JP2020201024A - Freezing bag holding structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凍結バッグを冷凍機の冷却板上に保持するための凍結バッグ保持構造に関する。 The present invention relates to a freezing bag holding structure for holding a freezing bag on a cooling plate of a refrigerator.
従来、細胞等を長期保存する方法として、細胞等を凍結容器に入れて凍結保存する方法が知られている。細胞等の凍結保存では、凍結処理による細胞等の損傷を抑制するために、冷却速度を高精度に制御することが望まれる。したがって、一般に細胞等の凍結保存では、凍結保護剤を加えた保存液に細胞等を懸濁し、プログラムフリーザを用いて所定の冷却速度で細胞懸濁液の温度を低下させ、凍結していた。このような細胞等の凍結保存に関して、例えば特許文献1には、細胞等が充填された凍結バッグを収容し、凍結バッグを冷却するための略直方体のケースが開示されている。
Conventionally, as a method for long-term storage of cells and the like, a method of putting cells and the like in a freezing container and cryopreserving them is known. In cryopreservation of cells and the like, it is desired to control the cooling rate with high accuracy in order to suppress damage to the cells and the like due to the freezing treatment. Therefore, in general, in cryopreservation of cells and the like, cells and the like are suspended in a preservation solution to which a cryoprotectant is added, and the temperature of the cell suspension is lowered at a predetermined cooling rate using a program freezer to freeze the cells. Regarding the cryopreservation of such cells and the like, for example,
従来の細胞等の凍結保存では、凍結バッグを収容したケースを冷凍機の冷却板に載置し、ケースを介して凍結バッグを冷却することで細胞等を凍結していた。このような方法において、凍結バッグ内に気泡が存在すると、気泡の断熱作用によって気泡周辺部の冷却が阻害されることがあった。この場合、気泡の周辺部において局所的に大きな温度差が生じ、凍結対象物である細胞等の品質に悪影響を及ぼすおそれがあった。今後予想される品質要求の高まりに対応する上では、気泡が原因で生じる凍結バッグ内の温度差を小さくすることが望まれる。 In the conventional cryopreservation of cells and the like, a case containing a freezing bag is placed on a cooling plate of a refrigerator, and the freezing bag is cooled through the case to freeze the cells and the like. In such a method, when air bubbles are present in the freezing bag, cooling of the peripheral portion of the air bubbles may be hindered by the heat insulating action of the air bubbles. In this case, a large temperature difference is locally generated in the peripheral portion of the bubble, which may adversely affect the quality of cells and the like which are the objects to be frozen. In order to respond to the expected increase in quality requirements in the future, it is desirable to reduce the temperature difference in the freezing bag caused by air bubbles.
本願はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡が原因で生じる凍結バッグ内の温度差を小さくする技術を提供することにある。 The present application has been made in view of these circumstances, and an object of the present application is to provide a technique for reducing a temperature difference in a freezing bag caused by air bubbles.
上記課題を解決するために、本願のある態様は、凍結対象物が充填された凍結バッグを冷凍機の冷却板上に保持するための凍結バッグ保持構造である。凍結バッグは、ケースに収容されるとともに凍結バッグの上面がケースに熱的に接続された状態で冷却板に載置され、凍結バッグ保持構造は、上面が水平面に対して傾斜するように凍結バッグを保持する。 In order to solve the above problems, one aspect of the present application is a freezing bag holding structure for holding a freezing bag filled with a freezing object on a cooling plate of a refrigerator. The freezing bag is housed in a case and placed on a cooling plate with the top surface of the freezing bag thermally connected to the case, and the freezing bag holding structure is such that the top surface is inclined with respect to the horizontal plane. To hold.
以上説明した構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the components described above and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.
