JP5123915B2 - 組織試料を含むカセットマガジンの冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は組織試料を含むカセットマガジンの冷却装置に関する。本装置はハウジングと冷却機を含む。

研究室では、組織試料は一般にカセットに封入されている。カセットは、そのカセットにどの組織試料が入っているかをいつでも容易に識別できるようにラベリングされている。カセット、つまり組織試料は、容易に配置するために、一般にカセットマガジンの中に整理される。一方カセットマガジンには、独自のコードが付されている。さらにカセットマガジンは、決まった研究所のルールに従って保管されることが知られている。カセットをどのカセットマガジンに割り当て配置するかに関する研究所のルールに従って、個々の組織試料があらかじめ決められた位置に保管され、そしていつでも探し出せるようにするためである。

組織試料は、例えば組織試料をマイクロメーター単位の薄片に切片化するために例えばミクロトームを使用する際にも、常に冷却しなければならない。従ってカセットマガジン全体が冷却されることが好ましい。

カセットマガジンを冷却するため、商業用の冷蔵庫や冷凍機が用いられる。組織試料は、冷蔵庫及び／又は冷蔵庫の個々のコンパートメントにラベリングし、その個々の冷蔵庫及び／又は冷蔵庫のコンパートメントに、例えばリストに従って、組織試料を割り当てることによって回収することができる。

ＵＳ６，２５１，６５９Ｂ１には、温度調節装置（ボックス）が開示されている。この温度調節装置は、同じ高さに配置された投入シュートと排出シュートとを含む。複数のカセットマガジンを投入シュートを介して装置内に導入することができる。装置内部では、カセットマガジンは排出シュートに向けて横方向に配置されたスライダに載置される。カセットマガジンの試料が所定の温度に達すると、排出シュートから回収される。

ＵＳ ６，２５１，６５９ Ｂ１ ＵＳ ６，２２８，６３６ Ｂ１ ＥＰ １ ４４７ ４４１ Ａ１ ＡＴ ００３ １１８ Ｕ１ ＧＢ １ ０９４ ４５５ Ａ ＷＯ ０２／０５９２５１ Ａ２ ＤＥ ２００ ０４ ２０２ Ｕ１ ＤＥ １０３ ０４ １７１ Ｂ４ ＤＥ １０１ ５４ ６６３ Ｂ４ ＤＥ １０ ２００４ ０４３ ９０９ Ａ１ ＤＥ １０ ２００５ ０４４ ２４２ Ａ１ ＵＳ ６，２７２，７６７ Ｂ１ ＵＳ ５，６３５，３９７ Ａ ＵＳ ６，６７７，８５７ Ｂ２ ＷＯ ０３／００８１０３ Ａ１

本発明の目的は、簡単なやり方で組織試料を含むカセットマガジンの体系的な保管と同時に冷却を可能とする、組織試料を含むカセットマガジンの冷却装置を提供することである。

この目的は、独立請求項１に記載の特徴により達成される。即ち、本発明の１視点において、カセットマガジン内に含まれた組織試料を冷却し、ハウジングと、冷却機と、該ハウジング内で該カセットマガジンを移送するための移送装置とを有する装置であって、該ハウジングは、該ハウジングの上部領域に該カセットマガジンのための投入シュート及び該ハウジングの下部領域に該カセットマガジンのための排出シュートを含み、該移送装置は、該カセットマガジンを該ハウジング内で上部から底部まで移送し、該冷却機は、該ハウジングのベースプレート内に１以上の冷却要素を含み、該装置の稼動時には、上部から底部への該カセットマガジンの移送により、該投入シュートと該排出シュートとの間で生じる温度勾配が有効利用される、ことを特徴とする装置が提供される。（基本形態１）
有利な実施形態は従属請求項に記載される。
前記移送装置は、スクリューロッドを含むことが好ましい。（形態２）
前記スクリューロッドの軸が垂直方向であることが好ましい。（形態３）
前記冷却機は、前記ハウジング内に、該ハウジングの１以上の側壁に設けた１以上のペルチェ冷却素子を含むことが好ましい。（形態４）
前記冷却機は、前記ハウジングの冷却フィンを含むことが好ましい。（形態５）
前記冷却機は、前記ハウジングの一部分とその他の部分と連絡する、前記ハウジングの空気チャンネルを含むことが好ましい。（形態６）
前記冷却機は、前記空気チャンネル内にファンを含むことが好ましい。（形態７）
前記冷却機は、前記空気チャンネル内に空気冷却器を含むことが好ましい。（形態８）
前記ハウジングは、絶縁材を含むことが好ましい。（形態９）
前記ハウジング内に、１以上の前記カセットマガジンのマガジンコードを読み取るためのデータ読み取りユニットを含むことが好ましい。（形態１０）
前記ハウジング内に、該ハウジング内の１以上の前記カセットマガジン内の試料温度を確認できる１以上の温度センサを備えることが好ましい。（形態１１）
前記データ読み取りユニット及び／又は前記温度センサは、外部のデータ処理システムに結合されていることが好ましい。（形態１２）
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

