JP6857293B2

JP6857293B2 - 凍結保存容器

Info

Publication number: JP6857293B2
Application number: JP2017051606A
Authority: JP
Inventors: 冠米内
Original assignee: Nippon Sanso Holdings Corp
Current assignee: Nippon Sanso Holdings Corp
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: JP2018154357A

Description

本発明は、凍結保存容器に関し、詳しくは、動物の精子、受精卵、生殖細胞のような生体試料などを凍結保存するための凍結保存容器に関する。

動物の精子、受精卵、生殖細胞のような生体試料などを凍結保存するための凍結保存容器として、上部に凍結対象物を出し入れするための出入口を有する内槽と、該内槽を囲むように配置され、内槽との間に液体窒素貯留部を形成する中間槽と、該中間槽を囲むように配置され、中間槽との間に断熱層を形成する外槽とを備えた三重構造の容器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１４１３４６号公報

前記特許文献１に記載された三重構造の凍結保存容器は、生体試料などの凍結対象物が液体窒素によって汚染されることがないという利点は有しているものの、液体窒素貯留部に貯留された液体窒素によって内槽の周壁が−１９０℃程度に冷却されるため、内槽内の空気が周壁内面に結露して液体空気となり、長期間運用する過程で内槽底部に蓄積することがある。この液体空気の量が増加すると、被凍結物に接触するおそれがあることから、定期的に内槽内から液体空気を除去する必要がある。内槽内から液体空気を除去するためには、内槽内に収納した被凍結物を外に出す必要があり、被凍結物が昇温するという問題があるだけでなく、多大な手間を要していた。

そこで本発明は、内槽内に液体空気が溜まることがない構造を備えた凍結保存容器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の凍結保存容器は、凍結対象物の収納部を形成する内槽と、該内槽を囲む状態で配置され、内槽との間に液体窒素貯留部を形成する中間槽と、該中間槽を囲む状態で配置され、中間槽との間に断熱層を形成する外槽とを備え、上部に凍結対象物を出し入れするための出入口を設けた三重構造の凍結保存容器において、前記内槽を貫通して上端が前記内槽の底部に開口し、下端が前記断熱層内に突出した排液部材を設け、該排液部材の下端部に、前記断熱層内に配置される蒸発・放出管の一端を接続するとともに、該蒸発・放出管の他端を前記外槽の外部に開口させたことを特徴としている。

さらに、本発明の凍結保存容器は、前記蒸発・放出管が、前記排液部材に接続する一端から前記外部に開口する他端に向かう上り勾配、又は、前記排液部材への接続部に逆止弁を有していることを特徴としている。

また、前記蒸発・放出管は、前記排液部材に接続する一端から前記中間槽の下方の前記断熱層内に平面視で螺旋状螺旋状、蛇行状又は多角形状の多層巻形状に配置され、前記中間槽の下方より外周側で上方に立ち上がり、前記外槽を貫通して外部に突出していることを特徴としている。

本発明の凍結保存容器によれば、内槽内で発生する液体空気を自動的に外部に排出できるので、被凍結物が汚染されることがなく、内槽内から液体空気を除去するための作業が不要となり、被凍結物を長期間にわたって所定の凍結状態に保持することができる。

本発明の凍結保存容器の一形態例を示す一部断面斜視図である。同じく正面図である。同じく平面図である。図３のIV−IV断面図である。図３のＶ−Ｖ断面図である。図２のVI−VI断面図である。

図１乃至図６は本発明の凍結保存容器の一形態例を示している。本形態例に示す凍結保存容器は、内槽１１と、該内槽１１を囲む状態で配置された中間槽１２と、該中間槽１２を囲む状態で配置された外槽１３とを有する三重構造で形成されている。内槽１１内は、被凍結物を所定の凍結状態で収納するための収納部１４となっており、内槽１１と中間槽１２との間には、液体窒素を貯留するための液体窒素貯留部１５が形成されている。また、中間槽１２と外槽１３との間には、積層真空法を採用した断熱層１６が形成されている。

内槽１１、中間槽１２及び外槽１３の上部中央には、被凍結物を収納部１４内に出し入れするための出入口１１ａ，１２ａ，１３ａが設けられており、中間槽１２の出入口１２ａと外槽１３の出入口１３ａとの間には、両出入口１２ａ，１３ａ間を気密に接続する連結筒１７が設けられ、該連結筒１７の内側に、断熱性を有する断熱蓋体１８が着脱可能に挿入されている。また、中間槽１２の底板には、円形の開口部１２ｂが設けられており、該開口部１２ｂ内に内槽１１の底板中央部１１ｂが嵌入して気密に接合されており、内槽１１の底板中央部１１ｂは、断熱層１６に接した状態になっている。