本願によれば、気泡が原因で生じる凍結バッグ内の温度差を小さくすることができる。 According to the present application, the temperature difference in the freezing bag caused by air bubbles can be reduced.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第1」、「第2」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings based on preferred embodiments. The embodiments are not limited to the invention, but are exemplary, and all the features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. In addition, the scale and shape of each part shown in each figure are set for convenience in order to facilitate explanation, and are not limitedly interpreted unless otherwise specified. In addition, when terms such as "first" and "second" are used in the present specification or claims, these terms do not represent any order or importance unless otherwise specified, and have a certain structure. Is to distinguish between and other configurations. In addition, some of the members that are not important for explaining the embodiment in each drawing are omitted and displayed.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る凍結バッグ保持構造が実装される凍結装置の模式図である。凍結装置1は、筐体2と、冷凍機4と、冷却チャンバ6と、断熱扉8と、を備える。筐体2内には、冷凍機4、冷凍機4に給電するための電源部(図示せず)、冷凍機4の駆動を制御する制御部(図示せず)、配線群(図示せず)等が収容される。冷凍機4は、例えばスターリング冷凍機であり、鉛直方向に延びるシリンダ4aと、シリンダ4aの上端に連結される冷却板4b(吸熱部)と、を有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic view of a freezing device on which the freezing bag holding structure according to the first embodiment is mounted. The
冷却チャンバ6は、筐体2の上部に配置される。冷却チャンバ6は、上方に開口する凹部6aを有する。凹部6aは、ケース10が収容される収容空間12を画成する。冷却チャンバ6は、凹部6aの底面と筐体2とを連通する貫通孔6bを有する。貫通孔6bにはシリンダ4aが挿通され、凹部6a内に冷却板4bが配置される。冷却板4bには、ケース10が載置される。ケース10は、ケース本体および蓋部(図示せず)で構成され、凍結対象物16としての細胞等が充填された凍結バッグ14を収容する。凍結バッグ14は、冷却板4bによりケース10を介して吸熱され、凍結される。
The cooling chamber 6 is arranged on the upper part of the
冷却チャンバ6の内部空間には断熱材(図示せず)が充填される。断熱扉8は、例えば一端が冷却チャンバ6に固定され、当該一端を中心として回動自在に設けられる。これにより、凹部6aの開口が開閉自在に閉塞される。
The internal space of the cooling chamber 6 is filled with a heat insulating material (not shown). One end of the heat insulating door 8 is fixed to the cooling chamber 6, and the heat insulating door 8 is rotatably provided around the one end. As a result, the opening of the
図2は、実施の形態1に係る凍結バッグ保持構造の断面図である。凍結バッグ14は、扁平な袋状容器であり、2つの主表面を有する。凍結バッグ14は、ケース10に収容され冷却板4b上に置かれた状態で、2つの主表面がおおよそ鉛直方向に並ぶように配置される。以下では、上方に配置される凍結バッグ14の主表面をバッグ上面14aとし、下方に配置される凍結バッグ14の主表面をバッグ下面14bとする。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the freezing bag holding structure according to the first embodiment. The freezing
凍結バッグ14は、ケース10に収容された状態で、バッグ上面14aおよびバッグ下面14bがケース10に熱的に接続される。ケース10は、バッグ上面14aと対向するケース上面10aと、バッグ下面14bと対向するケース下面10bとを有する。本実施の形態のケース10は、扁平な直方体形状であり、ケース上面10aおよびケース下面10bが2つの主表面を構成する。ケース上面10aおよびケース下面10bは、互いに平行に延びる。
In the
バッグ上面14aは、ケース上面10aに熱的に接続され、バッグ下面14bはケース下面10bに熱的に接続される。凍結バッグ14を収容したケース10は、ケース下面10bが冷却板4b側を向くように姿勢が定められて、冷却板4bの上面18に載置される。したがって、ケース10のケース下面10bが冷却板4bに熱的に接続される。凍結バッグ14に充填された凍結対象物16の熱は、バッグ上面14aおよびバッグ下面14bからケース10に伝わり、ケース10を介して冷却板4bにより吸熱される。
The
バッグ上面14aとケース上面10aとが直に接触する場合、バッグ上面14aにおけるケース上面10aに(物理的に)接触する部分が、ケース10に熱的に接続される部分である。バッグ上面14aとケース上面10aとの間に何らかの部材が介在し、当該部材を介して凍結バッグ14の熱がケース上面10aに伝わる構造の場合には、バッグ上面14aにおいて当該部材に(物理的に)接触する部分が、ケース10に熱的に接続される部分である。本実施の形態では、バッグ上面14aの中央部がケース上面10aに熱的に接続される。
When the