本発明の基本形態により、簡単なやり方で組織試料を含むカセットマガジンの体系的な保管と同時に冷却を可能とする、組織試料を含むカセットマガジンの冷却装置が提供される。

本発明に係る、組織試料を含むカセットマガジンの冷却装置は、ハウジング、冷却機及びハウジング内で１以上のカセットマガジンを移送するための移送装置を含む。これにより、簡単なやり方で組織試料を含むカセットマガジンの体系的な保管と同時に冷却が可能となる。なぜなら、移送装置により、カセットマガジンはその冷却状態に応じて、及び／又はそのカセット内の組織試料に応じて、装置内の所定の位置へ移送可能となるからである。

１つの有利な実施形態として、移送装置は、１以上のカセットマガジンをハウジング内の上部から底部へ移送可能であるように構成される。これにより特にカセットマガジンの冷却に有利である。なぜなら、ハウジング内の自然な温度勾配を利用できるからである。詳しく言うと、カセットマガジンはハウジングの上部、つまりより暖かい部分で最初にゆっくりと冷却され、カセットマガジン内の試料の実体温度が下がってくるにつれてハウジング内を連続的に下方へ移送され、さらに冷却することができる。これによって、さらに冷却装置の省エネルギー運転に寄与する。なぜなら、より高い実体温度を持つカセットマガジンが、ハウジング下部のより強く冷却された領域を不必要に加熱することがないからである。

さらなる有利な実施形態において、移送装置はスクリューロッドを含む。これにより、移送装置を特に簡単な構成にすることができる。スクリューに用いるねじは、ねじ駆動（送りねじ）に用いる普通のねじが好ましい。スクリューとカセットマガジンは、スクリューロッドのねじがカセットマガジン自体の上に直接結合されるように構成することが好ましい。あるいは、１以上のマガジンホルダがハウジング内に設けられ、それによってカセットマガジンがスクリューロッドで移送されるように、結合される。さらに、２以上のスクリューロッドをハウジング内に追加配置することができる。

これに関して、このスクリューロッドの軸を垂直方向に向けることが特に有利である。それにより、カセットマガジンを上部から底部へ移送する経路を短くすることができる。

さらなる有利な実施形態において、ハウジングの上部領域に、カセットマガジンを導入するための投入シュートを備える。選択的又は追加的に、この装置はハウジングの下部領域にカセットマガジンの排出シュートを備える。これにより、簡単な方法で装置の省エネルギー運転を行うことができる。なぜなら、カセットマガジンを投入・排出するほうが、冷蔵庫の扉を開閉するよりも温度変化が少ないからである。さらにこれにより、カセットマガジンの体系的配列が容易となる。なぜなら、装置のユーザはハウジングの中のカセットマガジンをランダムに配置することができず、投入シャフトを通じてのみ配置可能となるからであり、装置のハウジング内でのカセットマガジンの位置は移送装置によってのみ決定されるからである。

さらなる有利な実施形態において、冷却機はハウジングの１以上の側壁に、１以上のペルチェ冷却素子を含む。これにより、特に簡単かつ効果的に冷却機を配置することができる。

さらなる有利な実施形態において、冷却機はハウジングに冷却フィンを含む。冷却フィンは、ハウジング内の熱をハウジングを介して速やかに環境に放出することを助ける。これにより、装置の冷却を特に簡単かつ少ないエネルギーで行うことができる。

さらなる有利な実施形態において、ハウジングは他の部分と連絡する（つながっている）空気チャンネルを備える。ハウジングと空気チャンネルとの連絡は、ハウジングと空気チャンネルとの間の１以上の切欠きを介して、空気が空気チャンネルからハウジングへ流入し、また戻ってくるよう循環することにより行われることが好ましい。これにより、装置ハウジングの追加的、又は選択的な冷却を簡単な方法で行うことができる。

さらなる有利な実施形態において、空気チャンネルにファンを備える。空気チャンネルとハウジングとがつながっているので、このファンにより空気チャンネルとハウジングのその他の部分の空気循環が容易に可能となる。さらにこれにより、ハウジング内の温度勾配に変化を与える（制御する）ことができる。

