JP6893940B2 - 凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイス及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスに関する。本発明は、更に、凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法に関する。

細胞の低温保存（凍結保存）は、生理的温度に温めた後に再始動可能なように細胞レベルにおいて生命活動を可逆的に停止させる（生命力を維持する）ことができる現状で唯一の可能性である。凍結保存は、大型のバイオバンクによって最近数十年にわたって開発されてきて、病院、製薬会社、種の保存、環境保護、健康対策にとって重要な要素となっている。生体物質は、多様なサイズの低温適合性サンプル容器（クライオ容器）、例えば、チューブ、ストロー、バッグに保管される。凍結保存の場合、保管された生体物質は、そのサンプル物質の生命力を維持しながら凍結され、通常は−８０℃未満の温度で、生体収集用には−１４０℃未満から液体窒素の温度で凍結される。以下では、「低温サンプル（クライオサンプル）」との用語が、凍結保存されたサンプルや、凍結保存されるサンプルに対して使用される。

低温でのサンプル保管については、巨視的サンプル、例えば血液や組織用に多数の方法が開発されている。最近の医薬、遺伝子工学、生物学では、小型サンプルを凍結保存させることが益々多くなっている傾向にある。例えば、懸濁させた細胞や細胞集団を有する僅かな体積の懸濁液（ミリリットル単位以下）を凍結させる。ｉｎ‐ｖｉｔｒｏ（インビトロ，体外）培養の細胞の凍結保存は、主に懸濁液中において行われる。しかしながら、生物医学的に重要な細胞の多くは、その伝播及び適切な発達のために基質との接触を要する。従って、サンプルは、例えば培養後に、基質に結合された状態で凍結される。

サンプルは国家資源として病院での細胞治療や、製薬やバイオテクノロジー製品の開発、他の多数の事柄において使用されるものであるので、サンプルの質は極めて重要なものである。保管期間は数日から数十年と様々であるが、長期保管の傾向にある。サンプルは冷却容器に保管され、通常は金属の引き出しやラック内に置かれるが、これによって、新たに入れる際や取り出す際にサンプルが温度変動を受ける。生体保管（細胞、細胞懸濁液、組織片）の場合、途切れない連続的な冷却チェーンだけではなくて、深冷段階において大きな温度ジャンプを防止することが、極めて重要な役割を果たす。低温容器（クライオ容器）から取り出す間にサンプルが凍結したままではあるが、気付かぬままに−８０℃から−２０℃の温度に温められると、質の低下が気付かぬままに生じ、サンプルの価値を低下させるだけではなくて、臨床分野で用いられる際には生命を脅かす事態に繋がり得る。サンプルが短時間解けただけの場合であっても、その再凍結状態においてサンプルが元々の状態に最早一致していないかどうかを見て取ることはできない。生体物質の解凍を特定するだけではなくて、−１４０℃から−２０℃の間の範囲内の閾値温度を超えたことを記録実証することが特に重要である。各サンプルに対する温度の制御及び記録実証は、現状では満たされることが稀な要件であり、満たされるとしても高い技術的コストを伴う。また、解凍後の広範な臨床試験も、貴重なサンプル物質を使用するものであって、低温サンプルがその間に無用なものになった場合であってもコストを発生させることに留意されたい。

従って、本発明の一つの目的は、従来の方法の欠点を回避することができ、単純な方法の実行を特徴とする凍結保存生体サンプルの温度監視用の改善された方法を提供することである。更なる目的は、従来の方法の欠点を回避することができる凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスを提供することである。

更なる目的は、低温サンプルが僅かな時間であっても所定の閾値温度を超えて温められたかどうかをマーカーから可能な限り単純に特定することができる可能性を提供することである。凍結に先立って−２０℃から−１４０℃までの間の範囲内で閾値温度を設定することができなければならない。これは、数百万個のサンプルに対し、その個別の低温サンプルにおいて素早く簡単に可能とされなければならず、生体物質を変化させてはならず、深冷状態において為されたものでなければならない。サンプルが保管場所から取り出され戻される度に一般的にはラック全体が引き出されるので、複数のサンプルにサンプル変化の危険性があるため、可能であれば、保管容器内においてもサンプルの状態を検出できることが望ましい。本デバイス及び方法は取り扱いが簡単で、低温耐性があり、調整可能であることが望ましい。冷却状態での生体サンプルの保管が総支出において数ユーロしか掛からないことが望ましいので、エネルギーがほとんど又は全く消費されず、コストを最小にしなければならない。また、使用される物質がこの要求を満たさなければならない。監視される閾値温度の超過だけではなくて、超過の持続時間の尺度（目安）を検出できることが更に望ましい。

上記目的は、独立請求項に記載の特徴を有するデバイス及び方法によって達成される。本発明の有利な実施形態及び応用は従属請求項から明らかとなるものであり、図面を部分的に参照する以下の説明においてより詳細に説明されるものである。

本発明の第一態様によると、上記目的が、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスによって達成される。本デバイスは、生体サンプルを収容するための収容空間を有するサンプル容器を備える。サンプル容器は特に低温（クライオ）サンプル容器である。収容キャビティが凍結保存サンプルを含むことができる。

本デバイスは少なくとも一つのチャンバを更に備え、そのチャンバの内部空間は収容空間と流体的に接続されず、指標物質で部分的にのみ充填されて、指標物質の常圧（つまり、１０１３．２５ｈＰａ）での融点は−２０℃から−１４０℃の範囲内にある。融点は好ましくは−２０℃から−１００℃の範囲内にあってもよい。この場合、チャンバは、指標物質がチャンバの第一部分領域に液体状態で位置する場合に、指標物質がチャンバの第二部分領域に到達することを好ましくは遅らせる、つまり時系列的に遅延させる障壁を備える。障壁は、凍結している指標物質に対して透過性ではない。従って、障壁は、チャンバの第一部分領域から第二部分領域への液体の流れを遅延させるように構成された遅延部として機能する。

本発明に係るデバイスのチャンバの結果として、指標物質で部分的に充填されている結果として指標要素又は指標装置として使用可能な追加の区画が提供され、閾値温度を望ましくなく超えたことを表示できるようにする。指標物質の融点に対応する監視される閾値温度、又はその融点より高い閾値温度であって、液状化した指標物質の粘度が十分に減少することになる閾値温度を超えると、指標物質が液体になり、チャンバの第一部分領域から第二部分領域へと通過する。後で調べた時に指標物質の少なくとも一部が第二部分領域内に位置しているのであれば、閾値温度を一時的に、少なくとも短時間にわたって超えたと結論付けることができる。

本発明に係るデバイス特有の利点の一つは、障壁の結果として、指標物質が液状化の際に直ちにチャンバの第二部分領域へと完全に通過せずに、これが遅延されて、所定の時間を要するようになる点である。従って、融点を超えて経過した持続時間の尺度（目安）を、特定の時点において第二部分領域内に位置する指標物質の量から導出することができる。この場合、指標物質の量と融点の超過の持続時間との間の関係性を、例えば試験によって事前に実験的に決定して、例えば、チャンバ壁上の目盛りの形態で提供することができる。目盛りは、対応する融点超過の持続時間を表示し、例えば、いずれか一つの部分領域における指標物質の充填レベルの関数として、又は第二部分領域内での拡散部分の長さの関数として表示し得る。

好ましい一実施形態によると、チャンバの第二部分領域の壁及び／又はチャンバの第一部分領域の壁が、融点超過の持続時間を表示する目盛りを有し得る。

更なる態様によると、チャンバの第二部分領域の壁及び／又はチャンバの第一部分領域の壁は少なくとも一点において透明又は半透明であり得る。結果として、指標物質が第二部分領域内に位置しているかどうかをより簡単に決定することができ、及び／又は、二つの部分領域のうち少なくとも一方における充填レベルより簡単に決定することができる。更に、チャンバ全体を透明又は半透明の物質から製造することもでき、つまり、チャンバを外部から見ることができるようにする。

構成変化の検出性能を改善するため、指標物質は、指標物質の物理的特性の検出性能を向上させる指標添加剤を含有することができる。例えば、指標添加剤は染料であり、指標物質が着色又は染色されて透明ではなくなり、第二部分領域内でのその存在を視覚的により良好に認識することができる。

