JP5843711B2 - 低温保管システム - Google Patents

Description

本発明は、試料を収容する容器を低温で保管する低温保管システムに関し、特に、創薬（ｄｒｕｇ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）、すなわち、医学、生物工学および薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を超低温で保管するために使用される低温保管システムに関する。

創薬研究の分野においては、大量の試料を低温で保管したり分析したりする実験を高効率で行う必要がある。
このため、低温保管すべき試料を収容する複数の容器をそれぞれ保持する複数の保管プレートを保管ラックに鉛直方向に重ねて収容し、必要に応じて目的の保管プレートから個別且つ自動的に容器を取り出す低温保管システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上述の低温保管システムは、複数の保管プレートを鉛直方向に重ねて収容する複数の保管ラックと、これら複数の保管ラックを格納する低温格納室と、低温格納室の上方に隣接して設けられた作業室と、作業室内に設けられ保管プレートを搬送するとともに保管ラックに出し入れするプレート搬送機構と、作業室に隣接して設けられた入出庫室からプレート搬送機構によって搬送された保管プレートとプレート搬送機構によって保管ラックから取り出された保管プレートとの間で容器を個別に移載可能に構成されたピックアップ機構とを備えている。

特開２０１２−５６７３０号公報（全頁、全図）

しかしながら、上述の低温保管システムでは、作業室の温度が低温格納室の温度ほど低くないため、保管ラックから保管プレートを取り出した後、この保管プレートに保持されている容器や保管プレートから取り出された容器が低温格納室の温度より高い温度に曝露され、これら容器内の試料に温度上昇が生じてしまうという問題点があった。

また、低温格納室を超低温状態とし、外部環境に曝される時間を短期間とすることで容器内の試料に与える影響を少なくすることも考えられるが、超低温とするほど短時間でも保管プレートや容器に大量の結露や霜が発生するという問題点があった。

そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、保管ラックから保管プレートを取り出した後、少なくともこの保管プレートに保持された容器に収容されている試料の温度上昇を抑制するとともに低露点環境を実現して容器や保管プレートに生じがちな結露や霜を防ぐ低温保管システムを提供することである。

本請求項１に係る発明は、複数の容器をそれぞれ保持する複数の保管プレートを鉛直方向にそれぞれ収容する複数の保管ラックと、該複数の保管ラックを格納する低温格納室と、該低温格納室に隣接して設けられた作業室と、該作業室内に設けられ前記保管プレートを搬送するとともに前記保管ラックに出し入れするプレート搬送機構と、前記容器を個別に取り出し可能に構成されたピックアップ機構とを備えている低温保管システムであって、前記保管プレートを収容する低温収容槽が、前記プレート搬送機構に付設され、前記ピックアップ機構が、前記作業室に隣接して設けられた入出庫室から前記プレート搬送機構によって搬送された保管プレートと前記プレート搬送機構によって前記保管ラックから取り出された保管プレートとの間で前記容器を前記低温収容槽内で個別に移載可能に構成された状態で前記プレート搬送機構に付設されていることにより、前述した課題を解決したものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に係る低温保管システムの構成に加えて、前記プレート搬送機構が、前記保管ラックを低温格納室から作業室に個別に昇降自在に出し入れする保管ラック昇降手段と、前記保管ラックから前記保管プレートを個別に出し入れする保管プレート引出手段と、前記保管ラック昇降手段及び保管プレート引出手段を設置した状態で作業室内を移動可能に構成された搬送用移動手段とを有していることにより、前述した課題を解決したものである。

