JP3246375U - 試料冷却保管機構 - Google Patents

Abstract

【要約】本考案は、凍結保存管に対して温度制御された冷蔵を実行できる冷蔵装置と、凍結保存管に対して勾配プログラム冷却を実行できる勾配冷却装置とを含み、前記冷蔵装置は少なくとも１つの冷蔵ユニットエリアを含み、前記冷蔵ユニットエリア内には、前記冷蔵ユニットエリア内で窒素スプレー可能な窒素スプレー部材と、冷蔵ユニットエリア内部の温度を加熱できる加熱部材と、凍結保存管ラックとが設置される、試料冷却保管機構を提供する。勾配冷却装置の設置により生体試料に対する勾配冷却機能を実現し、温度の急激低下による生体試料に対する損傷を防止する。また、冷蔵装置の設置により生体試料に対する温度制御された冷蔵機能を実現し、移動式保温蓋組立体で冷蔵装置の保冷性能を向上させるとともに、生体試料に対する自動アクセス機能を実現する。

Description

本考案は、生体保存装置に関し、より具体的には、試料冷却保管機構に関する。

現在、生体試料の凍結保存管及び凍結保存箱のアクセスは既に自動化が実現されている。従来技術における凍結保存管及び凍結保存箱のアクセス装置にあっては、液体窒素凍結保存タンクによってアクセス操作を行う。しかしながら、通常の生体試料保管は、自動プロセスの一体式機能が実現されておらず、プログラム冷却リンクがなく、生体試料の活性を維持するために、通常、生体試料は超低温環境で保存する必要がある。保管温度は通常－８０℃、－１４０℃、－１９６℃等であるが、生体試料の凍結速度は生体試料の活性に重要な役割を果たす。通常の保管方法は、トランスファー箱やトランスファータンク中の凍結保存箱を直接タンク内に入れることであるが、一定の勾配でゆっくりとした冷却操作を実現できず、生体試料の急激な冷却による損害リスクが生じやすくなる。

したがって、従来技術では、凍結保存管の冷却アクセスの問題を解決し、凍結保存管内に保管される生体試料の活性を向上させるとともに、保管リンクに凍結保存箱の勾配冷却リンクを追加することにより、凍結保存箱内の生体試料の活性をより適切に維持し、安全上のリスクを軽減する試料冷却保管機構が緊急に必要であるとされている。

上記の欠点を考慮して、本考案の設計者は、より産業上の利用価値を持つ新しい構造の試料冷却保管機構を作成するために、積極的に研究と革新を行って来た。

上記の技術的問題を解決するために、本考案の目的は、適切な温度で効果的に保存できなく、プログラム勾配冷却を維持できない問題を解決するための試料冷却保管機構を提供することである。

本考案は、凍結保存管に対して温度制御された冷蔵を実行できる冷蔵装置と、凍結保存管に対して勾配プログラム冷却を実行できる勾配冷却装置とを含み、前記冷蔵装置は少なくとも１つの冷蔵ユニットエリアを含み、前記冷蔵ユニットエリア内には、前記冷蔵ユニットエリア内で窒素スプレー可能な窒素スプレー部材と、冷蔵ユニットエリア内部の温度を加熱できる加熱部材と、凍結保存管ラックとが設置される、試料冷却保管機構を提供する。

好ましくは、前記窒素スプレー部材は複数の窒素スプレー孔が開口される窒素スプレー管を含み、前記窒素スプレー管の一端は窒素供給管組立体と連通される。

好ましくは、前記加熱部材は少なくとも一つの電熱シートを含み、前記窒素スプレー管は前記冷蔵ユニットエリア内を貫通して垂直方向に設置され、前記電熱シートは冷蔵ユニットエリアの内壁に垂直に設置される。