原理的には、少なくとも以下の条件を満たすものが染料として可能である：
‐ 少量低濃度であっても強力な染色性能（例えば、＜１体積％（一般的には１０００分の１又はそれ以下の範囲）の範囲で飽和染料溶液に追加することから始める）；
‐ 不凍性；
‐ 取り出し温度及び関連する低温における耐光性；
‐ 指標物質の全成分における可溶性；
‐ 凍結中に分離しないこと；
‐ 指標物質と接触することになるプラスチック物質に反応しないこと。

好ましくは、染料は、トリフェニルメタン染料、ローダミン染料、特にキサンテン、アゾ染料、フェナジン染料、フェノチアジン染料から成る群から選択される。

より具体的な実施形態では、染料は、オイルレッド、メチルレッド、ブリリアントグリーン、ローダミンＢ、ニュートラルレッド、メチレンブルー、及び細胞学において細胞を染色するのに用いられる他の染料から成る群から選択される。

指標添加剤は、指標物質に当たる電磁放射に対する指標物質の散乱作用及び／又は偏光作用を増大させる粒子、特にナノ粒子であり得る。結果として、例えば、光透過測定、散乱測定及び／又は偏光測定を用いて、第二部分領域内の指標物質の充填レベルをより確実に検出することができる。指標添加剤は導電性粒子であり得る。導電性粒子を加えることで指標物質の導電性又はインピーダンスに影響を与え得る。このようにして、指標物質の存在を導電性測定又はインピーダンス測定を用いて検出することができる。指標添加剤を加える結果として、それに応じて適切に構成された測定装置を用いて、指標物質の対応する特性を検出することができ、第一部分領域及び／又は第二部分領域内の指標物質の存在及び／又は充填レベルをより確実に決定することができる。

サンプル容器は、凍結保存（低温保存）に適した容器、例えば、血液や幹細胞の保管用のバッグ（袋）、チューブ、ストロー（シードチューブとも称される）や、凍結保存に適した箱や他の容器である。そのため、このような容器は、低温チューブ（クライオチューブ）、低温ストロー（クライオストロー）、低温バッグ（クライオバッグ）、低温箱（クライオボックス）、まとめて低温容器（クライオ容器）とも称される。

低温チューブ（クライオチューブ）はバイオバンクチューブや低温バンク（精子バンク）チューブとも称される。低温チューブは、生体サンプルを収容するための内部キャビティを形成する収容空間を有する。更に、低温チューブは、通常は、収容空間を閉じるためのカバーを備える。カバーは嵌め込み部を有することができて、ツールを用いその嵌め込み部を介してカバーを回転させることができる。また、低温チューブは、マーク、例えば機械可読コードを有する基部要素を有することもできる。

指標物質として選択可能な物質は、その融点が所定の閾値温度に対応し、それを超過することを観測したいというものである。指標物質は一種の液体又は異なる液体の混合物であり、その融点が所望の閾値温度に対応する。単に例として、水（Ｈ_２Ｏ）とエタノール（Ｃ_２Ｈ_６Ｏ）の混合物、水（Ｈ_２Ｏ）と水酸化カリウム（ＫＯＨ）の混合物、又は、水と不凍剤の混合物が指標物質として選択可能である。混合比は、混合比の関数として融点のプロファイルを示す各場合の融点図に従って調整されて、液体混合物の融点が所望の値、つまりは監視される閾値温度を有するようにされる。

好ましい一実施形態によると、指標物質は、１‐オクタノール、１‐ノナノール、プロパン‐１，２‐ジオール、プロパン‐１，３‐ジオール、ブタン‐１，２‐ジオール、ブタン‐１，３‐ジオール、２‐ブタノール、ペンタン‐１，５‐ジオール、１‐ペンタノール、シクロペンタノール、及びベンジルアルコールから成る群から選択された少なくとも一種のアルコールを備える。少なくとも一種のアルコールは、特に好ましくは、プロパン‐１，３‐ジオール、プロパン‐１，２‐ジオール、及び、２‐ブタノールから選択される。

好ましい他の実施形態によると、指標物質は、以下の少なくとも二種の異なるアルコール成分を備える：
（ａ）１‐オクタノール、１‐ノナノール、プロパン‐１，２‐ジオール、プロパン‐１，３‐ジオール、ブタン‐１，２‐ジオール、ブタン‐１，３‐ジオール、２‐ブタノール、ペンタン‐１，５‐ジオール、１‐ペンタノール、シクロペンタノール、及びベンジルアルコールから成る群から選択されたアルコール；
（ｂ）１‐オクタノール、１‐ノナノール、プロパン‐１，２‐ジオール、プロパン‐１，３‐ジオール、ブタン‐１，２‐ジオール、ブタン‐１，３‐ジオール、２‐ブタノール、ペンタン‐１，５‐ジオール、１‐ペンタノール、シクロペンタノール、及びベンジルアルコールから成る群から選択され、（ａ）のアルコール成分よりも低い融点を有するアルコール；
ここで、（ａ）の成分と（ｂ）の成分の混合比は、混合物の融点が、−２０℃から−１６０℃、特に−２５℃から−１６０℃、又は−５０℃から−１５０℃の範囲内にあるように調整される。

より具体的な実施形態は、指標物質が（ａ）の成分と（ｂ）の成分の以下の組み合わせのうち一つを備えることを特徴とする：
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐オクタノールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐オクタノールと１‐ペンタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐オクタノールとプロパン‐１，２‐ジオール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐ノナノールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐ノナノールとプロパン‐１，２‐ジオール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐ノナノールと１‐ペンタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のプロパン‐１，２‐ジオールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のプロパン‐１，２‐ジオールとプロパン‐１，３‐ジオール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のプロパン‐１，２‐ジオールとブタン‐１，２‐ジオール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のプロパン‐１，３‐ジオールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のプロパン‐１，３‐ジオールとブタン‐１，２‐ジオール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のペンタン‐１，５‐ジオールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のベンジルアルコールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐ペンタノールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比の１‐ペンタノールとメタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のシクロペンタノールと２‐ブタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のシクロペンタノールとプロパン‐１，２‐ジオール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のシクロペンタノールと１‐ペンタノール；
‐ ５体積％から９５体積％の混合比のシクロペンタノールとブタン‐１，２‐ジオール；
ここで、示されている混合比の値は、それぞれ、両成分の混合物中の前者の成分の比に関する。

特に好ましい実施形態によると、この指標混合物は、例えば、４０体積％から６０体積％の混合比のプロパン‐１，２‐ジオールと２‐ブタノール（略−９０℃の融点となる）、３０体積％から７０体積％の混合比のプロパン‐１，２‐ジオールとプロパン‐１，３‐ジオール、又は、３０体積％から７０体積％の混合比のプロパン‐１，３‐ジオールと２‐ブタノールを備える。

また、指標物質は、好ましくは、少なくとも一種のアルコールに加えて、上述のような少なくとも一種の染料も備える。この染料は、特に好ましくは、オイルレッド、メチルレッド、ブリリアントグリーン、及びローダミンＢから成る群から選択される。

より具体的な実施形態では、指標物質が、プロパン‐１，３‐ジオール、プロパン‐１，２‐ジオール、及び２‐ブタノールから選択された少なくとも二種のアルコール（ａ）及び（ｂ）を備え、好ましくは上述の混合比で備え、また、オイルレッド、メチルレッド、ブリリアントグリーン、及びローダミンＢから成る群から選択された染料を備えることを特徴とする。

アルコール成分中の染料の濃度は、染料とアルコールとに応じて、大きく異なり得る。

強力な着色の場合には、一般的に、濃度は可能な限り低く保たれることが望ましく、染料分子が、それが溶解されるアルコールの凝固及び融解の特性を変化させたり、粘度を増大させたりしないようにする。染料の濃度は、典型的には、＜１０体積％、特に＜１体積％又は＜０．１体積％の範囲、つまり、１０００分の１又はそれ以下の範囲内にある。

本発明の一変形例では、監視される閾値温度は、指標物質の融点に直接対応せず、融点を超える温度に対応し、その温度において、必要とされる液体の移動を可能とする程度にまで融解した物質の粘度が下がるものとする。