本請求項１の発明に係る低温保管システムは、複数の容器をそれぞれ保持する複数の保管プレートを鉛直方向にそれぞれ収容する複数の保管ラックと、これら複数の保管ラックを格納する低温格納室と、この低温格納室に隣接して設けられた作業室と、この作業室内に設けられて保管プレートを搬送するとともに保管ラックに出し入れするプレート搬送機構と、容器を個別に取り出し可能に構成されたピックアップ機構とを備えていることにより、保管プレートから個別且つ自動的に容器を移載することができるばかりでなく、以下のような本発明に特有の効果を奏することができるものである。
すなわち、請求項１の発明に係る低温保管システムは、保管プレートを収容する低温収容槽が、プレート搬送機構に付設されていることにより、作業室より低温の低温収容槽内に収容された保管プレートや保管プレート内における容器の温度上昇が抑制されるとともに保管プレート及び容器と作業室とに比べて保管プレート及び容器と低温収容槽との温度差が小さくなるため、容器に収容された試料の温度上昇を抑制するとともに低露点環境を実現して容器や保管プレートに生じがちな結露や霜を防ぐことができる。

加えて、ピックアップ機構が、作業室に隣接して設けられた入出庫室からプレート搬送機構によって搬送された保管プレートとプレート搬送機構によって保管ラックから取り出された保管プレートとの間で容器を低温収容槽内で個別に移載可能に構成された状態でプレート搬送機構に付設されていることにより、保管プレートの搬送途中だけでなく容器の移載途中においても保管プレート及び保管プレート内の容器が作業室より低温の低温環境下にあるため、容器移載時の試料の温度上昇を抑制するとともに容器移載時に容器や保管プレートに生じがちな結露や霜を防ぐことができる。
加えて、プレート搬送機構に対してピックアップ機構を離間配置する場合に比べて、保管ラックから取り出した保管プレートをピックアップ機構まで搬送する搬送距離が短くなることで保管プレートを保管ラックから取り出して再度保管ラックに収納するまでの時間が短縮されるため、保管ラック及び保管ラックに収納された保管プレートが低温格納室から搬出されている時間を短縮して結露や霜が生じる機会すなわち時間を低減することができる。
さらに、ピックアップ機構に設けられて保管プレートを載置するプレート載置部が低温収容槽内で局所的に低温化されるため、容器移載時に低温格納室から出たばかりの容器及び保管プレートとこれらの周辺空間との温度差を増大し難くして結露や霜を防ぐことができる。

本請求項２に係る低温保管システムによれば、請求項１に係る低温保管システムが奏する効果に加えて、プレート搬送機構が、保管ラックを低温格納室から作業室に個別に昇降自在に出し入れする保管ラック昇降手段と、保管ラックから保管プレートを個別に出し入れする保管プレート引出手段と、保管ラック昇降手段及び保管プレート引出手段を設置した状態で作業室内を移動可能に構成された搬送用移動手段とを有していることにより、低温格納室から取り出された保管プレートの上下方向及び水平方向への移動動作や作業室内での搬送動作を迅速に行うため、低温格納室から取り出された保管プレートやこの保管プレートにおける容器の温度上昇に繋がるプレート搬送時間を短縮して試料の温度上昇を抑制することができる。

本発明の低温保管システムの全体側面説明図。 図１の低温保管システムの全体平面説明図。 図１の低温保管システムに保管する容器および保管プレートの斜視図。 図１の低温保管システムの空の保管プレート搬入時の動作説明図。 図１の低温保管システムの空の保管プレート移動時の動作説明図。 図１の低温保管システムに貯蔵された保管プレート取出時の動作説明図。 図１の低温保管システムに貯蔵された保管プレート移動時の動作説明図。 本発明の他の実施例に係る低温保管システムの全体平面図。 図８の低温保管システムの部分斜視図。

本発明は、複数の容器をそれぞれ保持する複数の保管プレートを鉛直方向にそれぞれ収容する複数の保管ラックと、これら複数の保管ラックを格納する低温格納室と、この低温格納室に隣接して設けられた作業室と、この作業室内に設けられて保管プレートを搬送するとともに保管ラックに出し入れするプレート搬送機構と、容器を個別に取り出し可能に構成されたピックアップ機構とを備えている低温保管システムにおいて、保管プレートを収容する低温収容槽が、プレート搬送機構に付設され、ピックアップ機構が、作業室に隣接して設けられた入出庫室から前記プレート搬送機構によって搬送された保管プレートと前記プレート搬送機構によって前記保管ラックから取り出された保管プレートとの間で前記容器を前記低温収容槽内で個別に移載可能に構成された状態で前記プレート搬送機構に付設され、容器に収容された試料の温度上昇を抑制するとともに、低露点環境すなわち保管プレート及び容器とその周辺空間との温度差を小さくすることで結露や霜の発生を抑制する環境を実現した状態で、容器や保管プレートに生じがちな結露や霜を防ぐものであれば、その具体的な実施の態様は、いかなるものであっても何ら構わない。
また、本発明の低温保管システムでは、個別に容器を取り出せるようにシステムの動作が制御装置により制御される。
なお、以下の各実施例では、説明の便宜上複数の保管プレートを相互に区別する必要がある場合には、参照符号Ｂに添字１、２を付して相互に区別している。