同様に、バッグ下面14bとケース下面10bとが直に接触する場合、バッグ下面14bにおけるケース下面10bに(物理的に)接触する部分が、ケース10に熱的に接続される部分である。バッグ下面14bとケース下面10bとの間に何らかの部材が介在し、当該部材を介して凍結バッグ14の熱がケース下面10bに伝わる構造の場合には、バッグ下面14bにおいて当該部材に(物理的に)接触する部分が、ケース10に熱的に接続される部分である。本実施の形態では、バッグ下面14bの中央部がケース下面10bに熱的に接続される。したがって、本実施の形態の凍結バッグ14は、ケース10に収容された状態でケース上面10aとケース下面10bとに挟まれる。
Similarly, when the
凍結装置1は、凍結バッグ保持構造20を備える。凍結バッグ保持構造20は、凍結対象物16が充填された凍結バッグ14を冷却板4b上に保持するための構造である。凍結バッグ保持構造20は、バッグ上面14aが水平面Hに対して傾斜するように凍結バッグ14を保持する。つまり、凍結バッグ14は、凍結バッグ保持構造20によって冷却板4b上に保持された状態で、バッグ上面14aの法線が重力方向と交わる方向を向くように姿勢が定められる。バッグ上面14aの傾斜角度は、凍結対象物16を懸濁した保存液の粘度等に応じて、設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定することが可能である。バッグ上面14aの傾斜角度は、例えば2〜30°である。
The freezing
本実施の形態の凍結バッグ保持構造20では、冷却板4bのケース10が載置される上面18が水平面Hに対して傾斜している。より具体的には、冷却板4bは、シリンダ4aに接続される下面19と上面18との鉛直方向の距離が、一端側から他端側に向かって徐々に大きくなる形状を有する。冷却板4bの上面18を傾斜させることで、上面18に載置されたケース10のケース上面10aを傾斜させることができる。これにより、ケース上面10aと対向するバッグ上面14aを傾斜させることができる。
In the freezing
凍結バッグ14内には、凍結対象物16とともに気泡22が混入している場合がある。凍結バッグ14のバッグ上面14aが水平に拡がる場合、凍結バッグ14内の気泡22は、鉛直方向上方から見た凍結バッグ14の中央部、つまりバッグ上面14aのケース上面10aに熱的に接続される領域に溜まりやすい。一方、凍結対象物16は、バッグ上面14aのケース上面10aに熱的に接続される領域あるいはバッグ下面14bのケース下面10bに熱的に接続される領域に近い部分から優先的に冷却される。したがって、凍結対象物16は、凍結バッグ14の中央部に近いほど冷却速度が速く、凍結バッグ14の外縁部に近いほど冷却速度が遅い。
In the freezing
断熱作用の大きい気泡22が凍結対象物16の冷却速度の速い領域に存在すると、当該領域において凍結対象物16に大きな温度差が生じ得る。凍結対象物16の凍結が局所的に不均一になると、この不均一になった部分において凍結対象物16の品質が低下し得る。これに対し、凍結バッグ保持構造20によりバッグ上面14aを傾斜させることで、気泡22を凍結バッグ14の中央部から、凍結バッグ14の外縁部に移動させることができる。凍結バッグ14の外縁部は中央部に比べて凍結速度が遅いため、気泡22が原因で凍結対象物16の凍結が不均一になったとしても、凍結対象物16に生じる温度差を小さくすることができる。これにより、気泡22が凍結対象物16の凍結に与える負の影響を緩和することができる。
If the
また、本実施の形態の凍結バッグ保持構造20は、冷却板4bの上面18から突出する係止突起24を有する。ケース10が上面18に載置された状態で、傾斜したケース10の下端が係止突起24によって支持される。これにより、ケース10が上面18から滑り落ちることを抑制することができる。つまり、冷却板4b上でケース10を安定的に保持することができる。なお、係止突起24に代えてまたは加えて、ケース10または冷却板4bの表面に滑り止め用シート等を貼り付けることで、ケース10の滑落を抑制してもよい。
Further, the freezing
以上説明したように、本実施の形態に係る凍結バッグ保持構造20は、ケース10に収容されるとともにバッグ上面14aがケース10に熱的に接続された凍結バッグ14を、バッグ上面14aが水平面Hに対して傾斜するように保持する。これにより、気泡22が原因で生じる凍結バッグ14内の温度差を小さくすることができる。このため、凍結対象物である細胞等の品質のばらつきを抑制することができる。よって、凍結バッグ14を解凍した際の細胞等の回収率を高めることができる。
As described above, in the freezing
また、本実施の形態の凍結バッグ保持構造20は、冷却板4bのケース10が載置される上面18が水平面Hに対して傾斜した構造を有することで、バッグ上面14aを水平面Hに対して傾斜させている。これにより、ケース10の形状を変更することなく、バッグ上面14aを傾斜させることができる。つまり、既存のケース10をそのまま利用することができる。したがって、凍結時以外でのケース10の取り扱いやすさ(例えばスタックのしやすさなど)が損なわれることを抑制することができる。
Further, the frozen
なお、本実施の形態では、冷却板4bの厚みを一端側から他端側に向かって徐々に厚くすることで、上面18を水平面Hに対して傾斜させているが、冷凍機4の全体を傾斜させる等により上面18を水平面Hに対して傾斜させてもよい。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
実施の形態2は、凍結バッグ保持構造20を除き、実施の形態1と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態1と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を適宜省略する。図3は、実施の形態2に係る凍結バッグ保持構造20の断面図である。
(Embodiment 2)
The second embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the freezing
凍結装置1は、凍結バッグ保持構造20を備える。凍結バッグ保持構造20は、バッグ上面14aが水平面Hに対して傾斜するように凍結バッグ14を保持する。本実施の形態の凍結バッグ保持構造20では、ケース下面10bが水平面Hに対して平行な状態で、バッグ上面14aに熱的に接続されるケース上面10aが水平面Hに対して傾斜している。より具体的には、ケース10は、ケース下面10bとケース上面10aとの鉛直方向の距離が、言い換えれば凍結バッグ14の収容空間の高さが、一端側から他端側に向かって徐々に大きくなる形状を有する。ケース上面10aを傾斜させることで、ケース10内でケース上面10aおよびケース下面10bに挟まれる凍結バッグ14のバッグ上面14aを傾斜させることができる。
The freezing
本実施の形態の凍結バッグ保持構造20によっても、気泡22を凍結バッグ14の中央部から、凍結バッグ14の外縁部に移動させることができる。これにより、気泡22が原因で生じる凍結バッグ14内の温度差を小さくすることができる。また、本実施の形態の凍結バッグ保持構造20は、バッグ上面14aが熱的に接続されるケース上面10aが水平面に対して傾斜した構造を有することで、バッグ上面14aを水平面Hに対して傾斜させている。これにより、冷却板4bの形状を変更することなく、バッグ上面14aを傾斜させることができる。よって、凍結装置1の汎用性が損なわれることを抑制することができる。
The freezing