この温度も閾値温度と称され、典型的には、公称の融点より３〜３０℃、又は５〜３０℃、例えば３〜１０℃、３〜２０℃、５〜１０℃、又は５〜２０℃高い温度範囲にある。

従って、有利な一実施形態では、指標物質は、その融点より３〜３０℃又は５〜３０℃高い温度範囲において液体混合物が、１０から１０^６ｍＰａ×ｓ、好ましくは１０から１０^４ｍＰａ×ｓの範囲内の粘度を有することを特徴とする。

本発明の好ましい一実施形態によると、障壁は、液体吸収構造を有する物質であり得て、第二部分空間に配置され、第一部分領域に隣接する。その物質は多孔質物質又は多孔質媒体であり得る。その物質は、例えば吸収体であって、例えば、濾紙（例えば、従来のキッチンロールペーパや煙草のフィルタ紙等）、小型のセルロースディスク（例えば、ティッシュセルロースディスク）、石膏、及び／又はチョーク粉、多孔質膜、織物又は編み物の布、ナノ多孔質又はマイクロ多孔質の酸化アルミニウム層であり得る。例えば、毛細管力によって液体の吸収を促進するように多孔質構造を変更することによって、その物質の特性に影響を与えることができる。しかしながら、その物質は、異なる方法で液体を吸収するのに適した物質であってもよい。本実施形態によると、指標物質は、最初は、凍結した状態で、液体吸収構造を有する物質の形態の障壁の上に存在し、その中に浸透することができない。液体状態となって、指標物質の融点を超えると、第一部分領域内に位置する指標物質が、その第一部分領域に隣接している液体吸収構造を有する物質内にゆっくりと拡散する。結果として、その物質に指標物質が浸透する。このようにして、指標物質は、チャンバの第二部分領域に遅延して到達する。遅延の程度は拡散速度に依存する。

更なる利点は、拡散前線の位置が、指標物質つまりは収容空間内のサンプルが許容不能な温度範囲に晒された時間の尺度となる点である。これは、拡散前線の位置を決定することによって決定可能である。拡散速度は、温度に依存する粘度の関数であるが、数分間から数時間、最大でも数日間の間で評価を行えば十分であることが多い。

従って、閾値温度の超過と、超過の持続時間との両方を検出することができる。本実施形態の基本原理は、サンプル容器の中又は上に閉じた空間を提供し、その閉じた空間内において凍結した指標物質を或る物質の上に置き、その物質の中に、保管温度においては固体である指標物質が融点を超えた際に液体になるとゆっくりと拡散していくということである。

更に、異なる融点を有する複数種の液体と、合流する又は分岐する複数の拡散部分との組み合わせが可能であり、温度超過の持続期間に関して時間の指標をより正確に特定することができる。

本発明の一態様によると、指標物質は収容部内に保管され得て、その収容部は、特に温度監視を開始するために破壊されない限りは、液体状態の指標物質を密封する。温度監視用のデバイスは、収容部に対して移動可能に誘導される活性化部を更に有し得て、その活性化部は、第一位置（開始位置と称する）から第二位置（活性化位置と称する）に移動可能である。活性化位置への移動で、活性化部が機械的圧力の結果として収容部を少なくとも一点において破壊して、特に収容部が液体状態の指標物質に対して透過性になるようにする。つまり、温度監視用のデバイスを所望の時点において活性化させる又は活性モードに切り替えることができるメカニズムが提供される。この活性化の可能性は、流通及び在庫管理を促進する。何故ならば、液体の指標物質が、活性化までは、隣接する液体吸収構造を有する物質内に浸透することができないからである。

収容部は、特に低コストで製造可能なプラスチッククッションとして実現され得る。収容部は、ガラスボールとしても実現され得て、その破壊時には、砕けて聞こえる音が生じ、つまり、活性化の音響的フィードバックを生じさせる。

サンプル容器は、収容空間を閉じるためのカバーを更に有し得て、少なくとも一つのチャンバがカバー内に組み込まれ得る。この場合、カバーは、サンプル容器に押し込み及び／又はねじ込み可能な基体を備え得て、その基体は、ねじ込まれた状態において、生体サンプルを収容するための収容空間を閉じる。基体はＨ字型の断面を有し得る。基体は、少なくとも一つのチャンバを形成するために、凹部を備え、その凹部内に、指標物質を有する収容部と、液体吸収構造を有する物質とが配置される。上述のように、温度監視用のデバイスは、収容部に対して移動可能に誘導される活性化部を備え得る。この場合、基体上の活性化部が、収容部の方向に移動可能に誘導され得る。活性化部は、基体上のねじ込み部として配置され得る。活性化部は、その活性部から収容部の方向に向けて突出する突起、例えば、チップやトゲの形態のものを備え得る。

本発明に係る更なる実現可能性は、本デバイスの少なくとも一つのチャンバをサンプル容器の底領域に組み込むことである。この場合、サンプル容器の底領域は、少なくとも一つのチャンバを形成するために、凹部を有し得て、その凹部内に、指標物質を有する収容部と、液体吸収構造を有する物質とが配置される。凹部は基部によって閉じられ得て、その基部内を活性化部が移動可能に誘導される。基部はプラスチックキャップとして実現可能である。基部は、好ましくは、機械可読及び／又は光電子的に可読なコード、特に、バーコード、二次元（２Ｄ）コード、二次元（２Ｄ）バーコード及び／又はＱＲコード（登録商標）を有し得る。

更なる変形例では、基部によって形成される停止部によって活性化位置を固定し、活性化部は基部内を停止部まで押し込むことができるようにされる。更に、基部はサンプル容器の底領域に固定されて接続され、特にサンプル容器の底領域に接着、溶融、溶接、又はしっかり固定される。結果として、温度監視の不正防止が改善される。

有利な一変形例では、第一部分領域に隣接する物質の表面が覆いを備える。覆いは、指標物質の融点未満の保管温度にデバイス冷却する際に、指標物質に対して不透過性である覆いの第一状態から、指標物質に対して透過性である覆いの第二状態に不可逆的に移行するように構成される。第一状態では、覆いは、液体状態の指標物質に対しても不透過性であり、つまり多孔質ではない。従って、覆いは分離層を形成する。覆いは、例えば、これに対応して構成された膜、被覆層、薄皮、薄膜等であり得て、保管温度への冷却時に収縮する結果としてのみ裂け、又は液体に対して多孔質となり、液体状態の指標物質が、少なくとも一つの裂けた点によって形成された開口を通過することができ、又は一般的には第一部分領域から第二部分領域への通過点を通過することができるようになる。

この構成原理は、指標物質で既に充填されたチャンバを予め準備して閉じることができるという利点を有する。そして、そのチャンバを準備が整った状態で保管して、必要であれば、サンプル容器内に位置するサンプルと共に冷却することができる。このように指標装置として機能するチャンバを、予め取り付けて充填された形態で所望の限り室温において保管することができる。何故ならば、この時点においては覆いが透過性ではないからである。

温度低下の際にチャンバの物質よりも大きく収縮し、その結果として、液体の指標物質が液体吸収構造を有する物質中に浸透することができる開口を形成する物質が、好ましくは、この覆いのために使用される。適切に保管される場合には、指標物質が凍結していて、開口が存在しているにもかかわらず、物質中に又はチャンバの第二部分領域中に指標物質が入り込むことができない。

更なる変形例によると、覆いは、例えば膜の形態であり、機械的に曲げたり押したりすることによって透過性の第二状態にされ得る。従って、使用直前に曲げたり押したりすることによってのみ、覆いが液体状態の指標物質に対して透過性となり得る。

本構成の更なる有利な変形例では、液体吸収構造を有する物質の構造及び／又は組成が、その物質中での指標物質の拡散速度が、第一部分領域からの距離が増大するにつれて非線形に減少するように形成され得る。

このようにして、非常に短い期間（数秒単位から最大数分単位）を超過温度において物質の上部領域（つまり、第一領域に面する物質の部分）で費やし、非常に長い期間（数時間単位から数日単位）をその下部領域（つまり、第一部分領域から離れた物質の部分）で費やすことを保証できる。