まず、図１乃至図７を参照しながら、本発明の低温保管システムの一実施例を説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明の一実施例である低温保管システム１００は、複数の容器Ｃをそれぞれ保持する複数の保管プレートＢを鉛直方向すなわち上下方向に重ねてそれぞれ収容する複数の保管ラック１１０と、複数の保管ラック１１０を格納する低温格納室１２０と、低温格納室１２０に隣接して設けられた作業室１３０と、作業室１３０内に設けられ保管プレートＢを搬送するとともに保管ラック１１０に出し入れするプレート搬送機構１４０と、容器Ｃを個別に取り出し可能に構成されたピックアップ機構１５０とを備えている。

ここで、前述したプレート搬送機構１４０は、低温格納室１２０に格納された複数の保管ラック１１０のうち任意の保管ラック１１０を個別に昇降自在に出し入れする保管ラック昇降機構１４１と、保管ラック１１０に格納された複数の保管プレートＢのうち任意の保管プレートＢを、上方に引き出された保管ラック１１０から個別に水平方向に引き出して出し入れする保管プレート引出機構１４２と、縦移動スライド部分１４３Ａ及び横移動スライド部分１４３Ｂからなる搬送用移動体１４３とを有している。
なお、本実施例では、保管ラック昇降機構１４１、保管プレート引出機構１４２及び搬送用移動体１４３が、本発明における「保管ラック昇降手段」、「保管ラック引出手段」及び「搬送用移動手段」の一例である。

また、保管ラック昇降機構１４１および保管プレート引出機構１４２は、水平前後方向に移動可能な縦移動スライド部分１４３Ａに支持されている。そして、この縦移動スライド部分１４３Ａは、縦移動スライド部分１４３Ａの移動方向と直交する水平左右方向、すなわち、横方向に沿ってレールＲ上を移動可能に構成された横移動スライド部分１４３Ｂに支持されている。
さらに、プレート搬送機構１４０は、縦移動スライド部分１４３Ａおよび横移動スライド部分１４３Ｂの移動に応じて作業室１３０内を移動するように構成されている。
また、保管プレート引出機構１４２は、入出庫室１７０に対向する位置およびピックアップ機構１５０に対向する位置において、保管プレートＢをプレート載置部１５２およびプレート旋回テーブル１８０に移載可能に構成されている。

そして、ピックアップ機構１５０は、作業室１３０の隅に設置されている。また、このピックアップ機構１５０は、複数の保管プレートＢを載置可能なプレート載置部１５２と、プレート載置部１５２の上方を移動可能で容器Ｂを個別に取り出し、挿入可能な把持部を持つピックアップアーム１５１とを備えて構成されている。
このため、ピックアップ機構１５０は、複数の保管プレートＢの間で相互に容器Ｃを個別且つ自動的に移載することが可能になっている。

また、本実施例の低温保管システム１００は、ピックアップ機構１５０に隣り合う位置に設けられた入出庫室１７０と、入出庫室１７０内に搬出入される保管プレートＢを載置するとともにプレート出入口１９０に面した方向とプレート搬送機構１４０に面した方向に旋回させるプレート旋回テーブル１８０とを有している。

後述するように、プレート搬送機構１４０は、保管ラック昇降機構１４１が作動する低温格納室１２０の上方位置と入出庫室１７０に対向する位置とピックアップ機構１５０に対向する位置との間で移動自在になっている。

