JP2621297B2 - 細胞瞬間凍結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は細胞融合や遺伝子導入などの処置を施こした
細胞を冷凍保存するために凍結する装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 細胞を凍結する際、徐々に冷却していくと細胞の内部
に含まれている水分が結晶化し、その結晶が成長して核
や細胞膜を破壊し、細胞を死滅させてしまう。そこで、
細胞を凍結する際には急激に冷却し、細胞内の水分の結
晶が成長しないようにすることが重要である。

細胞を急激に冷却する方法として、細胞に液体窒素の
ような冷媒を直接吹き付ける方法も試みられているが、
その方法では貴重な細胞が吹き飛んでしまい、回収が不
可能になる問題がある。

そこで、従来はプラスチック製の細管に細胞を入れ、
液体窒素などの冷媒に浸漬する方法がとられている。

（発明が解決しようとする課題） 細胞を細管に入れて冷媒に浸漬すると、細管の熱容量
と、熱伝導の悪さのために細胞を冷却する速度が遅くな
り、細胞内の氷の成長を十分に防ぐことができず、細胞
の生存率が低くなっている。

本発明は細胞を急激に冷却して細胞内の氷の成長を防
いで細胞の生存率を高め、かつ、冷凍された細胞の回収
を容易にすることのできる凍結装置を提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 実施例を示す第１図及び第２図を参照して説明する
と、本発明の凍結装置は冷媒６を収容する容器１と、容
器１を回転させる回転機構7,8と、容器１内に設置され
回転して遠心力により細胞12を冷媒６中に放出する細胞
放出部9,10,11とを備えている。

（作用） 容器１に冷媒６を入れて回転させると、冷媒６は容器
１の内壁面に押しつけられる。容器１を回転させた状態
で細胞放出部9,10,11から遠心力によって細胞12を放出
すると、細胞12は冷媒６中に打ち込まれ、冷媒６中を移
動しながら急激に冷却されていく。

細胞を直接に液体窒素などの冷媒中に滴下した場合、
細胞は冷媒中をゆっくり移動するので液体窒素などが気
化して発生するガスの層によって細胞が浮き上がり、ま
た、ガス層が細胞を取り囲み、細胞の冷却速度を遅くし
てしまう。本発明では細胞12に遠心力によって速度をも
たせ、また、遠心力によって細胞を冷媒中に沈めること
によって冷媒６中での移動を速くし、発生したガス層に
よる影響を少なくする。

（実施例） 第１図は一実施例を表わす断面図、第２図は同実施例
における細胞放出部を示す断面図である。

１は冷媒６を収容する容器であり、上部は冷媒６を入
れたり、細胞放出部9,10,11を入れるために開口し、上
部の縁には冷媒６が飛び出すのを防ぐための鍔部２が設
けられている。容器１の下部は例えば軸受３によって回
転可能に支持されており、また、容器１の下部の中央部
から凍結された細胞12を冷媒６とともに回収する回収口
４が設けられ、栓５によって回収口４が開閉できるよう
になっている。

容器１の外周面には容器１を回転させるための回転機
構として永久磁石７とコイル８とからなる回転駆動用モ
ータが取りつけられている。

９は細胞放出部を構成する回転軸であり、回転軸９の
下端には回転軸９とともに回転する皿状の回転円板10が
固定されている。回転円板10には、回転軸９とともに回
転し、回転軸９に沿って移動できる蓋11が被せられてい
る。回転円板10の縁と蓋11の縁は細胞12が滑らかに飛び
出すことができるように曲面になっている。

回転円板10上には細胞12が置かれる。回転円板10に蓋
11が被せられると回転円板10の回転中でも細胞12が回転
円板10から飛び出さず、蓋11を開けると細胞12が遠心力
によって回転円板10から飛び出すことができる。

回転軸９は図で上下方向に移動して回転円板10を容器
１内に降ろすことができる。

次に、本実施例の動作を説明する。

容器１に冷媒６として例えば液体窒素を入れ、容器１
を高速で回転させる。液体窒素６は遠心力によって容器
１の内壁面に図のように押しつけられた状態となる。容
器１には鍔部２があるので液体窒素６が容器１外に飛び
出すのを防ぎ、液体窒素６に厚みをもたせることができ
る。

回転円板10に細胞12を置き、蓋11を被せて回転円板10
を容器１内に降ろす。容器１を高速回転させた状態で回
転軸９によって回転円板10と蓋11も回転させる。回転円
板10の回転数が所定の回転数に達した時点で蓋11を開
け、細胞12を遠心力によって飛び出させる。

飛び出した細胞12は容器１の内壁面に押しつけられて
いる液体窒素６に打ち込まれる。液体窒素６に打ち込ま
れた細胞12は液体窒素６中を移動し、細胞12を冷却する
ために液体窒素６が気化して発生した窒素ガスの層が細
胞12から速かに取り除かれ、細胞12は急激に冷却され
る。

容器１の回転速度と回転軸９の回転速度の間に差を設
けておくと、回転円板10から飛び出した細胞12が角度を
もって液体窒素６中に打ち込まれ、細胞12は液体窒素６
中を相対速度をもって移動するため、冷却の際に発生す
る窒素ガスの層がより速やかに取り除かれて冷却が一層
速く行なわれるようになる。

細胞12を液体窒素６中に打ち込んだ後は回転円板10を
容器１から抜き取り、容器１の回転を停止させた後、栓
５を開いて凍結された細胞12を液体窒素６とともに回収
口４から取り出し、細胞12をフィルタ等で回収する。

実施例では回転機構として容器１にモータを直接取り
つけたものを示しているが、回転駆動用のモータを別に
設けて容器１を回転させるようにしてもよい。

容器１には回収口４を設けているが、凍結した細胞を
回収する手段はこのようなものに限らず、例えば液体窒
素などの冷媒の一部を蒸発させることによって回収する
ようにしてもよく、又は容器１に回収容器を取りつけた
状態で回転するようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明では液体窒素などの冷媒中に遠心力によって細
胞を打ち込むようにしたので、細胞が急激に冷却されて
凍結され、細胞中の水分の結晶の成長を防いで生存率を
高めることができる。

また、細胞が吹き飛ぶこともなく、回収が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す縦断面図、第２図は同実施例に
おける細胞放出部を示す断面図である。 １……容器、 ６……冷媒、 ７……永久磁石、 ８……コイル、 ９……回転軸、 10……回転円板、 11……蓋、 12……細胞。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を収容する容器と、この容器を回転さ
   せる回転機構と、前記容器内に設置され回転して遠心力
   により細胞を前記冷媒中に放出する細胞放出部とを備え
   た細胞瞬間凍結装置。