本発明の更なる有利な実施形態では、障壁は、液体状態の指標物質に対して透過性であり、第一部分領域と第二部分領域との間に配置された分離素子である。従って、障壁は、液体状態の指標物質に対してのみ透過性であり、凍結状態の指標物質に対しては透過性ではない、第一部分領域と第二部分領域との間の分離層を形成する。液体状態の指標物質に対して透過性である分離素子は、多孔質分離壁、膜、薄膜、薄皮、又は毛細管システムとして実現され得る。

本発明に係る実現可能性の一つでは、分離素子は、指標物質の融点未満の保管温度へのデバイスの冷却時に、熱収縮の結果として少なくとも一点において裂けて、液体状態の指標物質が、少なくとも一つの裂けた点によって形成された開口を介して第一部分領域から第二部分領域に通過することができるように構成される。

この変形例は、指標装置として機能するこのようなチャンバを、予め取り付けて充填された状態において所望の限り室温で保管することができるという利点を有する。何故ならば、分離素子がその時点においては透過性ではないからである。必要であれば、チャンバをサンプル容器に対して配置して、そのサンプル容器内に位置するサンプルと共に冷却することができ、次いで、少なくとも一つの裂けた点が形成される。適切に保管される場合には、指標物質は凍結していて、開口が存在しているにもかかわらず、物質内に又はチャンバの第二部分領域内に指標物質が入り込むことはできない。

分離素子は少なくとも一つの所定の破裂点を有し得て、その破裂点において保管温度へのデバイスの冷却の際にその分離素子が裂ける。この意味において、所定の破裂点とは、保管温度への冷却の際に分離素子が裂ける分離素子の所定の点のことである。これは、裂ける点の位置及びサイズが予め決定され、指標物質が液体である際の指標物質の流量も予め決定することができるという利点を有する。

所定の破裂点は、例えば、分離素子を特定の点において薄くすること、例えば、分離素子の縁において点状に薄い部分として、又は、分離素子を横切る線状の薄い部分として薄くすることによって実現され得る。このような分離層は、例えば、射出成形工程を用いて形成可能である。代わりに、その物質を不規則に裂けるように構成してもよい。

分離素子を備える実施形態の更に有利な実施形態では、気体が第二部分領域内に存在する。気体の代わりに、指標物質よりも低い融点を有する物質が第二部分領域内に存在してもよい。従って、その物質は、保管温度において液体であるか、又は少なくとも指標物質の液体化の前に液体である物質となり得る。

無断での温度上昇の期間を、第二領域内に入り込んだ指標物質との混合に起因するその気体又は物質の特性変化に基づいて、例えば、その色、透明度、旋光度、インピーダンス等に基づいて決定することができる。この過程は接続空間において不可逆なものとして構成されるので、このようにして形成された温度監視用のデバイスは、不正防止用や改竄防止用のものとされる。

本発明においては更に、チャンバの外壁が、第一部分領域を指標物質で充填するために、第一領域に対して開閉可能な開口を備えることができる。その開口は、指標物質の充填後に溶接されるか、更なる物質で閉じられるか、又は密封される。

少なくとも一つのチャンバは、サンプル容器の外側に配置可能及び／又は配置されている一つ以上のキャビティを備える容器によって形成され得る。「配置可能及び／又は配置されている」との用語は、「取り付け可能及び／又は取り付けられている」、「結合可能及び／又は結合されている」、「接続可能及び／又は接続されている」を含むものである。従って、指標物質で部分的に充填される少なくとも一つのチャンバを形成するための容器は、サンプル容器とは区別可能なものである。

ここで、容器は、サンプル容器の外側又はサンプル容器の内側に配置可能及び／又は配置されていてもよい。本発明に係る一つの実現可能性では、少なくとも一つのチャンバを形成するための容器は、サンプル容器に脱着可能に取り付けられる。脱着可能な取り付けは、特に、容器をサンプル容器に対してスライドさせること又は押し込むことも含むものである。これは、容器をサンプル容器とは空間的に別に保管して準備すること（例えば、指標物質で充填すること）ができるという利点を有する。

例えば、サンプル容器は、収容空間を閉じるためのカバーを備え得る。好ましい例示的な一実施形態によると、少なくとも一つのチャンバはカバーに組み込まれ得て、例えば、カバーのヘッド部及び／又はシャフト内に組み込まれ得る。例えば、カバーは、サンプル容器の収容空間の上端領域に嵌め込まれるシャフトを備え得て、少なくとも一つのチャンバがそのシャフト内に組み込まれる。

カバー内に少なくとも一つのチャンバを配置することは、サンプル容器の外側に追加の設置空間を要さないという特有の利点を有する。更なる利点は、指標装置として機能する少なくとも一つのチャンバをカバーと共に、サンプル容器の残りの部分とは空間的に別に保管して準備すること（例えば、指標物質をチャンバに充填して指標物質を凍結させること）ができる点である。カバーのシャフト内にチャンバを組み込むことが特に有利である。本変形例によると、カバーのシャフトが、指標物質で部分的に充填されたキャビティを備える。特に低温チューブ（クライオチューブ）の場合、収容空間の下部空間のみが生体サンプルで充填されることが多く、上部空間を指標物質を配置するために使用することができる。

本発明に係る更なる実現可能性では、少なくとも一つのチャンバが容器によって形成され、サンプル容器の外壁に格納部、例えば、鞘や挿入ポケットが取り付けられ、容器はサンプル容器に対して保持されるためにその格納部に挿入可能及び／又は挿入されている。

更なる有利な実施形態によると、少なくとも一つのチャンバは二重壁の押し込み部によって形成され、その押し込み部はサンプル容器のシェル外面に押し込み可能又はスライド可能であり、押し込まれた状態でサンプル容器の周りに少なくとも部分的に嵌まる。この変形例は、シリンダ状のサンプル容器、特に低温チューブ（クライオチューブ）に対して特に有利である。二重壁の押し込み部は、中空のシリンダ又は部分的に中空のシリンダ
によって実現され得て、その内径がサンプル容器の外径に対応して、押し込み部が、手錠やクランプのようにシリンダ状のサンプル容器の周りに嵌まる。

サンプル容器は、押し込み部に接着、溶融、又は他の方法でしっかりと固定され得る。結果として、改竄目的で押し込み部を取り外すこと、例えば、望ましくなく温まったことを示している押し込み部を新しい押し込み部と交換することを防止することができる。

しかしながら、サンプル容器は、当該分野において血液サンプルや幹細胞の保管及び／又は低温保管用に知られているバッグでもあり得て、そのバッグはカセット内に保持される。少なくとも一つのチャンバは、バッグの外側に取り付けられた容器、又はカセットに取り付けられた容器によって形成され得る。また、少なくとも一つのチャンバは、バッグの内部を自由に浮遊して存在している容器によっても形成され得る。この場合、指標物質を有する容器は、密度に関して較正されて、バッグの液体中で中心に浮遊して、そこでバッグのコア温度を検出するようにされ得る。

更なる好ましい実施形態によると、本デバイスは、指標物質でそれぞれ部分的にのみ充填された複数のチャンバを備え得て、指標物質の融点は−２０℃から−１４０℃の範囲内にあり、また、上述のような障壁を備え得る。例えば、容器は、複数のチャンバを形成するために、分離壁によって形成された複数の部分キャビティを備え得る。この場合、各キャビティが、指標物質と障壁とを含むチャンバを形成する。複数のチャンバ内の指標物質は異なる融点を有し得る。従って、複数の温度閾値を監視することができ、各指標物質が選択され及び／又は混合比が調整されて、それらの融点が監視される複数の温度閾値のうち一つに対応するようにされる。本実施形態は、サンプルが達した到達温度範囲をより正確に限定することができるという利点を有する。

本発明の更なる実施形態によると、少なくとも一つのチャンバはサンプル容器自体に組み込まれ得て、つまり、サンプル容器自体がその内部に一つのチャンバ又は複数のチャンバを有することができる。結果として、少なくとも一つのチャンバを形成するためにサンプル容器の外側に配置される別途の構成要素を省くことができる。例えば、少なくとも一つのチャンバを形成するためのサンプル容器の収容空間を、内壁と外壁とを有する二重壁として実現し得て、内壁と外壁との間の中間空間が指標物質で部分的に充填される。複数のチャンバを形成するため、分離壁によって中間空間を複数の部分空間に分割し得る。