図３に示すように、保管プレートＢは、複数の容器Ｃをマトリクス状に収容して保管するとともにプレート搬送機構１４０により搬送される。他方、容器Ｃは、所謂創薬用マイクロチューブと呼ばれるものであって、試料を溶解した溶液を収容する小型且つ筒状の容器本体Ｃ１と、容器本体Ｃ１に溶液を密封するキャップＣ２とで構成されている。

図４乃至図７を参照しながら、低温保管システム１００における容器Ｂの搬出動作を説明する。
図４に示すように、作業者Ｐが、空の保管プレートＢ１を入出庫室１７０の側面のプレート出入口１９０からプレート旋回テーブル１８０に載置し、プレート出入口１９０を閉じた後に、不図示の制御装置に開始指示を与える。そして、プレート出入口１９０から搬入されてプレート旋回テーブル１８０に載置された空の保管プレートＢ１は、プレート旋回テーブル１８０が旋回することにより、プレート搬送機構１４０に対向する側に向けられる。この状態で、プレート搬送機構１４０の保管プレート引出機構１４２が、空の保管プレートＢ１をプレート旋回テーブル１８０から取り出す。

続いて、図５に示すように、保管プレート引出機構１４２が、ピックアップ機構１５０のプレート載置部１５２に空の保管プレートＢ１を移載する。

続いて、図６に示すように、プレート搬送機構１４０が、取り出し対象の保管プレートＢ２が収容された保管ラック１１０の位置まで移動する。ここで、保管ラック昇降機構１４１は、保管ラック１１０を低温格納室１２０から上方に引き上げる。その際、保管プレート引出機構１４２は、取り出したい容器Ｃを収容している保管プレートＢ２を保管ラック１１０から取り出す。

続いて、図７に示すように、プレート搬送機構１４０が移動し、取り出したい容器Ｃを収容する保管プレートＢ２が保管プレート引出機構１４２によってピックアップ機構１５０のプレート載置部１５２に移載される。そして、空の保管プレートＢ１と取り出したい容器Ｃを収容する保管プレートＢ２とがピックアップ機構１５０のプレート載置部１５２に載置された状態で、ピックアップアーム１５１がプレート載置部１５２上方に移動して、取り出したい容器Ｃを収容する保管プレートＢ２から目的の容器Ｃをピックアップして空の保管プレートＢ１に移載する。

取り出したい容器Ｃの空の保管プレートＢ１への移載が完了すると、上述した動作と逆の手順で、取り出したい容器Ｃが移載された保管プレートＢ１を入出庫室１７０まで搬送する。
すなわち、取り出したい容器Ｃのみがピックアップされた保管プレートＢ２が、図６に示すように、ピックアップ機構１５０のプレート載置部１５２から保管プレート引出機構１４２に再び取り出され、プレート搬送機構１４０により保管ラック１１０の位置まで搬送される。

そして、保管ラック昇降機構１４１が保管ラック１１０を低温格納室１２０から上方に引き上げ、保管プレートＢ２が保管プレート引出機構１４２により保管ラック１１０に収容される。その後、保管プレートＢ２を収容した保管ラック１１０は、再度低温格納室１２０に格納される。

続いて、取り出したい容器Ｃが移載された保管プレートＢ１は、保管プレート引出機構１４２によって、ピックアップ機構１５０のプレート載置部１５２から取り出し、プレート旋回テーブル１８０に移載される。そして、プレート旋回テーブル１８０が旋回することにより、保管プレートＢ１がプレート出入口１９０側に向けられ、入出庫室１７０の側面のプレート出入口１９０から作業者Ｐが取り出し可能となる。
以上のように動作することにより、低温保管システム１００は、取り出したい容器Ｃを収容する保管プレートＢ２を作業室１０６から外部搬出しないで保管プレートＢ２から個別且つ自動的に容器Ｃを移載して取り出し可能になっている。