好ましくは、前記凍結保存管ラックは上下スライド可能に前記冷蔵ユニットエリア内に設置され、前記凍結保存管ラックの下部には支持メッシュプレートがさらに設置される。

好ましくは、前記冷蔵装置はアレイ状に並んで冷凍冷蔵庫部材内に設置される複数の冷蔵ユニットエリアを含む。

好ましくは、前記冷蔵装置の上端には回転可能又はスライド可能に開閉して冷蔵装置を蓋合できる移動式保温蓋が設置され、
前記移動式保温蓋は、平行に設置される２本のガイドレールと、両端がスライド可能にガイドレールに設置される移動ロッドと、一端が移動ロッドに設置される可撓性保温蓋とを含み、可撓性保温蓋は他端に重りブロックが連接されて吊り下げるように設置され、
駆動モータと、駆動モータの出力軸に連接される駆動軸とをさらに含み、駆動軸には能動輪が設置され、能動輪は駆動ベルトによって従動輪を同期連動させ、駆動ベルトには第２スライダが設置され、前記移動ロッドの端部は第２スライダと固定連接され、第２スライダは前記ガイドレールとスライド可能に適合する。

好ましくは、前記窒素供給管組立体は、電磁弁と、窒素供給コイル管と、加熱管とを含み、前記窒素スプレー管は前記窒素供給コイル管と連通され、前記窒素供給コイル管は前記加熱管の周囲にスリーブ設置され、前記電磁弁は前記加熱管の開きを制御する。

好ましくは、前記勾配冷却装置は、液体窒素タンクと、液体窒素タンクの開口部の上部に設置されるアクセスラックと、アクセスラックの昇降を駆動するアクセスラック昇降装置とを含み、
前記アクセスラック昇降装置は、スタンドと、スタンドに固定されるリフトとを含み、リフトの昇降台には取付板が設置され、前記アクセスラックは取付板の底端に設置され、取付板には昇降モータがさらに設置され、昇降モータの本体は取付板に固定設置され、昇降モータの出力軸はネジロッドに連接され、ネジロッドは第１スライダにネジ連接され、第１スライダは取付板とスライド可能に適合し、第１スライダには温度センサが設置される。

好ましくは、前記冷蔵装置及び勾配冷却装置の上方に配置され、凍結保存管を３方向に沿って移動させることができる３軸ロボットアームをさらに含む。

好ましくは、前記冷蔵ユニットエリアは一定高さを有する立方体箱であり、立方体箱の上端面には箱体保温蓋が設置される。

好ましくは、前記勾配冷却装置は、一端が窒素供給管と連通され、他端が液体窒素タンク内部へ延びる開放端となる窒素輸送管をさらに含み、前記窒素輸送管の周囲には流れ誘導スリーブ管がスリーブ設置され、前記流れ誘導スリーブ管には複数の通気孔が開設される。

上記の解決策により、本考案は少なくとも以下の利点を有する：本考案の試料冷却保管機構は、勾配冷却装置の設置により生体試料に対する勾配冷却機能を実現し、温度の急激低下による生体試料に対する損傷を防止する。また、冷蔵装置の設置により生体試料に対する温度制御された冷蔵機能を実現し、移動式保温蓋組立体で冷蔵装置の保冷性能を向上させるとともに、生体試料に対する自動アクセス機能を実現する。

以上を纏めると、本考案の試料冷却保管機構は勾配冷却機能を有し、生体試料が損傷しにくい。

上記の説明は、本考案の技術的解決策の概要に過ぎないが、本考案の技術的手段をより明確に理解するとともに、明細書の内容に従って実施できるようにするため、以下、添付の図面と併せて本考案の好ましい実施例を詳細に説明する。

試料冷却保管機構の上面図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 勾配冷却装置及び移動式保温蓋の概略構造図である。 冷蔵ユニットエリアの断面図である。 試料冷却保管機構の内部構造図である。

以下、添付の図面及び実施例と併せて、本考案の具体的な実施態様をさらに詳細に説明する。以下の実施例は本考案を説明するために使用されるものであり、本考案の範囲を限定することを意図するものではない。
実施例１：

凍結保存管に対して温度制御された冷蔵を実行できる冷蔵装置１と、凍結保存管に対して勾配プログラム冷却を実行できる勾配冷却装置２とを含み、前記冷蔵装置１は少なくとも１つの冷蔵ユニットエリア１０１を含み、前記冷蔵ユニットエリア１０１内には、前記冷蔵ユニットエリア１０１内で窒素スプレー可能な窒素スプレー部材１０２と、冷蔵ユニットエリア１０１内部の温度を加熱できる加熱部材１０３とが設置される、試料冷却保管機構である。