好ましい一実施形態によると、本デバイスは、チャンバの第二部分領域内の指標物質の存在、及び／又は、チャンバの第一部分領域及び／又は第二部分領域内の指標物質の充填レベルを検出するように形成された測定装置を有し得る。測定装置は、単に例として、光学的又は光電気的な測定装置であり得て、指標物質の構成の変化を、例えば、光透過、散乱光、又は反射の測定で決定することができる。

本発明の第二態様によると、上記目的は、上述のような温度監視用のデバイスを用いる、凍結保存サンプルの温度監視用の方法によって達成される。ここで、本デバイスに関する実施形態、特にその有利な実施形態の変形例については、繰り返しを避けるために、本方法に関しても開示されているとされるものであって、特許請求可能なものである。

好ましくは、指標物質として選択される物質は、その融点が所定の閾値温度に対応し、その閾値温度を超えることを監視したいものであり得る。

本方法によると、上述のような温度監視用のデバイスが提供され得て、そのデバイスは、チャンバの第一部分領域内に凍結状態の少なくとも一つの指標物質を含み得る。サンプル容器の収容空間は凍結保存生体サンプルを含む。本方法は、凍結保存のためにデバイスを冷却保管することを更に備える。本方法は、指標物質が後の時点においてチャンバの第二領域内に位置するかどうかを調べることを更に備える。

これが当てはまる場合には、指標物質の融点、つまりは監視される閾値温度を超えたことを、特に短時間だけであっても超えたと結論付けることができる。

本発明特有の一つの利点は、第二領域内の指標物質の存在が、低温サンプルが望ましくなくたとえ短時間であったとしても閾値温度を超えて温まったことを直接的に表示する点である。これは、目視検査によっても、対応して構成された測定装置を用いて技術的に自動化された方法であっても、サンプルをサンプル容器から取り出したり融解させたりせずに、素早く簡単に決定することができる。

本方法の更に有利な一発展例によると、更に、チャンバの第二部分領域内に移動した指標物質の量の尺度、及び／又はチャンバの第一部分領域内に位置する指標物質の量の尺度を示すパラメータを決定することができる。このようなパラメータは、サンプルが閾値温度を超えて費やした持続時間の尺度を示す。

パラメータは、例えば、第一部分領域又は第二部分領域内の指標物質の量を示す変数である。パラメータは、第二部分領域内の指標物質の充填レベルや、液体吸収構造を有する物質内に指標物質が到達した拡散部分の長さでもあり得る。

本方法の特に好ましい一実施形態によると、冷却中においてのみ液体状態の指標物質に対して透過性になる分離素子又は覆いのいずれかを有する温度監視用のデバイスを用いて、本方法が行われる。上述のように、第一部分領域と第二部分領域との間に配置され得る分離素子は、指標物質の融点未満の保管温度へデバイスを冷却する際に、熱収縮の結果として少なくとも一点において裂けて、液体状態の指標物質が、少なくとも一つの裂けた点によって形成された開口を介して第一部分領域から第二部分領域に通過することができるように構成される。

また上述のように、第一部分領域に隣接する物質の表面は、覆い、例えば膜や被覆層を備え得て、その覆いは、指標物質の融点未満の保管温度へデバイスを冷却する際に、指標物質に対して不透過性である覆いの第一状態から、指標物質に対して透過性である覆いの第二状態に不可逆的に移行するように構成される。

本方法の特に好ましい実施形態によると、以下の検査ステップのうち少なくとも一つを行い、温度監視用のデバイスの機能性、特に指標装置の機能性を調べることができる。

第一に、第一部分領域を指標物質で充填した後であって、指標物質を凍結させる前において、少なくとも一つのチャンバの第二部分領域が指標物質を有さないかどうかを検査し得る。この状態では、障壁として機能する分離素子が未だ無傷であって、指標物質が第一部分領域の下に位置する第二部分領域内に存在することができない。しかしながら、これが当てはまる場合には、チャンバには既に欠陥があり、使用することはできない。分離素子を有するチャンバの代わりに覆いを有するチャンバを用いる場合でも同じである。

第二に、少なくとも一つのチャンバの第一部分領域内に位置する指標物質を凍結させた後であって、凍結保存のためにデバイスを冷却保管する前において、少なくとも一つのチャンバの第二領域が指標物質を有さないかどうかを検査し得る。保管温度、少なくとも指標物質の融点未満であって分離素子が裂ける温度にデバイスを冷却した後においては、分離素子は裂けていて、指標物質が下方の第二部分領域内に存在しないように指標物質は凍結しているものである。これが当てはまらない場合には、新しいチャンバを使用した方がよい。分離素子を有する代わりに覆いを有するチャンバを用いる場合でも同じである。

第三に、凍結保存サンプルを使用のために取り出して、その後、指標物質がチャンバの第二部分領域内に位置していない場合に、覆いが透過性の第二状態に適切に移行したかどうか、又は、少なくとも一つのチャンバの分離要素又は覆いが適切に裂けたかどうかを検査することができる。具体的には、分離素子又は覆いが裂けていないので、指標物質の融点を超えたことが表示されていない場合があり得る。これは、例えば、指標物質を有する対象チャンバを融解後に特定の時間にわたって放置することで検査可能である。その一方で、サンプルは既に更なる処理を受けているようになり得る。分離素子又は覆いが適切に裂けていて、保管温度が全時間にわたって指標物質の融点未満であったのであれば、いずれにしろ指標液体が室温において障壁を通過して第二部分領域内に入り込む。

好ましくは、凍結保存サンプルの温度監視の枠組みにおいては、これら検査ステップが全て行われる。このようにして、チャンバの機能性が保証され、保管温度が全時間にわった要求に合致していたことが明確に実証される。

サンプル容器との用語は、特に、凍結保存用に構成された容器のことを称する。好ましくは、サンプル容器は、−１４０℃未満の温度の低温適合性プラスチック物質を用いて製造される。プラスチック物質は、変化したり損傷したりせずに繰り返しの温度変化に耐えることができる。プラスチック物質は、好ましくは、正味質量の＜１％（１％未満）、特に正味質量の＜０．１％（０．１％未満）の吸水性能のものが使用される。本発明に係る低温保管要素は、例えば、ポリウレタンやポリエチレンに基づく。

「生体サンプル」との用語は、本願においてはサンプルとも略されるものであって、サンプル容器中で凍結保存され、適切な場合には、懸濁液中にあり及び／又は基質物質と組み合わせられる細胞、組織、細胞成分、生体高分子等の生体物質のことを称する。生体サンプルの一部である生体細胞に付着して受容するように構成されている基質を収容空間内に配置することができる。

上記本発明の好ましい実施形態及び特徴は互いに組み合わせ可能である。以下、添付図面を参照して、本発明の更なる詳細及び利点について説明する。

凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスの多様な例示的な実施形態の模式図を示す。 凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスの多様な例示的な実施形態の模式図を示す。 凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスの多様な例示的な実施形態の模式図を示す。 凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスの多様な例示的な実施形態の模式図を示す。 障壁としての分離素子を備えるチャンバの多様な実施形態の変形例を概略的に示す。 凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法の例示的な実施形態を示すフローチャートを示す。 液体混合物の融点図を示す。 液体混合物の融点図を示す。 液体混合物の融点図を示す。 多種の純液体の融点の表を示す。 溶媒の混合可能性のマトリクスを示す。 温度監視用のデバイスの例示的な実施形態を示す。 温度監視用のデバイスの例示的な実施形態を示す。 温度監視用のデバイスの例示的な実施形態を示す。

同一の要素や機能的に等価な要素は全図面において同じ参照番号で指称され、一部は個別に記載されていない。

図１Ａは、一例として、低温チューブ（クライオチューブ）１を示し、これは、ストロー、バッグ（袋）、ボックス（箱）等の他の低温（クライオ）サンプル容器を代表して示しているものである。

