JP2638064B2 - 細胞凍結保存方法 - 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した細
胞や、受精卵などの貴重な細胞を凍結して保存するため
の方法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速に冷却し、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。

従来は細胞の大きさに比べて太い内径をもつプラスチ
ックチューブに、細胞を生理食塩水などの溶液とともに
吸い込み、そのプラスチックチューブを液体窒素などの
冷媒に入れて凍結保存している。

（発明が解決しようとする課題） 細胞を太いプラスチックチューブに入れて冷却する
と、細胞の周りに溶液が存在するため、チューブ内壁と
溶液間の熱の伝達係数が低く、熱伝達が悪くなり、か
つ、熱容量が大きくなって、細胞の凍結速度が遅くな
り、氷の成長を十分に防ぐことができず、細胞の生存率
が低くなる問題がある。

本発明は細胞を急速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る方法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） 本発明では細胞を保存するチューブとして熱伝導のよ
い金属チューブを使用する。また、その金属チューブは
内径が細胞の直径よりも小さいものを使用し、細胞を変
形させながらチューブ内に装填し、細胞をチューブ内壁
に直接接触させる。

本発明は、さらに金属チューブに内径が小さくなった
部分を形成し、その部分で細胞をトラップさせて装填す
る。

（作用） 金属チューブであるので、熱伝導がよく、冷媒によっ
て金属チューブ内が急速に冷却される。

細胞が金属チューブ内壁と直接接触しているので、伝
熱効率がよく、細胞が金属チューブを介して急速に冷却
される。

内径が小さくなった部分に細胞がトラップされると、
吸入又は注入の圧力に変化が生じるので、金属チューブ
への細胞の装填が容易になる。

（実施例） 第１図から第４図は一実施例を示す。

第１図において、１は凍結保存しようとする細胞であ
る。２は熱伝導をよくするために薄肉金属で形成された
チューブであり、その内径は細胞１の直径よりも小さ
い。金属チューブ２の一端は吸引機構５の先端４に嵌め
込まれ、金属チューブ２の先端は細胞１を吸入しやすく
するために開いている。

細胞１を金属チューブ２内に吸入するときは、金属チ
ューブ２の先端３を細胞１に近づけ、細胞１を溶液６と
ともに吸入する。

細胞１は第２図に示されるように金属チューブ２内に
吸入される。金属チューブ２内の内径は細胞１の直径よ
り小さくなっているので、細胞１は変形しながら金属チ
ューブ２に入る。その結果、細胞１は金属チューブ２の
内壁面に広い範囲８で直接接触した状態となる。

次に、このチューブ２を吸引機構５から外し、第３図
に示されるように、金属チューブ２の端部を冷却してそ
の部分の溶液を凍結させて記号７で示されるように金属
チューブ２の一端を封止する。

次に、第４図に示されるように、その金属チューブ２
を高速の流れ９をもつ液体窒素のような冷媒10中に入れ
る。これにより、金属チューブ２が急速に冷却され、金
属チューブ２内には細胞１が広い面積で直接接触してい
るため、熱伝導によって細胞１内の熱が急速に放出され
る。その結果、細胞１は急速に冷却され、氷の結晶は成
長しない。

第５図は金属チューブ２にくびれ部11を設け、細胞１
がそのくびれ部11より吸引側に出てこないようにした実
施例を表わしたものである。

この金属チューブ２を第１図と同様に吸引機構に取り
つけて先端３から細胞１を溶液６とともに吸入する。吸
引された細胞１はくびれ部11で止まり、吸引機構５に圧
力変化が生じるので、細胞１が所定の位置に装填された
ことを容易に検出することができる。

細胞１を装填した金属チューブ２の一端を封止するに
は、第３図のように一部を凍結する方法以外に、例えば
金属チューブ２の一端に蓋を取りつけてもよい。

冷媒は、液体窒素に限らず、例えば極低温のヘリウム
ガスなぞを用いることもできる。

第５図は金属チューブ２の一部の内径を小さくするた
めに、くびれ部11を設けているが、金属チューブ２を折
り曲げてもよい。その折曲り部では金属チューブ２の内
径が小さくなり、吸入された細胞１がトラップされるよ
うになる。

