２２で採用しているような真空断熱パネル製の密閉容器を真空断熱容器３として採用してもよい。

上記した第一ないし第四実施形態の試料輸送容器には、さらに、輸送中における試料保持具２の表面温度、面状ヒータ５の表面温度、蓄熱剤６の表面温度、空間部１０内の温度等の各種温度を記録するためのデータロガーや温度センサを設けてもよい。また、当該温度センサの装着を容易にするポートを予め設けておき、必要に応じてデータロガーと温度センサを外付けする構成としてもよい。またさらに、空間部１０内の清浄度保持やバイオハザード対応のために、真空断熱容器本体７と蓋８とをシリコン樹脂等のパッキンを介して接合する構成としてもよい。

上記した実施形態は、いずれも面状の電気ヒータを用いるものであるが、電気ヒータに代えて蓄熱体を採用することができる。以下に説明する第五・第六実施形態に係る試料輸送容器５１，７１は、いずれも電気ヒータに代えて蓄熱体を備えるものである。

本発明の第五実施形態に係る試料輸送容器５１は、第二実施形態に係る試料輸送容器２１（図５〜７）の面状ヒータ５（図２〜４）を面状の緩衝部材（蓄熱体）５４に置換し、且つ蓄熱剤６を省略した構成を有する。すなわち、試料輸送容器５１は、緩衝部材５４、真空断熱容器３、保冷剤２３、及び外容器２２を有する。図１１に示すように、緩衝部材５４は緩衝性能と蓄熱性能とを兼ね備えた面状の柔軟性部材であり、試料保持具２の周りに巻いて使用することができる。第二実施形態（図６）と同様に、保冷剤２３は真空断熱容器３の外面と外容器２２の内壁との隙間に詰められている。

図１２，１３に示すように、緩衝部材５４は、試料側支持体５５、枠体５６、及び背面側５７が順に積層された三層構造を有しており、これらによって形成された空間６５にゲル状の弾性体６２が充填されている。

試料側支持体５５と背面側支持体５７はいずれもゴム製の薄いシートであり、緩衝部材５４の両面を構成している。これらの厚みは、いずれも０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度であるが、緩衝部材５４の柔軟性が確保できる厚みであれば特に制限はない。試料側支持体５５と背面側支持体５７は、緩衝部材５４の保形性を確保すると共に、緩衝部材５４と輸送対象物との滑りを防ぎ、接触を確実にする作用を有する。試料側支持体５５と背面側支持体５７は基本的に同じものであり、外見上の区別はない。

枠体５６は、試料側支持体５５と背面側支持体５７の間に配置されている。枠体５６は、その外形が試料側支持体５５ならびに背面側支持体５７と略同じで、中央部分が長方形状に打ち抜かれた口の字状の形状を有している。枠体５６はスポンジ製であり、軽量かつ柔軟性に富んでいる。枠体５６は、ゲル状の弾性体６２が充填される空間６５を形成すると共に、充填された弾性体６２が緩衝部材５４の縁から漏出するのを防ぐ効果を有する。枠体５６の厚みは３ｍｍ〜１０ｍｍ程度、各辺の幅は５ｍｍ〜１５ｍｍ程度であるが、緩衝部材５４の柔軟性が確保できる幅や厚みであれば特に制限はなく、充填すべき弾性体６２の量などに応じて自由に設定できる。

空間６５にはゲル状の弾性体６２が充填されている。弾性体６２は緩衝材と熱源の両方の機能を担うものであり、弾性体６２の存在によって、緩衝部材５４は緩衝性能に加えて高度な温度維持機能（すなわち蓄熱性）を備えることができる。弾性体６２は「特定温度域でゲル状となる弾性体材料」からなる。「特定温度域でゲル状となる弾性体材料」は、輸送の目的温度域に応じて選択することができる。すなわち、輸送の目的温度域が当該特定温度域の範囲内となるような弾性体材料を選択すればよい。特定温度域でゲル状となる弾性体材料の例としては、熱可塑性材料に属するものが挙げられ、具体的には、規定温度（例えば、８０℃）以上になると流動性を示すが、当該規定温度よりも低い特定の温度域（例えば、０℃〜７０℃）では粘度が高くなり、粘弾性を有したゲル状となる熱可塑性エラストマーが挙げられる。当該の熱可塑性エラストマーの例としては、耐震ゲル等として採用されているポリスチレン系樹脂とブチルゴムとを主成分とする熱可塑性エラストマーが挙げられ、必要に応じて、軟化剤、粘着付与樹脂、酸化防止剤等が添加されたものでもよい。なお、当該の熱可塑性材料を採用した場合には、「規定温度よりも低い特定の温度域」（例えば、０℃〜７０℃）の範囲から輸送時の目的温度域（例えば、０℃〜３６℃）を選択することができる。なお、特定温度域でゲルの状態を保つ弾性体であれば、熱可塑性材料以外の素材からなるものも採用可能である。