低温チューブは生体サンプル用の収容空間２を備え、その収容空間内に生体物質が配置される。ここでは、生体サンプルは細胞懸濁液６である。図１Ａに示される低温チューブは、ネジ式のカバーで閉められずに示されている。図１Ｂに示される低温チューブはカバー３を更に備え、そのカバー３は、容器をその頂部において閉じるものであり、嵌め込み部４を有し、自動化の場合には、ツール（図示せず）を用いその嵌め込み部４を介して、カバー３を回転させることができる。低温チューブ１は基部（底部）も含み得て、その基部には、任意でバーコードや他のマークが入れられる。この形態では通常は低温コンテナの格納部に垂直に立てて、低温チューブ１が保管される。

保管準備が整っているシステムが図１Ｂに示されている。カバーは、収容空間２の上に位置するヘッド部と、その上に形成されたシャフト５とを有し、シャフト５はねじ込まれた状態で収容空間２内に嵌まる。収容空間２の対応する領域がネジ山８を有する。閉鎖した密封空間１２を形成するチャンバ１１は、ネジ式のカバー３に組み込まれる。チャンバ１１の内部空間１２は図１Ｂでは黒色のドットの領域で示されている。

多孔質又は液体を吸収するのに適した物質１３が空間１２の第二部分領域１２ｂ内に配置され、その上には、小型開口１４を介して指標物質７で充填される小型キャビティ（第一部分領域）１２ａが位置する。指標物質７は、所望の閾値温度、例えば−７０℃を下回ると固体になり、閾値温度を超えると再び液体になる。

適切な液体と液体の混合比との選択を介して、液体の融点を−２０℃から−１４０℃の範囲内の所望の値に設定することができ、監視される閾値温度に応じた適切な指標物質７を選択することができるが、これについては、図６から図９に関して以下で詳細に説明する。

第一部分領域１２ａの充填は、冷却中において、低温チューブ１の保管温度（通常は−２４０℃未満）の設定直前に適宜行われ、指標物質７が物質１３内に浸透するのに十分な時間（設計に応じて、数分単位、数時間単位、数日単位となる）を有さないようにする。

保管温度では、指標物質７は固体になっていて、図１Ｂに示されるような配置構成から何ら変わらないものとなる。開口１４は溶接されるか、物質１５で閉じられるか、又は密封される。

このようにしてチャンバ１１が組み込まれたサンプル容器１の構成で形成されるデバイス１０が、凍結保存生体サンプル６の温度監視用に構成される。図１Ｂは、初期状態であって、指標物質７の融点を一時的にも超えていない状態におけるデバイスを示す。図１Ｃは、指標物質７の融点を一時的に超えた状態のデバイスを示す。

サンプル６が或る時点において指標物質７（例えば、−７０℃の融点を有する染色されたアルコール／水混合物）の融点を超えて温まると、液体になっている指標物質７が物質１３内に浸透し、その結果として、デバイス１０の状態が図１Ｃに示されるようになる。図１Ｃは、指標物質が物質１３の長さΔｘの上部領域１３ａ中に既に拡散しているが、下部領域１３ｂには達していない状態を示す。

距離（拡散部分の長さ）Δｘは、サンプル６が閾値温度を超えて費やした持続時間の尺度である。このプロセスは不可逆であるので、ネジ式のエンクロージャ３全体を交換しない限りは、システムは不正防止されたものとなり、そのような交換も、マーキングやコード等によって検出可能であるので、防止される。

このようなチャンバ１１の構造は多様に変更可能である。例えば、一例では、多孔質物質１３が、保管温度への冷却時における収縮の結果としてのみ裂ける又は液体状態の指標物質７を透過させる覆い（図示せず）、例えば薄皮や薄膜で覆われ得る。この構成原理は、予め充填されたカバーを予め製造した、密封した、又は予め準備した状態等で保管しておくことができ、通常のカバーのように使用時にねじ込むだけでよく、サンプル６及びサンプル容器１と共に冷却することができるという利点を有する。

温度低下の際にカバーの物質よりも大きく収縮し、その結果として液体状態の指標物質７が物質１３内に浸透することができる開口を形成するような物質が、この覆い用に適切に使用可能である。適切に保管される場合には、指標物質７は凍結して、開口が存在しているにもかかわらず、物質１３内や、第二部分領域１２ｂ内に入り込まないものとすることができる。

物質１３の構造や設計を介して、多様な可能性が更に想定される。この物質の特性に影響を与えて、毛細管力の結果として液体の吸収を促進するようにしたり、所望の拡散速度を、通常のように下に向かうが、距離と共に非線形に減少するように設定することもできる。このようにして、非常に短い期間（数秒単位から最大数分単位）を超過温度において物質１３の上部領域で費やし、非常に長い期間（数時間単位から数日単位）をその下部領域で費やすことを保証することができる。

使用直前に曲げたり押したりすることで外部から浸透可能にされる中間層を覆いとして用いることもできる。

図２のＡ、Ｂ及びＣは本発明の更なる構成を示し、図２Ｃは、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイス２０を、指標物質７の融点を一時的に超えた後の状態で示す。

まず、図２Ａは、低温バンクで通常使用されるように、カバー３で完全に閉じられた低温チューブ（クライオチューブ）１を示す。図２Ｂは、二重壁として実現され、プラスチック製であり、図２Ｃに示されるように低温チューブ１のシェル外面に対して配置可能な押し込み部２１を示す。

図１に示される例示的な実施形態と同様に、一つ以上の空間２２が垂直方向に整列してこのプラスチック部２１の中に位置し、その空間２２内では、多孔質媒体２３の上において凍結状態の指標物質７が上部領域２２ａに位置する。多孔質媒体は空間２２の下部領域２２ｂ内に位置する。このようにして、プラスチック部２１が本発明に係るチャンバを形成し得て、又はプラスチック部２２の内部空間が分離壁によって複数の部分空間に分割される場合には、複数のチャンバを形成し、その各チャンバが指標物質と多孔質媒体とを有する。

図１に示される例示的な実施形態と同様に、指標物質７の融点を超えて、指標物質７が融解した場合にのみ、指標物質７がその下に位置する物質２３内に拡散する。

図２Ｃは、指標物質が多孔質媒体２３の上部領域２３ａに既に拡散した状態を示す。

本実施形態の場合、サンプル容器１のサイズ及び幾何学的形状特性に依存して、拡散部分の長さは数ミリメートルから数十センチメートル、又はそれ以上となる。プラスチック部２１に目盛り２４を設けて、より正確な時間の記録を可能にすることができる。

代替実施形態は、同様に低温チューブ１に押し込み可能な鞘部やシリンダ部である。不正防止のため、取り付け部を接着、溶融、又は他の方法でしっかりと固定することができる。

図３のＡ、Ｂ及びＣは本発明の更なる構成を示し、図３Ｃは、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイス３０を、指標物質７の融点を一時的に超えた後の状態で示す。

図３Ａも、カバー３で完全に閉じられた低温チューブ（クライオチューブ）１を示す。図２Ａに示される低温チューブとは対照的に、格納部３４が低温チューブ１の側方の外面に取り付けられて、その格納部３４に図２Ｂに示される容器３１が押し込まれる。容器３１は、シリンダ状又は異なる形状の内部空間３２を形成する。容器は、ディスク３７によって格納部３４から落ちないように保護される。内部空間３２の第一部分領域３２ａ内に指標物質７が位置し、指標物質７は任意で分離層（図示せず）の上に位置し、その分離層は保管温度への冷却時に液体状態の指標物質を透過させるようになり、また、その下の第二部分領域３２ｂ内に多孔質吸収物質３３が位置する。強力な毛細管作用を有する多孔質物質の場合、各構成要素の位置関係の役割は従属的なものとなる。しかしながら、サンプルの垂直配置及び保管が推奨される。

図３Ｃは、温度監視用に低温チューブ及び容器３１から形成されたデバイス３０を、指標物質７の融点を一時的に超えた後の状態において示す。図３Ｂに示される容器の状態とは対照的に、指標物質は多孔質物質３３内に拡散していることが見て取れる。ここでも、Δｘは拡散部分の長さを示す。