内槽１１の底板中央部１１ｂには、底板中央部１１ｂを貫通して上端が内槽１１の底面最下端に開口し、下端が前記断熱層１６内に配置される有底筒状の排液部材１９が設けられ、該排液部材１９の下端は、排液部材１９を介して内槽１１及び中間槽１２を支持する断熱性支持部材２０によって外槽１３の底板中央部１３ｂに保持されている。

さらに、排液部材１９の下端部側面には、排液部材１９の筒内に連通する蒸発・放出管２１の一端が接続されている。この蒸発・放出管２１は、前記断熱層１６内に配置されるもので、平面視で排液部材１９に接続する一端を中心として中間槽１２の下方部分で螺旋状に形成された螺旋部２１ａと、中間槽１２の下方部分より外周側に位置する螺旋部２１ａの終端から鉛直方向上方に立ち上がった立ち上がり部２１ｂとで形成され、該立ち上がり部２１ｂの上端部は、貫通部材２２を介して外槽１３の天板１３ｃを貫通することにより外部に突出している。外部に突出した蒸発・放出管２１の他端には、逆Ｊ字状で先端が容器側方下部で下方に開口した逆Ｊ字管２３の基端が接続されている。また、蒸発・放出管２１の螺旋部２１ａは、排液部材１９に接続する一端を最下端として螺旋部２１ａの終端に向かう上り勾配を有している。

前記外槽１３の天板１４ｃには、蒸発・放出管２１の他端に設けられた逆Ｊ字管２３のほか、左右一対の把手２４，２４と、液体窒素貯留部１５内に液体窒素を充填するための液体窒素充填管２５と、液体窒素貯留部１５内の液体窒素の液面を監視するための液面センサ２６と、断熱層１６内を真空排気するための真空排気口２７と、断熱蓋体１８の上方を開閉可能に覆う外蓋２８とが設けられている。液体窒素充填管２５の充填管２５ａ及び液面センサ２６の保護管２６ａは、貫通部材２５ｂ，２６ｂを介して外槽１３の天板外周部及び中間槽１２の天板外周部を貫通して液体窒素貯留部１５内にそれぞれ挿入されている。

この凍結保存容器は、排液部材１９を取り付けた内槽１１や中間槽１２及び外槽１３などを所定の状態で組み合わせ、真空排気口２７から真空ポンプによって断熱層１６内を真空排気して断熱状態とした後、液体窒素充填管２５から液体窒素貯留部１５内に所定量の液体窒素を充填して使用する。

液体窒素貯留部１５内の液体窒素によって冷却される内槽１１内の収納部１４の雰囲気が所定の低温状態になった後、外蓋２８を開き、断熱蓋体１８を抜き取って収納部１４内に被凍結物を収納する。この被凍結物の収納部１４内への被凍結物の出し入れは、被凍結物の形状などに応じて従来と同様にして行うことができる。被凍結物の凍結保管中は、液面センサ２６によって検出した液体窒素貯留部１５内の液体窒素の液面に応じて液体窒素充填管２５から液体窒素を適宜補充する。

収納部１４内に被凍結物を収納して凍結保存を行っている使用中に、収納部１４内の空気が、液体窒素貯留部１５内の液体窒素によって−１９０℃程度に冷却されている内槽１１の壁面に結露して液体空気となり、内槽１１の壁面に沿って内槽１１の底面に流下すると、底面最下端に開口した排液部材１９の筒内に流入し、さらに、蒸発・放出管２１の内部に流入する。

蒸発・放出管２１は、断熱層１６内に配置されているため、液体空気の沸点（約−１９０℃）より高い温度となっていることから、蒸発・放出管２１内に流入した液体空気は次第に気化してガス状空気となり、螺旋部２１ａの上り勾配に沿って上昇し、立ち上がり部２１ｂを通り、突出部２１ｃに接続した逆Ｊ字管２３を通過して下方に向かって外気に放出される。このとき、蒸発・放出管２１の螺旋部２１ａが上り勾配となっているため、蒸発・放出管２１内で気化したガス状空気が排液部材１９に向かって逆流することがなく、排液部材１９内に流下した液体空気をガス状空気によって吹き上げることがない。

したがって、内槽１１内で発生した液体空気を排液部材１９から蒸発・放出管２１を介して外部に放出できるので、内槽１１内に液体空気が蓄積されることがなくなり、液体空気が被凍結物に接触することを回避できる。これにより、被凍結物が液体空気によって汚染されることを防止できる。さらに、内槽１１内から液体空気を除去する作業が不要になるので、被凍結物を内槽１１内の低温の収納部１４内に長期にわたって安定した凍結状態で収納保管しておくことができる。