抽出された生体試料を凍結保存管に保管する場合、通常、凍結保存管を凍結保存管ラック３に統合保管し、保管機構に入れて保管する。従来技術における低温保管機構は低温のみに焦点を当てており、生体試料自体の状況と結合していない。本考案は、試料冷却保管機構を開示しており、勾配冷却装置２は、まず生体試料が保管されている凍結保存管を勾配冷却装置２中で冷却した後、次に冷蔵装置１中に保管して低温保管する。冷蔵装置１には窒素スプレー部材１０２と、加熱部材１０３とが設置されるので、当然のことながら、冷蔵ユニットエリア１０１内には凍結保存管を保管するための凍結保存管ラック３が設置される。勾配冷却装置２でそれを勾配冷却した後、冷蔵装置１の冷蔵ユニットエリア１０１に置いて冷蔵するが、冷蔵ユニットエリア１０１の設置は従来技術における液体窒素タンクとは異なる。従来技術における液体窒素タンクは、窒素供給管を底部に直接設置して冷却機能を持たせている。本考案の冷蔵ユニットエリア１０１は温度を制御できるとともに、生体試料の保管により適合する。冷蔵ユニットエリアには液体窒素を気体窒素に変換するための窒素スプレー部材１０２が設置される。このような設置により、従来技術における液体窒素の直接供給を変えている。従来技術における窒素の直接供給は、液体窒素の流入により一部のエリアが突出に冷凍される又は流入口付近の位置の温度が格別に低くなる問題を引き起こすとともに、温度制御が不可能である。窒素スプレー部材１０２は液体窒素を気体窒素に変換するため、局所の温度が低すぎて温度アンバランスを引き起こす現象がなく、生体試料の保管に対してより有益である。加熱部材１０３が設置されるため、温度が低すぎる場合、加熱部材１０３によって冷蔵ユニットエリア１０１内を加熱して必要な温度を実現し、温度調整を制御できる。当然のことながら、冷蔵ユニットエリア１０１には温度測定用検出部材が設置されるが、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記窒素スプレー部材１０２は複数の窒素スプレー孔１０２２が開口される窒素スプレー管１０２１を含み、前記窒素スプレー管１０２１の一端は窒素供給管組立体４と連通される。窒素スプレー管１０２１は、冷蔵ユニットエリア１０１内の窒素スプレーのバランスを実現させるため、冷蔵ユニットエリア１０１の形状に応じて異なる形状を設置できる。また、窒素スプレー管１０２１は窒素供給管組立体４と良く連通できる。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記加熱部材１０３は少なくとも一つの電熱シート１０３１を含み、前記窒素スプレー管１０２１は前記冷蔵ユニットエリア１０１内を貫通して垂直方向に設置され、前記電熱シート１０３１は冷蔵ユニットエリア１０１の内壁に垂直に設置される。温度が低すぎる場合、電熱シート１０３１を加熱して必要な温度に達することできる。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記凍結保存管ラック３は上下スライド可能に前記冷蔵ユニットエリア１０１内に設置され、前記凍結保存管ラック３の下部には支持メッシュプレート５がさらに設置される。凍結保存管ラックは冷蔵ユニットエリア内でスライドして位置調整が可能であり、凍結保存管ラック３に対する支持メッシュプレート５の移動は、下部にストッパがある。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記冷蔵装置１はアレイ状に並んで冷凍冷蔵庫部材１０４内に設置される複数の冷蔵ユニットエリア１０１を含む。試料冷却保管機構は、冷凍冷蔵庫部材１０４の設置により電気冷却機能及び液体窒素冷却の二重保証を実現でき、資源を節約するだけではなく、窒素供給が不十分な場合やその他の特殊事情がある場合に影響を受けないように保証する。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記冷蔵装置１の上端には回転可能又はスライド可能に開閉して冷蔵装置を蓋合できる移動式保温蓋１０５が設置される。可撓性保温蓋構造の設置により、試料冷却保管機構内部のスペースをあまり占有せず、冷蔵装置の蓋合に連動して保温でき、内部での操作も可能である。