次に、図１乃至図７を参照しながら、本実施例の低温保管システム１００が最も特徴とする低温収容槽１６０の具体的な形態について説明する。
図１乃至図７に示すように、低温保管システム１００では、保管プレートＢを収容する低温収容槽１６０が、プレート搬送機構１４０に付設されていることにより、作業室１３０より低温の低温収容槽１６０内に収容された保管プレートＢや保管プレートＢ内における容器Ｃの温度上昇が抑制されるとともに保管プレートＢ及び容器Ｃと作業室１３０とに比べて保管プレートＢ及び容器Ｃと低温収容槽１６０との温度差が小さくなる。このため、容器Ｃに収容された試料の温度上昇を抑制するとともに低露点環境を実現して容器Ｃや保管プレートＢに生じがちな結露や霜を防いでいる。

また、本実施例の低温保管システム１００では、プレート搬送機構１４０が、保管ラック１１０を低温格納室１２０から作業室１３０に個別に昇降自在に出し入れする保管ラック昇降機構１４１と、保管ラック１１０から保管プレートＢを個別に出し入れする保管プレート引出機構１４２と、保管ラック昇降機構１４１及び保管プレート引出機構１４２を設置した状態で作業室１３０内を移動可能に構成された搬送用移動体１４３とを有していることにより、低温格納室１２０から取り出された保管プレートＢの上下方向及び水平方向への移動動作や作業室１３０内での搬送動作が迅速になる。このため、低温格納室１２０から取り出された保管プレートＢやこの保管プレートＢにおける容器Ｃの温度上昇に繋がるプレート搬送時間を短縮して試料の温度上昇を抑制している。

そして、本実施例の低温保管システム１００では、低温格納室１２０が−８０℃以下の超低温環境に保たれ、作業室１３０が低湿度環境に保たれていることにより、保管プレートＢ及び保管プレートＢに保持された容器Ｃが−８０℃以下の超低温状態で作業室１３０内に取り出されても保管プレートＢ及び容器Ｃの表面で凝縮する水蒸気が少なくなる。このため、容器Ｃや保管プレートＢに発生し得る結露や霜の発生量を容器Ｃ内の試料の保存状態に悪影響を及ぼさない程度まで低減している。
また、入出庫室１７０から作業室１３０を隔離するように入出庫室１７０と作業室１３０との間にシャッターを設けることにより、作業室１３０の低湿度環境を維持してもよい。

このようにして得られた本実施例の低温保管システム１００は、保管プレートＢを収容する低温収容槽１６０がプレート搬送機構１４０に付設されていることにより、容器Ｃに収容された試料の温度上昇や保管プレートの温度上昇を抑制するとともに容器Ｃや保管プレートＢに生じがちな結露や霜を低露点環境を実現した状態で防ぐことができるなど、その効果は甚大である。

次に、図８および図９を参照しながら、本発明に係る低温保管システムの他の実施例を説明する。
なお、本実施例に係る低温保管システム１００Ａは、ピックアップ機構１５０Ａがプレート搬送機構１４０に付設され、容器Ｃの移載すなわちピックアップが低温収容槽１６０内で行われる点で上述の低温保管システム１００と構成が異なる。このため、低温保管システム１００、２００相互で共通する部分について共通の参照符号を付し、その詳細な説明を省略している。

図８および図９に示すように、本実施例に係る低温保管システム１００Ａでは、ピックアップ機構１５０Ａが、作業室１３０に隣接して設けられた入出庫室１７０からプレート搬送機構１４０によって搬送された保管プレートＢ１とプレート搬送機構１４０によって保管ラック１１０から取り出された保管プレートＢ２との間で容器Ｃを低温収容槽１６０内で個別に移載可能に構成された状態でプレート搬送機構１４０に付設されている。すなわち、ピックアップ機構１５０Ａが、保管プレート引出機構１４２との間で保管プレートＢを相互に入れ替え可能に構成されたプレート載置部１５２Ａと、図中鉛直方向及び横方向に移動可能なピックアップアーム１５１Ａとで構成され、低温収容槽１６０内の複数の保管プレートＢ間で相互に容器Ｃを移載可能に構成されている。
このようにして得られた本実施例の低温保管システム１００Ａでは、保管プレートＢの搬送途中だけでなく容器Ｃの移載途中においても保管プレートＢ及び保管プレートＢ内の容器Ｃが作業室１３０より低温の低温環境下にあるため、容器移載時の試料の温度上昇を抑制するとともに容器移載時に低露点環境を実現した状態で容器Ｃや保管プレートＢに生じ得る結露や霜を防いでいる。