なお、各槽や配管は、アルミニウム合金やステンレス鋼などの金属で形成することができ、構造や形状は、収納量などの条件に応じて適宜に設定することができる。また、充填管２５ａ及び保護管２６ａは、一つの貫通部材に纏めて外槽１３の肩部と中間槽１２の肩部とを１箇所で貫通させることもでき、適宜な断熱構造を採用することもできる。

さらに、蒸発・放出管２１は、適当量の液体空気を管内に蓄積できる構造とすることが好ましく、前記形態例に示しように、排液部材１９への接続部から立ち上がり部２１ｂに向けて上り勾配の螺旋部２１ａを設けることにより、螺旋部２１ａの下部側となる排液部材１９の近傍に液体空気を貯留することができる。排液部材１９への接続部から立ち上がり部２１ｂに向かう配管の形状は、螺旋状に限らず、蛇行させたり、多角形の多層巻形状や円形状などにしたりすることによっても、液体空気を貯留するように形成することができる。さらに、排液部材１９への接続部から立ち上がり部２１ｂに向かう配管の途中にタンク状の大径管を設けることによって液体空気を貯留するように形成することもできる。

また、立ち上がり部２１ｂを外槽１３の上部まで設けずに、外槽１３の上下方向中間部で外槽１３の外方に突出させるようにしてもよく、逆Ｕ字管２３に代えて突出部２１ｃに逆止弁を設けることもできる。内槽１１内から液体空気を排出する排液部材１９の位置も任意であり、内槽１１内から液体空気を排出可能な任意の位置に設けることができ、形状や設置数も任意である。例えば、外槽１３の底面から立ち上がった壁面に立ち上がり部２１ｂの端部を開口させても液体空気の排出は可能である。さらに、排液部材１９と蒸発・放出管２１とを一体形成することも可能である。また、液体窒素貯留部１５には、液体窒素吸収剤を充填してもよい。これにより、凍結保存容器を移動させたときに中間槽１２の周壁を伝って収納部１４内に液体窒素が回り込むトラブルを防止できる。さらに、蒸発・放出管２１の排液部材１９への接続部から立ち上がり部２１ｂに向かう配管は、全て上り勾配でなくてもよい。例えば水平でもよく、また一部だけが上り勾配であっても、蒸発・放出管２１内で気化したガス状空気が排液部材１９に向かって逆流することを防ぐことができる。また、蒸発・放出管２１の排液部材１９への接続部に逆止弁を設けることによっても、逆流防止効果を得ることができる。

凍結保存容器で凍結保存する被凍結物の形状や大きさは任意であり、例えば、バイアルやアンプルに封入した生体試料や、シート状に成形した各種試料を対象とすることができ、収納部１４に対する被凍結物の出し入れや収納部１４内での被凍結物の保持などを確実に行えればよく、通常は、従来と同様にして行うようにすればよい。

１１…内槽、１１ａ…出入口、１１ｂ…底板中央部、１２…中間槽、１２ａ…出入口、１２ｂ…開口部、１３…外槽、１３ａ…出入口、１３ｂ…底板中央部、１４…収納部、１５…液体窒素貯留部、１６…断熱層、１７…連結筒、１８…断熱蓋体、１９…排液部材、２０…断熱性支持部材、２１…蒸発・放出管、２１ａ…螺旋部、２１ｂ…立ち上がり部、２１ｃ…突出部、２２…貫通部材、２３…放出管、２４…把手、２５…液体窒素充填管、２５ａ…充填管、２５ｂ…貫通部材、２６…液面センサ、２６ａ…保護管、２６ｂ…貫通部材、２７…真空排気口、２８…外蓋

Claims

凍結対象物の収納部を形成する内槽と、該内槽を囲む状態で配置され、内槽との間に液体窒素貯留部を形成する中間槽と、該中間槽を囲む状態で配置され、中間槽との間に断熱層を形成する外槽とを備え、上部に凍結対象物を出し入れするための出入口を設けた三重構造の凍結保存容器において、前記内槽を貫通して上端が前記内槽の底部に開口し、下端が前記断熱層内に突出した排液部材を設け、該排液部材の下端部に、前記断熱層内に配置される蒸発・放出管の一端を接続するとともに、該蒸発・放出管の他端を前記外槽の外部に開口させたことを特徴とする凍結保存容器。
前記蒸発・放出管は、前記排液部材に接続する一端から前記外部に開口する他端に向かう上り勾配、又は、前記排液部材への接続部に逆止弁を有していることを特徴とする請求項１記載の凍結保存容器。
前記蒸発・放出管は、前記排液部材に接続する一端から前記中間槽の下方の前記断熱層内に平面視で螺旋状、蛇行状又は多角形状の多層巻形状に配置され、前記中間槽の下方より外周側で上方に立ち上がり、前記外槽を貫通して外部に突出していることを特徴とする請求項１又は２記載の凍結保存容器。