緩衝部材５４は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、ゲル状の弾性体６２の材料となる熱可塑性材料を規定温度以上に加熱して、流動体とする。次に、この流動体を規定温度以上に保持したまま空間６５に充填する。これを常温まで冷ますことにより流動体がゲル状の弾性体６２となる。

真空断熱容器３、外容器２２、保冷剤２３については、第一実施形態、第二実施形態のものと同じであるので、説明を省略する。

試料輸送容器５１の使用方法は、基本的に、試料輸送容器１，２１の使用方法と同じである。まず事前準備として、緩衝部材５４（図１１〜１３）を予めインキュベートしておく。緩衝部材５４をインキュベートすることにより、空間６５内の弾性体６２（図１３）が熱源として作用できるようになる。ここで、インキュベート温度は試料輸送の目的温度（例えば、０℃〜３６℃の範囲から選ばれた温度）と基本的に同じでよいが、試料の特性によって微調整してもよい。例えば、目的温度域より高い温度に晒されることを避けるべき試料の場合には、インキュベート温度を目的温度域と同じかやや低い温度に設定してもよい。一方、目的温度域より低い温度に晒されることを避けるべき試料の場合には、インキュベート温度を目的温度域と同じかやや高い温度に設定してもよい。すなわち、インキュベート温度は「目的温度又はその近傍温度」とすることができる。
同様に、保冷剤２３も予めインキュベートしておく。インキュベート温度は、例えば、−２０℃〜−１０℃程度とする。

上記の事前準備が完了したら、インキュベートされた緩衝部材５４を試料保持具２の周りに直接巻きつける（図１１（ｂ））。このとき、試料側支持体５５が試料保持具２に接触するように巻く。これにより、緩衝部材５４が試料保持具２を直接的に加温できるようになる。このとき、必要に応じて緩衝部材５４の外周を結束バンド等で固定してもよい。

次に、試料保持具２と緩衝部材５４との一体物を、別途用意した真空断熱容器３の本体７の内部に設置し（図１４）、蓋８を閉じる。続いて、図６，７に示すように、真空断熱容器３を外容器２２に収容すると共に、隙間に保冷剤２３を詰める。最後に、蓋２６を閉じる。以上の手順によって試料保持具２の試料輸送容器５１への収容が完了し、輸送可能な状態となる。

本実施形態では電気ヒータを使用しないので、電池を内蔵する必要がなく、構成が簡単である。また第二実施形態と同様に、本実施形態では保冷剤２３によって真空断熱容器３を外側から強制的に冷却するので、空間部１０が目的温度域以上の温度に上昇する可能性が極めて低い。その結果、試料をより安全に輸送することができる。なお、保冷剤２３がさらに低温のもの（例えば、ドライアイス）でもよいこと、並びに、保冷剤２３の数には特に限定がないことも、第二実施形態と同様である。

本実施形態では、面状で柔軟性を有する緩衝部材５４を蓄熱体として採用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状等の蓄熱体を採用することもできる。例えば、第一実施形態で用いた蓄熱剤６を本実施形態の蓄熱体として採用してもよい。例えば、蓄熱剤６で試料保持具２の周囲を覆う構成とすることができる。

また本実施形態では、ゲル状の弾性体を蓄熱性素材とした蓄熱体を採用しているが、他の蓄熱性素材からなるものでもよい。例えば、蓄熱性素材の相変化を利用した一般的な蓄熱剤をそのまま採用することができる。

第四実施形態（図１０）と同様に、本実施形態の緩衝部材５４で板状の試料保持具３７を上下から挟む構成も採用できる。

第五実施形態では、試料保持具２を緩衝部材（蓄熱体）５４で直接巻く例を示したが、他の実施形態も可能である。第六実施形態に係る試料輸送容器７１は、第五実施形態と同様に、緩衝部材（蓄熱体）５４、真空断熱容器３、外容器２２、及び保冷剤２３を有するが、図１５，１６に示すように、緩衝部材５４が真空断熱容器３（真空断熱容器本体７）の内壁に沿って取り付けられている。その結果、緩衝部材５４は筒状となっている。試料保持具５８は真空断熱容器３の略中央に設置されており、緩衝部材５４によってその周りを囲まれている。試料保持具５８は発泡スチロール製の立方体形状であり、その内部に試料（図示せず）が固定されている。緩衝部材５４は部分的に試料保持具５８と接しており、緩衝材として機能すると共に試料保持具５８に対して直接的に加温可能である。なお、図１５，１６においては、真空断熱容器３の蓋を省略して描いている。
図１７に示すように、本実施形態の試料輸送容器７１においても、第二実施形態（図６）と同様に、保冷剤２３は真空断熱容器３の外面と外容器２２の内壁との隙間に詰められている。