前記移動式保温蓋１０５は、平行に設置される２本のガイドレール１０５１と、両端がスライド可能にガイドレールに設置される移動ロッド１０５２と、一端が移動ロッドに設置される可撓性保温蓋１０５３とを含み、可撓性保温蓋１０５３は他端に重りブロックが連接されて吊り下げるように設置される。駆動モータ１０５４と、駆動モータの出力軸に連接される駆動軸１０５５とをさらに含み、駆動軸１０５５には能動輪１０５６が設置され、能動輪１０５６は駆動ベルト１０５７によって従動輪１０５８を同期連動させ、駆動ベルト１０５７には第２スライダ１０５９が設置され、前記移動ロッド１０５２の端部は第２スライダ１０５９と固定連接され、第２スライダ１０５９は前記ガイドレール１０５１とスライド可能に適合する。

保温蓋を開ける過程を例に過程説明を行うと、駆動モータが駆動軸を回転駆動させ、駆動軸に能動輪が設置され、駆動輪と従動輪との間に駆動ベルトが設置され、駆動ベルトが第２スライダを駆動移動させ、移動ロッドが駆動移動され、可撓性保温蓋を開閉できる。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記窒素供給管組立体４は、電磁弁４０１と、窒素供給コイル管４０２と、加熱管４０３とを含み、前記窒素スプレー管１０２１は前記窒素供給コイル管４０２と連通され、前記窒素供給コイル管４０２は前記加熱管４０３の周囲にスリーブ設置され、前記電磁弁４０１は前記加熱管４０３の開きを制御する。ここで、一つ又は２つの冷蔵ユニットエリア１０１ごとに一組の窒素供給組立体４が設置される。窒素供給コイル管４０２を通る液体窒素は加熱管４０３によって加熱され、冷蔵ユニットエリア１０１に入り、温度が低すぎる液体窒素が冷蔵ユニットエリア１０１内の凍結保存管ラック３又は内部アリアに直接スロッピングすることを減少し、試料へのダメージを軽減する。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記勾配冷却装置２は、液体窒素タンク２０１と、液体窒素タンク２０１の開口部の上部に設置されるアクセスラック２０２と、アクセスラックの昇降を駆動するアクセスラック昇降装置２０３とを含む。

前記アクセスラック昇降装置２０３は、スタンド２０４と、スタンドに固定されるリフト２０５とを含み、リフト２０５の昇降台２０６には取付板２０７が設置され、前記アクセスラック２０２は取付板２０７の底端に設置され、取付板２０７には昇降モータ２０８がさらに設置され、昇降モータ２０８の本体は取付板に固定設置され、昇降モータ２０８の出力軸はネジロッド２０９に連接され、ネジロッド２０９は第１スライダ２１０にネジ連接され、第１スライダ２１０は取付板２０７とスライド可能に適合し、第１スライダ２１０には温度センサ２１４が設置される。このような設置により、いつでも温度センサ２１４を液体窒素タンク２０１内へ駆動して温度を測定できる。

凍結保存管に対してプログラム冷却を行う必要がある場合、凍結保存管をアクセスラック２０２に保管する。ここで説明するアクセスラック２０２は、凍結保存管ラックと同じ機能設定を持つ。リフト２０５はアクセスラック上の凍結保存管を動かして液体窒素タンク２０１内へ送り込む。液体窒素タンク２０１の窒素供給は底部から開始されるため、液体窒素タンク２０１内部の温度は上部から下部に向かって徐々に低下する。液体窒素タンク２０１の開口部の温度は、－１０℃～－２０℃の間である。リフトはアクセスラック上の凍結保存管を動かしてこのエリアで一定期間停滞した後、再び一定高さ降下し、凍結保存管が位置される温度場が－２０℃～－４０℃の間になるようにする。その後、再び一定期間停滞した後、再び一定高さ降下し、凍結保存管が位置される温度場が－４０°Ｃ～－６０°Ｃの間になるようにする。その後、再び一定期間停滞した後、再び一定高さ降下し、凍結保存管が位置される温度場が－６０°Ｃ～－８０°Ｃの間になるようにし、－８０℃以下になるまで、パレットのプログラム冷却を実現する。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記冷蔵装置１及び勾配冷却装置２の上方に配置され、凍結保存管を３方向に沿って移動させることができる３軸ロボットアーム６をさらに含む。凍結保存管が勾配冷却装置２内でプログラム冷却された後、３軸ロボットアーム６によって凍結保存管又は凍結保存管を保持する凍結保存管ラックを動かし、冷蔵装置に入れて低温保管する。凍結保存管が保管される凍結保存管ラックを移送タンク７内に保管し、試料冷却保管機構に入った後、３軸ロボットアームを使用して操作する。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記冷蔵ユニットエリア１０１は一定高さを有する立方体箱であり、立方体箱の上端面には箱体保温蓋が設置される。このような設置は、凍結保存管及び凍結保存管ラックの保管構造とより好適に合致する。