図４は、幹細胞や血液サンプルの保管に用いられるようなバッグ（袋）４１を示す。このようなバッグは、アルミニウム製のカセット４２内にあるものとして見られることが多い。この場合、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイス４０は、バッグ４１の形態のサンプル容器と、温度感知システムとから形成可能である。図１から図３のチャンバ又は容器１１、２１、３１と同様に、温度感知システムは、指標物質７で部分的にのみ充填された容器４４、４５、４６によって形成される。容器は多孔質物質４３を更に有し、その多孔質物質は、指標物質７が液体状態でチャンバの第一部分領域内に位置する場合に、指標物質７が容器の第二部分領域内に遅延して入り込むようにする。

従って、容器４４は、バッグ４１に対して、そのバッグの外側において取り付けられ得る。また、容器４５は、カセット４２の外側又は内側に取り付け可能である。また、容器４６は、バッグ４１の内部で自由に浮遊するように適合可能である。この内部の変形例は、殺菌と、その外側の不活性物質とを要する。本システムを密度に関して較正して、容器がバッグの中心に浮遊して、そこでバッグのコア温度を記録するようにし得る。

図５は、温度監視用の指標装置として構成されるチャンバ又は容器の多様な実施形態の変形例を模式的に示す。

図５Ａは、容器５１（例えばシリンダ）を示し、その内部空間５２に、障壁（バリア）５４によって分離される二つの部分空間５２ａ及び５２ｂを形成する。指標物質（図示せず）は上部空間５２ａに含まれる。障壁５４は所定の破裂点（破線５５ａで概略的に示す）を有する膜又は薄膜であり得て、その破裂点において、障壁５４が保管温度への冷却の際に裂ける。障壁は、部分領域５２ａに位置する指標物質の融点未満の温度においてのみ裂けるように構成される。このようにして、まずは、上部空間５２のみを液体の指標物質で充填し、次いで冷却することができる。

障壁５４は、冷却時にシリンダ物質よりも大きく収縮する物質で構成され得るので、多少不規則に裂ける。

次いで、指標物質で充填された容器５１を、低温サンプルが保管されているサンプル容器に対して配置して、これらを共に、指標物質の融点未満である保管温度に冷却することができる。

冷却の際に、障壁が裂けて、部分空間５２ａ内に位置する指標物質が液体状態において、少なくとも一つの破裂点によって形成された開口５５ｂを介して、第一部分領域５２ａから第二部分領域５２ｂに通過することができるようになる。

図５Ｂ、図５Ｃはそれぞれ所定の破裂点５６ａ、５７ａを有する障壁５４ｂ、５４ｃの更なる実施形態を示す。各場合において、所定の破裂点は、図５Ｂ及び図５Ｃの左側では冷却前の無傷の障壁の場合で示されていて、右側では冷却後に裂けて開いたもの（開口５６ｂ、５７ｂ）として示されている。

検査液体は、上部空間５２ａ内で凍結している限り、開口５５ｂ、５６ｂ、５７ｂを介して空間５２ｂ内に入り込むことはない。適切な保管の場合には、充填物は凍結前のように分離して見え、所望の限り常に保管温度にあるものとして確かめることができる。サンプルが解けると、上部空間５２ａ内の相が液体になり、開口５５ｂ、５６ｂ、５７ｂを介して空間５２ｂ内に浸透する。このようにして、障壁５４が保管温度において適切に裂けて、システムが所望の通りに機能したかどうかを検査することができる。

図１から図５に示される変形例を用いて、それらの要素を多様に備えたり、温まっている間の温度を記録したり、二種以上の液体の混合物を備えたりするより複雑なシステムを構築することができる。

図６は、凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法のフローチャートを示す。ステップＳ１では、本発明に係る温度監視用のデバイスを、例えば、デバイス１０、２０、３０、４０のいずれかを提供する。この場合、低温保管において監視される温度の閾値に応じて、適切な液体又は液体混合物が使用物質７として選択される。

適切な液体と液体混合比との選択を介して、その融点は、−２０℃から−１４０℃の範囲内の所望の値に設定可能である。

例えば、図７Ａは、アルコールと水との混合比の関数として融点のプロファイルを示し、温度低下と共に粘度が適度に増大し、０℃から−１１８℃までの温度範囲をカバーすることができる。例えば、−１１８℃の温度閾値を監視する場合、エタノール比が９３．５％に設定され得る。−６０℃を僅かに下回る値までの融点は、水に水酸化カリウム（ＫＯＨ）を加えることによっても設定可能である、その融点図は図７Ｂに示されている。また、水と不凍剤との混合物を指標物質として用いることもでき、これは図８Ａの融点図に示されている。図８Ｂの表は、単体で又は他の液体との混合物として指標物質に使用可能な更なる純液体の凝固点／融点を列挙している。指標物質に適した更なる液体混合物として、クロロホルム／シクロヘキサンの混合物や、例えば、図９の溶媒の混合可能性のマトリクスから推測可能な他の混合可能な液体が挙げられる。

低温において優れた濡れ性と低い粘性とを有する液体及びプラスチック物質は、主に、位置変化を可能な限り広範なものにして、追加の区画を可能な限り小さくするように選択される。

低温保管中に複数の温度閾値が監視される場合や、サンプルが達する到達温度範囲をより正確に限定することが望まれる場合には、それに応じて、融点の異なる複数の異なる指標物質を用いて、サンプル容器の中又は上にある異なるチャンバ内に配置することができる。

上記図面に関する例で説明したように、指標物質は、デバイスの実施形態に応じて、デバイスと共に又は別に冷却されて、凍結状態とされる。

ステップＳ２では、サンプル容器の収容空間内に低温サンプルを有するデバイスを、融点未満の保管温度において保管する。

次いで、保管プロセス中の所望の時点において、指標物質を用いて、低温サンプルが望ましくなく一時的であっても温まったかどうかを調べることができる（ステップＳ３）。このため、後の時点において指標物質がチャンバの第二部分領域内に位置しているかどうかを調べる。これが当てはまる場合には、指標物質の融点、つまりは監視される閾値温度を超えたと、特に短時間であっても超えたと結論付けることができる。

以下、チャンバ内の障壁又は障壁の一部分として、熱収縮の結果として裂けることで、指標液体をチャンバの第二部分領域に浸透させる開口を形成する分離素子を有する温度監視用のデバイスに適した制御プロセスを説明する。

以下で説明する制御プロセスは、サンプル毎に、デバイス、特に指標装置として機能するチャンバの機能性を調べることを可能にする。

第一検査ステップでは、障壁を有するチャンバの形態の指標装置をサンプルが凍結する前の室温において視察し得る。指標物質は障壁の一方の側の上（つまり、チャンバの第一部分領域）に液体状態で位置し、障壁は無傷であり、指標物質がその下に位置する第二部分領域には位置していない。これが当てはまらない場合には、チャンバには既に欠陥があり、使用不能である。例えば、チャンバがカバー内に組み込まれている場合には、そのチャンバは最早使用不能であり、他のものと交換される。

指標物質の融点未満への冷却後に、障壁は熱収縮によって例えば予め弱化させた点において開くが、指標液体は凍結していて、その状態は凍結前のものに対応していなければならない。これは第二検査ステップにおいて確認できる。これが当てはまらない場合には、新しいチャンバ、例えば新しいカバーを使用した方がよい。

深冷状態において、指標物質の融点を超える温度上昇が生じたかどうかを所望の時点で確認することができる。そうであれば、指標物質は第二部分領域内へと障壁を通過したことになる。これは第三検査ステップにおいて容易に見て取れ、特に指標物質が指標添加剤として染料を含む場合には容易に見て取れる。

指標物質の融点を超えていない深冷サンプルを使用のために取り出す場合には、チャンバの状態は、初めの二つの検査ステップで記載したのと同じ外観を有し、つまり、指標物質はチャンバの第二部分領域内には位置していない。しかしながら、これは、分離素子が全く裂けておらず、障壁が透過性とはなっていないために、指標物質の融点を超えたことが表示されていない場合ともなり得る。これは、チャンバを融解後に所定の時間にわたって放置することで検査することができる。例えば、チャンバがカバーに組み込まれている場合、カバーのみを放置する一方で、サンプルを更に処理することができる。分離素子が適切に裂けていて、温度が全時間にわたって融点未満であったのであれば、指標液体はいずれにしろ室温において検査空間内へと、つまり第二部分領域内へと障壁を通過する。このようにして、指標装置の機能性が証明され、保管温度が全時間にわたって要求に合致していたことが明確に実証される。