さらなる有利な実施形態において、冷却機は空気チャンネル内に空気冷却器を含む。空気冷却器は空気チャンネルの空気を冷却し、その冷却空気はカセットマガジンを冷却するために、ファンにより空気チャンネルを通じてハウジングのその他の部分へ送ることができる。これにより、簡単な構成で装置を効率的に冷却することができる。

さらなる有利な実施形態において、冷却機はハウジングのベースプレートを含み、このベースプレートは１以上の冷却要素を有する。この冷却要素を有するベースプレートは、ハウジング内のカセットマガジンを選択的又は追加的に冷却することができる。

さらなる有利な実施形態において、ハウジングには絶縁材を含む。この絶縁材は具体的には断熱材であるが、これによりハウジング内部が周囲の熱で加熱されることを防ぐことができ、従って省エネルギーでの装置運転が可能である。

さらなる有利な実施形態において、ハウジング内にカセットマガジン（単数又は複数）のマガジンコードを読み取るデータ読み取りユニットを配する。これにより、カセットマガジンの効果的な体系的保管が可能となる。なぜなら、ハウジング内のどの位置にどのカセットマガジンがあるのかを自動的に認識できるようになるからである。データ読み取りユニットは、カセットマガジンを記録し、位置確認できる外部のデータ処理システムに結合されることが好ましい。

さらなる有利な実施形態において、ハウジング内の１以上のカセットマガジンの温度を確認するための、１以上の温度センサをハウジング内に備える。これにより、どのカセットマガジンが処理温度まで冷却されているかを簡単な方法で決定できる。そのため、１以上の温度センサはハウジング内の異なる高さに配置することが好ましい。あるいは選択的に、ハウジング内の温度勾配を表すハウジング温度モデルを（例えばテスト装置で）作っておき、ただ１つの温度センサによってハウジングの他の位置の温度をそのモデルを用いて推定することができる。

これに関して、温度センサも外部のデータ処理システムに結合されることが特に有利である。それにより、どのカセットマガジンが正確にどの位置にあるかだけでなく、そのカセットマガジンのその時点での温度も認識することができる。これにより、特に有利な方法で、カセットマガジンの十分に体系化された同時冷却が達成できる。

本発明に係る典型的な実施例について、以下の図面を用いて説明する。同一の形状又は機能を有する要素は図面全体を通じて同一の符号を用いている。
組織試料を含むカセットマガジン冷却装置の第１の外観図である。 同装置の第２の外観図である。 同装置の縦方向断面図である。 同装置の断面図である。

図１は、組織試料を含むカセットマガジン２０の冷却装置１２である。装置１２は、投入シュート１６と排出シュート１８とを有するハウジング１４を含む。カセットマガジン２０は、投入シュート１６から容易にハウジング１４に送り込むことができる。カセットマガジン２０は、排出シュート１８から再び回収できる。

装置１２は、カセットマガジン２０を投入シュート１６から排出シュート１８まで移送可能な移送装置を含む。これに関して、カセットマガジン２０は上部から底部まで移送されることが好ましい。二つのシュート１６、１８及び／又は移送装置は、複数のカセットマガジン２０が順次上部から底部へ移送されるように構成しうる。上部から底部へ移送することにより、ハウジング１４内の自然な温度勾配を有利に利用することができる。カセットマガジン２０は、最初により暖かいハウジング１４の上部領域でゆっくりと冷却され、そして実体温度が下がってくるにつれてハウジング内のより冷却された領域に下方移送される。

装置の冷却機は、ハウジング１４のベースプレート２２に、例えば１以上の冷却要素を含みうる。選択的又は追加的に、冷却機はハウジング１４の冷却フィン２４を含む。これにより、ハウジング１４内で発生した熱を迅速かつ容易に周囲の空気へ放出することができる。選択的又は追加的に、冷却機はハウジング１４に、例えばファン２８及び／又は空気冷却器を備えた空気チャンネル２６を含む。

図２は、図１に示す装置１２を斜め後方から見た図である。

装置１２の縦断面図である図３には、ハウジング１４と空気チャンネル２６との間にある開口部３４が見える。少なくとも２つの開口部３４をハウジング１４と空気チャンネル２６との間に設けることが好ましく、具体的には１つはファン２８の上流側に、もう１つをファン２８の下流側に設けることが好ましい。これにより、空気は開口部３４を通って、空気チャンネル２６から出てハウジング１４に入っていくように流れる。この空気流は、ハウジング１４内の温度勾配を変えるように用いることができる。具体的には、ハウジング１４内の温度勾配を弱めたり強くしたりするように（即ち、制御するように）セットすることができる。