加えて、プレート搬送機構１４０に対してピックアップ機構１５０Ａを離間配置する場合に比べて、保管ラック１１０から取り出した保管プレートＢをピックアップ機構１５０Ａまで搬送する搬送距離が短くなることで保管プレートＢを保管ラック１１０から取り出して再度保管ラック１１０に収納するまでの時間が短縮される。このため、保管ラック１１０及び保管ラック１１０に収納された保管プレートＢが低温格納室１２０から搬出されている時間を短縮して結露や霜が生じる機会を低減している。

このとき、ピックアップ機構１５０Ａに設けられて保管プレートＢを載置するプレート載置部１５２Ａが局所的に低温化される。このため、容器移載時に低温格納室１２０から出たばかりの容器Ｃ及び保管プレートＢとこれらの周辺空間との温度差を増大し難くして結露や霜を防いでいる。
なお、ピックアップ機構１５０Ａのプレート載置部１５１Ａは、低温格納室１２０と同様に−８０℃以下の超低温環境に保たれているほうが容器Ｃや保管プレートＢに発生し得る結露や霜の発生量を容器Ｃ内の試料の保存状態に悪影響を及ぼさない程度まで低減するうえでより好ましい。

１００、１００Ａ ・・・ 低温保管システム
１１０ ・・・ 保管ラック
１２０ ・・・ 低温格納室
１３０ ・・・ 作業室
１４０ ・・・ プレート搬送機構
１４１ ・・・ 保管ラック移動機構
１４２ ・・・ 保管プレート移動機構
１４３ ・・・ 搬送用移動体
１４３Ａ ・・・ 縦移動スライド部分
１４３Ｂ ・・・ 横移動スライド部分
１５０、１５０Ａ ・・・ ピックアップ機構
１５１、１５１Ａ ・・・ ピックアップアーム
１５２、１５２Ａ ・・・ プレート載置部
１６０ ・・・ 低温収容槽
１７０ ・・・ 入出庫室
１８０ ・・・ プレート旋回テーブル
１９０ ・・・ プレート出入口
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ ・・・ 保管プレート
Ｃ ・・・ 容器
Ｃ１ ・・・ 容器本体
Ｃ２ ・・・ キャップ

Claims (2)

1. 複数の容器をそれぞれ保持する複数の保管プレートを鉛直方向にそれぞれ収容する複数の保管ラックと、該複数の保管ラックを格納する低温格納室と、該低温格納室に隣接して設けられた作業室と、該作業室内に設けられて前記保管プレートを搬送するとともに前記保管ラックに出し入れするプレート搬送機構と、前記容器を個別に取り出し可能に構成されたピックアップ機構とを備えている低温保管システムにおいて、
   前記保管プレートを収容する低温収容槽が、前記プレート搬送機構に付設され、
   前記ピックアップ機構が、前記作業室に隣接して設けられた入出庫室から前記プレート搬送機構によって搬送された保管プレートと前記プレート搬送機構によって前記保管ラックから取り出された保管プレートとの間で前記容器を前記低温収容槽内で個別に移載可能に構成された状態で前記プレート搬送機構に付設されていることを特徴とする低温保管システム。
2. 前記プレート搬送機構が、前記保管ラックを低温格納室から作業室に個別に昇降自在に出し入れする保管ラック昇降手段と、前記保管ラックから前記保管プレートを個別に出し入れする保管プレート引出手段と、前記保管ラック昇降手段及び保管プレート引出手段を設置した状態で作業室内を移動可能に構成された搬送用移動手段とを有していることを特徴とする請求項１に記載の低温保管システム。
   

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