JP6883672B2 - 細胞凍結乾燥システム及び方法 - Google Patents
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Description
加温窒素ガス供給機構と、凍結乾燥作業ボックスと、排気機構とを備え、前記加温窒素ガス供給機構と、前記凍結乾燥作業ボックスと、前記排気機構とは、第1接続管を介して順次接続され、ここで、前記加温窒素ガス供給機構は、加熱後の気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに供給し、前記凍結乾燥作業ボックスは、細胞サンプルを入れた後、予め設定されたモードに従って昇温するとともに、加熱後の前記気体窒素が連続的に導入され、前記細胞サンプルに対して凍結乾燥処理を行うことで、前記細胞サンプルの固体の水を昇華させて気体の水として前記気体窒素に取り込み、ここで、前記細胞サンプルは、液体窒素で冷凍された細胞サンプルであり、前記凍結乾燥作業ボックスは、前記液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整されており、前記排気機構は、前記細胞サンプルの固体の水が昇華してなる気体の水を含む気体窒素を排出するためのものである。
前記細胞サンプルを凍結乾燥作業ボックス内に入れ又は前記凍結乾燥処理が完了した細胞サンプルを前記凍結乾燥作業ボックスから取り出すためのサンプル出し入れ装置と、
前記凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させる加熱皿と、を備える。
液体窒素を貯蔵するための液体窒素貯蔵タンクと、
前記液体窒素を前記気体窒素に転化させるためのガス発生装置と、
前記気体窒素を加熱し、加熱後の前記気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに供給するためのガス加温装置と、を備え、
前記液体窒素貯蔵タンクと、前記ガス発生装置と、前記ガス加温装置とは、第2接続管を介して順次接続され、前記ガス加温装置は、前記第1接続管を介して前記凍結乾燥作業ボックスに接続される。
前記中央コントローラは、前記サンプル出し入れ装置によって取得された前記細胞サンプルの重量に基づいて、前記容積調節器を制御して前記凍結乾燥作業ボックスの容量を調整するためにも使用される。
液体窒素で冷凍された細胞サンプルを、前記液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整された凍結乾燥作業ボックスに入れることと、
前記凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させ、加熱後の気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに連続的に導入し、前記細胞サンプルに含まれた固体の水を昇華させて気体の水として前記気体窒素に取り込むとともに前記細胞サンプルの固体の水が昇華してなる気体の水を含む前記気体窒素を持続的に排出することを含む、前記凍結乾燥作業ボックスの凍結乾燥工程を起動することと、
予め設定された凍結乾燥の停止条件を満たす時、前記凍結乾燥作業ボックスの凍結乾燥工程を終了し、前記細胞サンプルを前記凍結乾燥作業ボックスから取り出すことと、を含む。
液体窒素を前記気体窒素に転化させて、前記気体窒素を得ることと、
前記気体窒素を加熱することと、
加熱された前記気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに導入することと、を含む。
細胞サンプルを予冷後の前記凍結乾燥作業ボックスに入れ、前記細胞サンプルの重量を取得し、前記細胞サンプルの重量に応じて前記凍結乾燥作業ボックスの容量を調整することを含み、
前記凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させることは、具体的には、
前記凍結乾燥作業ボックスに導入した前記気体窒素の流量を取得し、前記凍結乾燥作業ボックスの容量及び前記凍結乾燥作業ボックスに導入した前記気体窒素の流量に応じて、前記凍結乾燥作業ボックスを制御して予め設定されたモードに従って昇温させることを含む。
加温窒素ガス供給機構1と、凍結乾燥作業ボックス2と、排気機構3とを備え、ここで、加温窒素ガス供給機構1と、凍結乾燥作業ボックス2と、排気機構3とは、第1接続管を介して順次接続され、具体的には、
加温窒素ガス供給機構1は、加熱後の気体窒素を凍結乾燥作業ボックス2に供給し、
凍結乾燥作業ボックス2は、細胞サンプルを入れた後、予め設定されたモードに従って昇温するとともに、加熱後の気体窒素が連続的に導入され、細胞サンプルに対して凍結乾燥処理を行うことで、細胞サンプルの固体の水を昇華させて気体の水として気体窒素に取り込み、ここで、細胞サンプルは、液体窒素で冷凍された細胞サンプルであり、凍結乾燥作業ボックス2は、液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整されている。