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。 The embodiments of the present invention have been described in detail above. The above-described embodiment merely shows a specific example in carrying out the present invention. The content of the embodiment does not limit the technical scope of the present invention, and many design changes such as modification, addition, and deletion of components are made without departing from the idea of the invention defined in the claims. Is possible. The new embodiment with the design change has the effects of the combined embodiment and the modification. In the above-described embodiment, the contents that can be changed in design are emphasized by adding notations such as "in the present embodiment" and "in the present embodiment". Design changes are allowed even if there is no content. Any combination of the above components is also valid as an aspect of the present invention. The hatching attached to the cross section of the drawing does not limit the material of the object to which the hatching is attached.
実施の形態は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
(項目1)
凍結対象物(16)が充填された凍結バッグ(14)を凍結する凍結装置(1)であって、
冷却板(4b)を有する冷凍機(4)を備え、
冷却板(4b)は、凍結バッグ(14)を収容するとともに凍結バッグ(14)の上面に熱的に接続されるケース(10)を、凍結バッグ(14)の上面が水平面(H)に対して傾斜するように保持する、凍結装置(1)。
(項目2)
凍結対象物(16)が充填された凍結バッグ(14)を収容するケース(10)であって、
凍結バッグ(14)の上面に熱的に接続されるとともに、冷凍機(4)の冷却板(4b)に載置された状態で凍結バッグ(14)の上面が水平面(H)に対して傾斜するように凍結バッグ(14)を収容する、ケース(10)。
Embodiments may be specified by the items described below.
(Item 1)
A freezing device (1) that freezes a freezing bag (14) filled with a freezing object (16).
A refrigerator (4) having a cooling plate (4b) is provided.
The cooling plate (4b) accommodates the freezing bag (14) and is thermally connected to the upper surface of the freezing bag (14). The upper surface of the freezing bag (14) is connected to the horizontal plane (H). Freezing device (1) that holds the bag so as to incline.
(Item 2)
A case (10) for accommodating a freezing bag (14) filled with a freezing object (16).
The upper surface of the freezing bag (14) is inclined with respect to the horizontal plane (H) while being thermally connected to the upper surface of the freezing bag (14) and placed on the cooling plate (4b) of the refrigerator (4). A case (10) that houses the freezing bag (14).
4 冷凍機、 4b 冷却板、 10 ケース、 10a ケース上面、 14 凍結バッグ、 14a バッグ上面、 16 凍結対象物、 18 上面、 20 凍結バッグ保持構造、 H 水平面。 4 Refrigerator, 4b cooling plate, 10 case, 10a case upper surface, 14 freezing bag, 14a bag upper surface, 16 freezing object, 18 upper surface, 20 freezing bag holding structure, H horizontal plane.
Claims (3)
前記凍結バッグは、ケースに収容されるとともに凍結バッグの上面が前記ケースに熱的に接続された状態で前記冷却板に載置され、
前記凍結バッグ保持構造は、前記上面が水平面に対して傾斜するように前記凍結バッグを保持することを特徴とする凍結バッグ保持構造。 A freezing bag holding structure for holding a freezing bag filled with a freezing object on a cooling plate of a refrigerator.
The freezing bag is housed in a case and placed on the cooling plate with the upper surface of the freezing bag thermally connected to the case.
The freezing bag holding structure is a freezing bag holding structure for holding the freezing bag so that the upper surface thereof is inclined with respect to a horizontal plane.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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