本実施例の好ましいさらなる実施形態において、前記勾配冷却装置２は、一端が窒素供給管と連通され、他端が液体窒素タンク２０１内部へ延びる開放端となる窒素輸送管２１１をさらに含み、前記窒素輸送管２０１の周囲には流れ誘導スリーブ管２１２がスリーブ設置され、前記流れ誘導スリーブ管２１２には複数の通気孔２１３が開設される。窒素輸送管２１１は液体窒素を輸送する過程で凝縮水蒸気が発生されるため、複数の通気孔２１３が開設される流れ誘導スリーブ管２１２を設置することにより、窒素輸送管２１２での水を凝縮させるとともに、液体窒素タンク内の除湿も行う。

当業者にとって、本考案が上記の例示的な実施例の詳細に限定されず、本考案の精神又は基本的な特徴から逸脱することなく、当業者は他の具体的な形態で本考案を実現できることは明らかである。したがって、どの観点から見ても、実施例は例示的かつ非限定的なものとみなされるべきであり、本考案の保護範囲は上記の説明ではなく添付の実用新案登録請求の範囲によって限定される。

なお、上記は、本考案の好ましい実施形態に過ぎず、本考案を限定するものではない。当業者にとって、本考案の技術原理から逸脱することなく、いくつかの改良及び変形を行うことができ、これらの改良及び変形も本考案の保護範囲とみなされるべきである。同時に、本明細書は実施形態にしたがって説明されているが、各実施形態が一つの独立した技術的解決策のみを含むわけではなく、明細書のこのような記述方法はただ明確にするためだけであることを当業者は理解すべきである。当業者は明細書を一つの全体として理解すべきであり、各実施例における技術的解決策を適切に組み合わせて、当業者が理解できる他の実施形態を形成することもできる。

１ 冷蔵装置
１０１ 冷蔵ユニットエリア
１０２ 窒素スプレー部材
１０２１ 窒素スプレー管
１０２２ 窒素スプレー孔
１０３ 加熱部材
１０３１ 電熱シート
１０４ 冷凍冷蔵庫部材
１０５ 移動式保温蓋
１０５１ ガイドレール
１０５２ 移動ロッド
１０５３ 可撓性保温蓋
１０５４ 駆動モータ
１０５５ 駆動軸
１０５６ 能動輪
１０５７ 駆動ベルト
１０５８ 従動輪
１０５９ 第２スライダ
２ 勾配冷却装置
２０１ 液体窒素タンク
２０２ アクセスラック
２０３ アクセスラック昇降装置
２０４ スタンド
２０５ リフト
２０６ 昇降台
２０７ 取付板
２０８ 昇降モータ
２０９ ネジロッド
２１０ 第１スライダ
２１１ 窒素輸送管
２１２ 流れ誘導スリーブ管
２１３ 通気孔
２１４ 温度センサ
３ 凍結保存管ラック
４ 窒素供給管組立体
４０１ 電磁弁
４０２ 窒素供給コイル管
４０３ 加熱管
５ 支持メッシュプレート
６ ３軸ロボットアーム
７ 移送タンク

Claims (11)