加温窒素ガス供給機構1と、凍結乾燥作業ボックス2と、排気機構3とを備え、ここで、加温窒素ガス供給機構1と、凍結乾燥作業ボックス2と、排気機構3とは、第1接続管を介して順次接続され、具体的には、
加温窒素ガス供給機構1は、加熱後の気体窒素を凍結乾燥作業ボックス2に供給し、
凍結乾燥作業ボックス2は、細胞サンプルを入れた後、予め設定されたモードに従って昇温するとともに、加熱後の気体窒素が連続的に導入され、細胞サンプルに対して凍結乾燥処理を行うことで、細胞サンプルの固体の水を昇華させて気体の水として気体窒素に取り込み、ここで、細胞サンプルは、液体窒素で冷凍された細胞サンプルであり、凍結乾燥作業ボックス2は、液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整されている。
細胞サンプルを凍結乾燥作業ボックス2内に入れ又は凍結乾燥処理が完了した細胞サンプルを凍結乾燥作業ボックス2から取り出すためのサンプル出し入れ装置21と、
凍結乾燥作業ボックス2を予め設定されたモードに従って昇温させる加熱皿22と、を備える。また、図1に示すように、加熱皿22は、さらに載置装置として凍結乾燥作業ボックス2に入れた細胞サンプルを載置することもでき、サンプル出し入れ装置21により細胞サンプルを入れて加熱皿22に搬送する。本実施例の加熱皿22としては、金属加熱皿を用いることが好ましく、金属材料の熱容量が窒素ガスより大きいため、金属材料からなる加熱皿22は、凍結乾燥作業ボックス2内の温度制御のバッファとして使用でき、窒素ガスの使用量を減少できるだけでなく、凍結乾燥作業ボックス2内の温度を容易に制御できる。
液体窒素を貯蔵するための液体窒素貯蔵タンク11であって、好ましくは、液体窒素貯蔵タンク11の液体窒素の貯蔵量又は液体窒素の使用量を把握するための液体窒素液面位置センサが取り付けられた液体窒素貯蔵タンク11と、
液体窒素を気体窒素に転化させるためのガス発生装置12と、
気体窒素を加熱し、加熱後の気体窒素を凍結乾燥作業ボックスに供給するためのガス加温装置13と、を備え、
液体窒素貯蔵タンク11、ガス発生装置12及びガス加温装置13は、第2接続管を介して順次接続され、ガス加温装置13は、第1接続管を介して凍結乾燥作業ボックス2に接続される。
液体窒素で冷凍された細胞サンプルを、液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整された凍結乾燥作業ボックスに入れるステップS1と、
凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させ、加熱後の気体窒素を凍結乾燥作業ボックスに連続的に導入し、細胞サンプルに含まれた固体の水を昇華させて気体の水にし、同時に細胞サンプルの固体の水が昇華してなる気体の水を含む気体窒素を持続的に排出することを含む凍結乾燥作業ボックスの凍結乾燥工程を起動するステップS2と、
予め設定された凍結乾燥の停止条件を満たす時、凍結乾燥作業ボックスの凍結乾燥工程を終了し、細胞サンプルを凍結乾燥作業ボックスから取り出すステップS3と、を含む。
細胞サンプルを予冷後の凍結乾燥作業ボックスに入れ、細胞サンプルの重量を取得し、
細胞サンプルの重量に応じて凍結乾燥作業ボックスの容量を調整することを含む。
それに対応して、ステップS2では、凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させることは、具体的には、
凍結乾燥作業ボックスに導入した気体窒素の流量を取得し、凍結乾燥作業ボックスの容量及び凍結乾燥作業ボックスに導入した気体窒素の流量に応じて、凍結乾燥作業ボックスを制御して予め設定されたモードに従って昇温させることを含む。
Claims (10)
- 細胞凍結乾燥システムであって、加温窒素ガス供給機構と、凍結乾燥作業ボックスと、排気機構とを備え、前記加温窒素ガス供給機構と、前記凍結乾燥作業ボックスと、前記排気機構とは、第1接続管を介して順次接続され、前記加温窒素ガス供給機構は、加熱後の気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに供給し、前記凍結乾燥作業ボックスは、細胞サンプルを入れた後、予め設定されたモードに従って昇温するとともに、加熱後の前記気体窒素が連続的に導入され、前記細胞サンプルに対して凍結乾燥処理を行うことで、前記細胞サンプルの固体の水を昇華させて気体の水にし、前記細胞サンプルは、液体窒素で冷凍された細胞サンプルであり、前記凍結乾燥作業ボックスは、前記液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整されており、前記排気機構は、前記細胞サンプルの固体の水が昇華してなる気体の水を含む気体窒素を排出するためのものであり、