本発明の試料輸送容器および試料輸送方法の対象となる試料の例としては、細胞、生体組織、医薬品関連試料、半導体関連試料が挙げられる。細胞の代表例としては初代培養細胞を挙げることができるが、継代培養細胞や株化された細胞も輸送対象とすることができる。さらに、再生医療用の幹細胞が挙げられる。半導体関連試料としては、半導体レジストが挙げられる。

図８，９に示す第三実施形態に係る試料輸送容器３１を用い、以下の手順で目的温度を１３℃に設定した実験を行った。

試料保持具２として５０ｍＬ容のポリプロピレン製遠沈管（住友ベークライト社）を用い、モデル試料として水５０ｍＬを入れた。遠沈管の周りを面状ヒータ５（住友精密工業社製、７．２Ｗ、９Ｖ仕様）で覆い、真空断熱容器（試料輸送容器本体）３（サーモス社製ＪＬＱ８０６、内径９５ｍｍ、深さ１６０ｍｍ）に収容した。面状ヒータ５の外面と真空断熱容器３の内壁との隙間に、１０℃に予めインキュベートした蓄熱剤６（三木理研工業社製ＬＡ−５−１００；相変化温度５℃；粒子径１００μｍ）約２２０ｇを詰めた。真空断熱容器３を密閉した。

発泡スチロール製の内容器３２（肉厚２０ｍｍ、内寸：縦１７０ｍｍ×横２５０ｍｍ×深さ１６０ｍｍ）に密閉した真空断熱容器３を設置した。真空断熱容器３の外面と内容器３２の内壁との隙間に、０℃に予め冷却した保冷剤３３（コーナン商事社製）約１．９ｋｇを詰めた。内容器３２を閉じて封をした。次に、真空断熱パネル（クラレ社）製の外容器２２（内寸：縦２８５ｍｍ×横３２５ｍｍ×深さ３１５ｍｍ）に封をした内容器３２を設置した。内容器３２の外面と外容器２２の内壁との隙間に、−１６℃に予め冷却した保冷剤２３（ロゴスコーポレーション社製）約６．３ｋｇを詰めた。外容器２２を閉じて封をし、試料輸送容器３１とした。これにより、目的温度を１３℃に設定した試料輸送容器３１に試料が収容された。

試料が収容された上記の試料輸送容器３１を４０℃の恒温器に入れ、９２時間に渡って各地点の温度を記録した。図１８に結果を示す。図１８中、Ａは試料温度、Ｂは真空断熱容器３の外面と内容器３２の内面との間の空間の温度（内容器３２の内部温度）、Ｃは恒温器の庫内温度、破線は８℃〜１８℃の範囲を示している。すなわち、少なくとも７２時間に渡って試料温度（Ａ）が１３℃付近の温度域に一定に保たれていた。換言すれば、１３℃を中心とし、かつ温度変動幅が極めて小さい目的温度域に試料温度が維持されていた。これにより、試料輸送容器３１を用いることで、４０℃の環境下で少なくとも３日間に渡って、温度変動が殆どない状態で１３℃付近の温度を維持しながら試料を輸送可能であることが示された。なお、内容器３２の内部温度（Ｂ）は試験開始から徐々に上昇して７２時間付近で１３℃を超えたが、この間の試料温度（Ａ）への影響は認められず、試料温度は１３℃付近の温度域に維持された。

図１５〜１７に示す第六実施形態に係る試料輸送容器７１を用いて、以下の実験を行った。各部材等として以下の（１）〜（６）のものを使用した。
（１）緩衝部材５４：縦１２５ｍｍ、横２４０ｍｍ、厚み１ｍｍのゴム製シート２枚（試料側支持体５５と背面側支持体５７）で、スポンジ製の枠体５６（厚み４ｍｍ）を挟んだもの。計２枚を並べて使用。
（２）弾性体６２：エクスジェル（登録商標、株式会社加地）
（３）試料保持具５８：発泡スチロール製の立方体の箱（一辺１００ｍｍ）
（４）真空断熱容器３：ステンレススチール製のデュワー瓶（サーモス社Ｄ−６０００型，内径１８５ｍｍ、深さ２７０ｍｍ）
（５）外容器２２：真空断熱パネル製の外装ボックス（縦４３０ｍｍ、横３３０ｍｍ、高さ４００ｍｍ）
（６）保冷剤２３：ロゴスコーポレーション社製