第６図から第９図に、くびれ部11をもつ金属チューベ
に細胞１を注入して装填する方法を示す。

細胞１をチューブに装填するために注入器21を用い
る。注入器21は注射器とほぼ同じ構造をしているが、金
属チューブ2aを取りつける部分には内圧が多少高くなっ
ても金属チューブ2aが外れないように、例えばネジ部23
が設けられている。

まず、第６図に示されるように、注入器21に細胞の直
径よりも太い内径のチューブ27を取りつける。チューブ
27の材質は限定しないが、チューブ27は第７図に拡大し
て示されるように注入器21にねじ込まれている。

保存しようとする細胞１の入った容器24から細胞１を
溶液６とともに注入器21内に吸い上げる。

注入器21に細胞１が入った後、第８図に示されるよう
に、チューブを保存用の金属チューブ2aに取り替える。
金属チューブ2aは内径が細胞１の直径よりも小さく、一
部にくびれ部11が形成されている。

金属チューブ2aは、第９図に拡大して示されるよう
に、パッキン30を介して注入器21の先端のねじ部23にチ
ューブ装着用スリーブ29を用いて取りつけられる。

この状態で注入器21に内圧を作用させる。この内圧は
溶液６の粘性などにより定まる一定値とする。これによ
り、溶液６は金属チューブ2aから次第に流出するが、や
がて細胞１が金属チューブ2aに入り、くびれ部11に引っ
かかると、細胞１が栓の役目をして溶液６の流出が止ま
る。その時点で細胞１が金属チューブ2a内へ装填された
ことになる。

チューブ2a,27を注入器21に取りつける機構は、必ず
しも実施例に示されたようなねじ構造でなくてもよく、
一般の注射器のように単に差し込むだけの構造であって
もよい。

くびれ部11の代りに金属チューブ2aに曲り部を設けた
場合も、同様にして細胞１を金属チューブ2aに容易に装
填することができる。

図には手動の注入器21が示されているが、容器24から
の細胞１の吸入と保存用金属チューブ2aへの細胞１の注
入を自動的に行なううにしてもよい。

（発明の効果） 本発明では細胞を保存するチューブとして金属チュー
ブを使用し、その内径を細胞の直径よりも小さくしたの
で、チューブに細胞を装填して冷媒に入れたとき細胞が
急速に冷却されて細胞内の氷の成長が妨げられ、細胞の
生存率が高まる。

また、チューブに細胞をトラップする内径の小さい部
分を設けることにより、細胞の装填動作を確実に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は一実施例において細胞を吸収する前の状態を示
す概略端面図、第２図は同実施例において細胞を吸入し
た状態を示す概略端面図、第３図は同実施例で一端を封
止した状態を示す概略端面図、第４図はチューブを冷媒
に入れた状態を示す概略図、第５図は他の実施例におい
て細胞が吸入された状態を示す概略端面図、第６図はさ
らに他の実施例において細胞を注入器に吸入する状態を
示す断面図、第７図は第６図のＡ部の拡大断面図、第８
図は同実施例で細胞を金属チューブに注入する状態を示
す断面図、第９図は第８図のＢ部の拡大断面図である。 １……細胞、2,2a……金属チューブ、５……吸引機構、
６……溶液、10……冷媒、11……くびれ部、21……注入
器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凍結保存すべき細胞よりも細い内径の金属
   チューブに細胞を装填し、細胞膜とチューブ内壁とを直
   接接触させ、冷媒にてチューブごと冷却して細胞を凍結
   保存する方法。
2. 【請求項２】前記金属チューブに内径が小さくなった部
   分を形成し、吸入又は注入した細胞をその内径の小さく
   なった部分でトラップさせて装填する請求項１記載の方
   法。