1. 凍結保存管に対して温度制御された冷蔵を実行できる冷蔵装置と、
   凍結保存管に対して勾配プログラム冷却を実行できる勾配冷却装置とを含み、
   前記冷蔵装置は少なくとも１つの冷蔵ユニットエリアを含み、前記冷蔵ユニットエリア内には、前記冷蔵ユニットエリア内で窒素スプレー可能な窒素スプレー部材と、冷蔵ユニットエリア内部の温度を加熱できる加熱部材と、凍結保存管ラックとが設置される、ことを特徴とする試料冷却保管機構である。
2. 前記窒素スプレー部材は複数の窒素スプレー孔が開口される窒素スプレー管を含み、前記窒素スプレー管の一端は窒素供給管組立体と連通される、ことを特徴とする請求項１に記載の試料冷却保管機構である。
3. 前記加熱部材は少なくとも一つの電熱シートを含み、前記窒素スプレー管は前記冷蔵ユニットエリア内を貫通して垂直方向に設置され、前記電熱シートは冷蔵ユニットエリアの内壁に垂直に設置される、ことを特徴とする請求項２に記載の試料冷却保管機構である。
4. 前記凍結保存管ラックは上下スライド可能に前記冷蔵ユニットエリア内に設置され、前記凍結保存管ラックの下部には支持メッシュプレートがさらに設置される、ことを特徴とする請求項３に記載の試料冷却保管機構である。
5. 前記冷蔵装置はアレイ状に並んで冷凍冷蔵庫部材内に設置される複数の冷蔵ユニットエリアを含む、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の試料冷却保管機構である。
6. 前記冷蔵装置の上端には回転可能又はスライド可能に開閉して冷蔵装置を蓋合できる移動式保温蓋が設置され、
   前記移動式保温蓋は、平行に設置される２本のガイドレールと、両端がスライド可能にガイドレールに設置される移動ロッドと、一端が移動ロッドに設置される可撓性保温蓋とを含み、可撓性保温蓋は他端に重りブロックが連接されて吊り下げるように設置され、
   駆動モータと、駆動モータの出力軸に連接される駆動軸とをさらに含み、駆動軸には能動輪が設置され、能動輪は駆動ベルトによって従動輪を同期連動させ、駆動ベルトには第２スライダが設置され、前記移動ロッドの端部は第２スライダと固定連接され、第２スライダは前記ガイドレールとスライド可能に適合する、ことを特徴とする請求項５に記載の試料冷却保管機構である。
7. 前記窒素供給管組立体は、電磁弁と、窒素供給コイル管と、加熱管とを含み、前記窒素スプレー管は前記窒素供給コイル管と連通され、前記窒素供給コイル管は前記加熱管の周囲にスリーブ設置され、前記電磁弁は前記加熱管の開きを制御する、ことを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載の試料冷却保管機構である。
8. 前記勾配冷却装置は、液体窒素タンクと、液体窒素タンクの開口部の上部に設置されるアクセスラックと、アクセスラックの昇降を駆動するアクセスラック昇降装置とを含み、
   前記アクセスラック昇降装置は、スタンドと、スタンドに固定されるリフトとを含み、リフトの昇降台には取付板が設置され、前記アクセスラックは取付板の底端に設置され、取付板には昇降モータがさらに設置され、昇降モータの本体は取付板に固定設置され、昇降モータの出力軸はネジロッドに連接され、ネジロッドは第１スライダにネジ連接され、第１スライダは取付板とスライド可能に適合し、第１スライダには温度センサが設置される、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の試料冷却保管機構である。
9. 前記冷蔵装置及び勾配冷却装置の上方に配置され、凍結保存管を３方向に沿って移動させることができる３軸ロボットアームをさらに含む、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の試料冷却保管機構である。
10. 前記冷蔵ユニットエリアは一定高さを有する立方体箱であり、立方体箱の上端面には箱体保温蓋が設置される、ことを特徴とする請求項５に記載の試料冷却保管機構である。
11. 前記勾配冷却装置は、一端が窒素供給管と連通され、他端が液体窒素タンク内部へ延びる開放端となる窒素輸送管をさらに含み、前記窒素輸送管の周囲には流れ誘導スリーブ管がスリーブ設置され、前記流れ誘導スリーブ管には複数の通気孔が開設される、ことを特徴とする請求項８に記載の試料冷却保管機構である。