予め０℃にインキュベートした緩衝部材５４を、真空断熱容器３の内壁に取り付けた。試料保持具５８を真空断熱容器３に収容し、封をした。この真空断熱容器３を外容器２２の略中央に設置し、周りに−１６℃の保冷剤２３を６８５０ｇ詰めて封をした。外容器２２ごと５０℃の恒温器に入れた状態で、試料保持具５８内部の温度を３２時間以上にわたって測定した。結果を図１９に示す。図中、Ａは試料保持具５８内部の温度（試料温度）、Ｂは恒温器の庫内温度である。すなわち、少なくとも３２時間にわたって試料温度（Ａ）が０℃付近の温度域に一定に保たれていた。このように、外部温度が５０℃の高温環境下でも、長時間にわたって試料温度を０℃付近に維持することができ、第六実施形態の試料輸送容器７１によれば、電気ヒータを用いなくても冷蔵温度域での安定した輸送が可能であることが示された。

１，２１，３１，５１，７１ 試料輸送容器
２，３７，５８ 試料保持具
３ 真空断熱容器（試料輸送容器本体）
５，３８，３９ 面状ヒータ（電気ヒータ）
６ 蓄熱剤
２２ 外容器
２３，３３ 保冷剤
５４ 緩衝部材（蓄熱体）

Claims (26)

1. 試料を入れた試料保持具を収容し、当該試料を目的温度域に維持しながら輸送するための試料輸送容器であって、
   試料保持具を収容可能な試料輸送容器本体と、電気ヒータとを備え、
   電気ヒータは試料保持具に対して直接的に加温するものであり、
   電気ヒータの表面温度を制御することにより試料温度を目的温度域に維持可能であることを特徴とする試料輸送容器。
2. 電気ヒータは、試料保持具の周囲を覆うか挟むことが可能なものであることを特徴とする請求項１に記載の試料輸送容器。
3. 電気ヒータは、面状ヒータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料輸送容器。
4. 試料輸送容器本体は、真空断熱容器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の試料輸送容器。
5. 試料輸送容器本体内に蓄熱剤をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の試料輸送容器。
6. 断熱材からなる外容器をさらに備え、前記試料輸送容器本体は当該外容器内に収容されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の試料輸送容器。
7. 試料輸送容器本体と外容器との間に保冷剤を有することを特徴とする請求項６に記載の試料輸送容器。
8. 目的温度域は、０℃〜２０℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の試料輸送容器。
9. 目的温度域は、１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の試料輸送容器。
10. 試料は、細胞又は生体試料であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の試料輸送容器。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の試料輸送容器の試料輸送容器本体内に、試料を入れた試料保持具を収容し、前記電気ヒータで試料保持具に対して直接的に加温すると共に電気ヒータの表面温度を制御し、試料温度を目的温度域に維持しながら前記試料を輸送することを特徴とする試料輸送方法。
12. 電気ヒータで試料保持具の周囲を覆うか挟むことを特徴とする請求項１１に記載の試料輸送方法。
13. 目的温度域は、０℃〜２０℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の試料輸送方法。
14. 目的温度域は、１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の試料輸送方法。
15. 試料は、細胞又は生体試料であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の試料輸送方法。
16. 試料を入れた試料保持具を収容し、当該試料を目的温度域に維持しながら輸送するための試料輸送容器であって、
    試料保持具を収容可能な試料輸送容器本体と、蓄熱体とを備え、
    試料輸送容器本体は、真空断熱容器であり、
    蓄熱体は試料保持具に対して直接的に加温するものであり、
    断熱材からなる外容器をさらに備え、前記試料輸送容器本体は当該外容器内に収容されており、
    試料輸送容器本体と外容器との間に保冷剤を有することを特徴とする試料輸送容器。
17. 蓄熱体は、試料保持具の周囲を覆うか挟むことが可能なものであることを特徴とする請求項１６に記載の試料輸送容器。
18. 蓄熱体は、面状であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の試料輸送容器。
19. 目的温度域は、０℃〜２０℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の試料輸送容器。
20. 目的温度域は、１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の試料輸送容器。
21. 試料は、細胞又は生体試料であることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の試料輸送容器。
22. 請求項１６〜２１のいずれかに記載の試料輸送容器の試料輸送容器本体内に、試料を入れた試料保持具を収容し、
    予めインキュベートした蓄熱体で試料保持具に対して直接的に加温すると共に前記保冷剤で試料輸送容器本体の外側を冷却し、試料温度を目的温度域に維持しながら前記試料を輸送することを特徴とする試料輸送方法。
23. 蓄熱体で試料保持具の周囲を覆うか挟むことを特徴とする請求項２２に記載の試料輸送方法。
24. 目的温度域は、０℃〜２０℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の試料輸送方法。
25. 目的温度域は、１５℃〜３６℃の範囲から選択されたものであることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の試料輸送方法。
26. 試料は、細胞又は生体試料であることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれかに記載の試料輸送方法。

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