中央コントローラと、流量センサとをさらに備え、前記流量センサは、導入された加熱後の前記気体窒素の流量を取得するためのものであり、前記中央コントローラは、前記凍結乾燥作業ボックスの容量及び前記流量センサによって取得された前記気体窒素の流量に基づいて、前記凍結乾燥作業ボックスを制御して予め設定されたモードに従って昇温させる、ことを特徴とする細胞凍結乾燥システム。 - 前記凍結乾燥作業ボックスは、
前記細胞サンプルを凍結乾燥作業ボックス内に入れる、又は、前記凍結乾燥処理が完了した細胞サンプルを前記凍結乾燥作業ボックスから取り出すためのサンプル出し入れ装置と、
前記凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させる加熱皿と、を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の細胞凍結乾燥システム。 - 前記加温窒素ガス供給機構は、
液体窒素を貯蔵するための液体窒素貯蔵タンクと、
前記液体窒素を前記気体窒素に転化させるためのガス発生装置と、
前記気体窒素を加熱し、加熱後の前記気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに供給するためのガス加温装置と、を備え、
前記液体窒素貯蔵タンクと、前記ガス発生装置と、前記ガス加温装置とは、第2接続管を介して順次接続され、前記ガス加温装置は、前記第1接続管を介して前記凍結乾燥作業ボックスに接続される、ことを特徴とする請求項2に記載の細胞凍結乾燥システム。 - 前記凍結乾燥作業ボックスは、前記凍結乾燥作業ボックスの容量を調節するための容積調節器をさらに備える、ことを特徴とする請求項3に記載の細胞凍結乾燥システム。
- 前記流量センサは、加熱後の前記気体窒素を導入する前記凍結乾燥作業ボックスの入り口に設置され、前記中央コントローラは、前記凍結乾燥作業ボックスの容量及び前記流量センサによって取得された前記気体窒素の流量に基づいて、前記ガス発生装置の出力、前記ガス加温装置の出力及び前記加熱皿の熱出力を予め設定されたモードに従って上昇させるように制御するためのものである、ことを特徴とする請求項4に記載の細胞凍結乾燥システム。
- 前記サンプル出し入れ装置は、入れられた前記細胞サンプルの重量を取得するためにも使用され、
前記中央コントローラは、前記サンプル出し入れ装置によって取得された前記細胞サンプルの重量に基づいて、前記容積調節器を制御して前記凍結乾燥作業ボックスの容量を調整するためにも使用される、ことを特徴とする請求項5に記載の細胞凍結乾燥システム。 - 前記排気機構は、前記排気機構の温度を調整することで前記排気機構が前記気体窒素を排出する速度を制御するための加熱装置をさらに備える、ことを特徴とする請求項5に記載の細胞凍結乾燥システム。
- 細胞凍結乾燥方法であって、
液体窒素で冷凍された細胞サンプルを、前記液体窒素で冷凍された細胞サンプルを入れることに適切な温度に予め調整された凍結乾燥作業ボックスに入れることと、
前記凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させ、加熱後の気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに連続的に導入し、前記細胞サンプルに含まれた固体の水を昇華させて気体の水として前記気体窒素に取り込むとともに、前記細胞サンプルの固体の水が昇華してなる気体の水を含む前記気体窒素を持続的に排出することを含む、前記凍結乾燥作業ボックスの凍結乾燥工程を起動することと、
予め設定された凍結乾燥の停止条件を満たす時、前記凍結乾燥作業ボックスの凍結乾燥工程を終了し、前記細胞サンプルを前記凍結乾燥作業ボックスから取り出すことと、を含み、
前記凍結乾燥作業ボックスを予め設定されたモードに従って昇温させることは、具体的には、
前記凍結乾燥作業ボックスに導入した前記気体窒素の流量を取得し、前記凍結乾燥作業ボックスの容量及び前記凍結乾燥作業ボックスに導入した前記気体窒素の流量に応じて、前記凍結乾燥作業ボックスを制御して予め設定されたモードに従って昇温させることを含む、ことを特徴とする細胞凍結乾燥方法。 - 加熱後の気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに連続的に導入することは、具体的には、
液体窒素を前記気体窒素に転化させて、前記気体窒素を得ることと、
前記気体窒素を加熱することと、
加熱された前記気体窒素を前記凍結乾燥作業ボックスに導入することと、を含む、ことを特徴とする請求項8に記載の細胞凍結乾燥方法。 - 細胞サンプルを凍結乾燥作業ボックスに入れることは、具体的には、
細胞サンプルを予冷後の前記凍結乾燥作業ボックスに入れ、前記細胞サンプルの重量を取得し、前記細胞サンプルの重量に応じて前記凍結乾燥作業ボックスの容量を調整することを含む、ことを特徴とする請求項9に記載の細胞凍結乾燥方法。
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