図３には、複数のカセットマガジン２０がハウジング１４内で互いに上下に配列されているのが見える。

移送装置は、ねじ送りで知られるねじを含むことが好ましく、その軸は垂直に配置することが好ましい。カセットマガジン２０とねじとは、ねじが直接カセットマガジン２０と噛み合うように構成することができる。選択的に、マガジンホルダをハウジング１４内に設け、そのホルダ内にカセットマガジン２０を入れて、ホルダをスクリューロッド（図示省略）で移動することもできる。さらに、１以上の追加のスクリューロッドをハウジング１４内に設けることができる。

ベースプレート２２の冷却要素及び空気チャンネル２６内の空気冷却器に追加して、あるいは代えて、冷却機にハウジング１４の１以上の側壁に設けたペルチェ素子を含むことができる。さらにハウジング１４に、より効果的な冷却のために断熱材３２を備えることが好ましい。

図４に示すハウジング１４とカセットマガジン２０の断面図には、ハウジング１４の断熱材３２と、カセットマガジン２０のカセットの中の円形の組織試料がはっきり示されている。

データ読み取りユニット及び／又は温度センサをハウジング１４内に設けることが好ましい。できれば、どちらも外部のデータ処理システムに結合することが好ましい。データ読み取りユニットは、カセットマガジンのコードを認識でき、カセットマガジンの正確な位置がデータ処理システムによっていつでも読み取ることができる。そのため、データ読み取りユニットは例えばスキャナを含む。さらに、温度センサからの温度信号により、カセットマガジン２０の実体温度、即ちカセットマガジン２０内の試料の温度が、データ処理システムによっていつでも確認できる。そのため、１つには複数の温度センサをハウジング１４内の特に異なる高さ位置に配置することができる。あるいは、ハウジング１４の温度モデルを（例えばテスト装置で）決定しておき、そのモデルを用いて、温度センサからの温度信号により、それぞれのカセットマガジン２０のそれぞれの実体温度がハウジング１４内の温度勾配を用いて決定できる。

１２ 組織試料冷却装置
１４ ハウジング
１６ 投入シュート
１８ 排出シュート
２０ カセットマガジン
２２ ベースプレート
２４ 冷却フィン
２６ 空気チャンネル
２８ ファン
３０ ペルチェ素子
３２ 断熱材

Claims (12)

1. カセットマガジン（２０）内に含まれた組織試料を冷却し、ハウジング（１４）と、冷却機と、該ハウジング（１４）内で該カセットマガジン（２０）を移送するための移送装置とを有する装置（１２）であって、
   該ハウジング（１４）は、該ハウジング（１４）の上部領域に該カセットマガジン（２０）のための投入シュート（１６）及び該ハウジング（１４）の下部領域に該カセットマガジン（２０）のための排出シュート（１８）を含み、
   該移送装置は、該カセットマガジン（２０）を該ハウジング（１４）内で上部から底部まで移送し、
   該冷却機は、該ハウジング（１４）のベースプレート（２２）内に１以上の冷却要素を含み、
   該装置（１２）の稼動時には、上部から底部への該カセットマガジン（２０）の移送により、該投入シュート（１６）と該排出シュート（１８）との間で生じる温度勾配が有効利用される、ことを特徴とする装置。
2. 前記移送装置は、スクリューロッドを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記スクリューロッドの軸が垂直方向であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記冷却機は、前記ハウジング（１４）内に、該ハウジング（１４）の１以上の側壁に設けた１以上のペルチェ冷却素子（３０）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の装置。
5. 前記冷却機は、前記ハウジング（１４）の冷却フィン（２４）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の装置。
6. 前記冷却機は、前記ハウジング（１４）の一部分とその他の部分と連絡する、前記ハウジング（１４）の空気チャンネル（２６）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の装置。
7. 前記冷却機は、前記空気チャンネル（２６）内にファン（２８）を含むことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記冷却機は、前記空気チャンネル（２６）内に空気冷却器を含むことを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記ハウジング（１４）は、絶縁材（３２）を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の装置。
10. 前記ハウジング（１４）内に、１以上の前記カセットマガジン（２０）のマガジンコードを読み取るためのデータ読み取りユニットを含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載の装置。
11. 前記ハウジング（１４）内に、該ハウジング（１４）内の１以上の前記カセットマガジン内の試料温度を確認できる１以上の温度センサを備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載の装置。
12. 前記データ読み取りユニット及び／又は前記温度センサは、外部のデータ処理システムに結合されていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の装置。

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