上記制御プロセスは、障壁が、液体吸収構造を有する物質の上に配置される覆いによって形成され、指標物質の融点未満の保管温度にデバイスを冷却する際に、指標物質に対して非透過性である覆いの第一状態から、指標物質に対して透過性である覆いの第二状態に不可逆的に移行するように構成される場合には同じ様に機能する。

図１０は、温度監視用のデバイスの更なる例示的な実施形態１００を複数の断面図で示す。図のＡは、温度監視用の装置が組み込まれる低温チューブ（クライオチューブ）１のカバー１０１の分解図を示す。デバイス１００は、生体サンプル６を収容するための収容空間２を有する低温チューブ１と、障壁によって吸収物質１０３から不活性状態で分離されている指標物質７を含むチャンバ１０２を有するカバー１０１とを備える。カバー１０１は、以下において、温度感知（Ｔ感知）カバーとも称される。図のＢは、取り付けられた状態のカバー１０１を示し、図のＣは、生体サンプル６を収容するための収容空間２と、ねじ込まれたＴ感知カバー１０１とを有して販売準備が整った低温チューブ１を示す。図のＡからＣは、依然として不活性状態のデバイス１００を示す。

Ｔ感知カバー１０１は以下の四つの部品を備える。即ち、ネジ式挿入部１０４（以下において、ねじ込み部１０４とも称される）、液体の指標物質７を吸い上げることができる液体吸収構造を有する挿入部１０３（以下において、吸収物質１０３とも称される）、指標物質７用の容器１０５（ここでは、例として、凍結していない指標物質７として着色液体を含むプラスチッククッション１０５として実現されている）、そして、市販の低温チューブ１の上にねじ込まれる基体１０６（ここでは、プラスチックキャップ１０６として実現されている）である。

プラスチッククッション１０５は、デバイス１００の不活性状態において、そのなｋに位置する指標物質７に対して不透過性の覆い、つまりは障壁を形成し、不活性状態において、指標物質７が吸収物質１０３と接触することを防止する。プラスチッククッションでの実施形態は、非常に低コストで製造可能であるという利点を有する。

ねじ込み部１０４は、少なくとも一点において透明又は半透明であるように実現され、吸収物質１０３の少なくとも一部がねじ込み部１０４を介して上方から見えるようにされる。このため、ねじ込み部１０４は、例えば、透明又は半透明の物質から製造され得る。更には、このために、基体１０６が、透明又は半透明の物質から製造され得る。このようにして、吸収物質１０３の着色状態が変化したかどうかを単純な目視検査で上方から確認することができる。例えば、これは、着色された指標物質７が吸収物質１０３内に浸透し、その結果として着色される場合であるが、これについては以下で説明する。

基体、つまりプラスチックキャップ１０６はＨ字型の断面を有し、その結果として、二つのシリンダ状のキャビティが形成される。上部キャビティ１０２は、指標物質７を有する容器１０５が位置する第一部分領域１０２ａと、吸収物質１０３が位置する第二部分領域１０２ｂとを有するチャンバを形成する。

下部キャビティは、低温チューブ１の上端部を受容してしっかりと閉じるように機能する。低温チューブ１は密封リング１０７を用いて密封される。嵌め込み部４、例えば、六角形の穴がねじ込み部１０４内に位置して、その嵌め込み部４介して、ねじ込み部１０４を基体１０６内に回転させることができる。ねじ込み部１０４はブレード１０９も有し得て、そのブレードを介しても、ねじ込み部１０４を回転させることができる。ねじ込み式の場合には、外側（雄ネジ）のネジ山１０４ａがねじ込み部１０４に設けられて、その外側のネジ山１０４ａは、対応して上部キャビティ１０２の側壁に設けられる基体１０６の内側（雌ネジ）のネジ山１０６ａと係合する。

上述のように、図のＡからＣは、未だ不活性状態のデバイス１００を示す。これは、着色された指標物質で充填されたプラスチッククッション１０５が破壊されておらず、液体状態の指標物質７が流れ出さないように不透過性であることを意味する。指標物質７は、最初は、プラスチッククッション１０５の内部で液体として位置する。プラスチッククッション１０５が無傷である結果として、その上に位置する吸収物質１０３は指標物質７と接触していない。指標物質は、例えば、上述の物質のうち一つを含むか、これら物質の混合物によって形成され得る。例えば、指標物質７は指標添加剤として染料を更に含み得て、例えば、染料はローダミンＢであり、赤く染色される。

ねじ込み部１０４は最初半分ねじ込まれている（不活性状態）。ねじ込み部を更に回転させる、例えば四分の一回転、又は半回転させるためには、ネジ式のプラスチックロックデバイス１０４ａ、１０６ａを突破しなければならない。このようにして、温度監視用の装置及び／又はＴ感知カバーが使用前に活性化されないことが保証される。他方、このことがデバイス１００又はサンプル６の低温保管前に生じた場合には、基体１０６内に位置する吸収物質１０３が赤色になり、使用不能となる。不活性状態でカバーを輸送及び一時的に保管することが所望の期間にわたって可能となり、これは、流通及び在庫管理にとって有利である。

図１０のＤは、保管温度、この場合、例えば＜−１４０℃（−１４０℃未満）に達した後のデバイスの活性化（活性モードへの切り替え）を示す。

指標物質７は、容器１０５内において保管温度では最早液体ではなくなっていて既に凝固しているように選択される。デバイスの活性化（活性モードへの切り替え）は、指標物質が凍結している際にねじ込み部１０４をねじ込むことによって行われる。ねじ込み部１０４は、吸収物質１０３に向き合うその下側に突出する突起１０８、例えばチップやトゲの形態のものを有する。ねじ込み部１０４をねじ込むことによって、突起１０８がプラスチッククッション１０５に穿孔して破壊する。結果として、吸収物質１０３が赤色の指標物質７と直接接触しない。保管温度においては、指標物質は高粘性であるか又は固体であり、吸収物質１０３に吸収されない。継続的な熱衝撃も拡散には十分ではない。

このようにして、温度監視用のデバイスが活性化される（活性になる）。低温保管中に指標物質７の混合物の融点を示す転位温度を超えると直ちに、凍結していた指標物質７が液体になる。吸収物質１０３が毛細管力で液体を引き込みその色を呈するようになる閾値である閾値温度までは、温度上昇と共に、粘度が減少する。この過程は不可逆的であり、つまり、指標物質７を再び凍結させた後であっても、吸収物質１０３の赤色は維持される。その後の目視検査において吸収物質１０３が赤色を呈していることが確かめられると、指標物質の融点、更には融点よりも僅かに高い温度等を超えたと結論付けることができ、この場合、指標物質７の粘度が低くなって、毛細管力で吸収物質１０３に吸い込まれる。吸収物質１０３の種類と厚さが、認識可能な着色がどれくらい素早く生じるのかを決定する。例えば、吸収物質１０３は、濾紙（例えば、従来のキッチンロールペーパや煙草のフィルタ紙等）、小型のセルロースディスク（例えば、ティッシュセルロースディスク）、石膏、及び／又はチョーク粉であり得る。

基体１０６の内部の吸収物質１０３及び指標物質７に当てはまることは、生体サンプル６の温度にも当てはまる。従って、赤色に着色された吸収物質は、生体サンプル６も上記温度を少なくとも一時的に超えたことを示す。この過程は、再度の深冷の際にも不可逆であるので、デバイス１は、無断に温まったことについての情報を保持する。

図１１は、温度監視用のデバイスの更なる例示的な実施形態１１０を複数の断面図で示す。この場合、デバイス１１０は、生体サンプル６を収容するための収容空間２を有する低温チューブ（クライオチューブ）１と、カバー１１１とを備える。この場合、Ｔ感知カバーは以下の四つの部品を備える。即ち、ネジ式挿入部１１４（以下において、ねじ込み部１１４とも称される）、液体の指標物質７を吸い上げることができる液体吸収構造を有する挿入部１１３（以下において、吸収物質１１３とも称される）、指標物質７用の容器１０５、そして、市販の低温チューブ１に対してねじ込むための基体１１６（ここでは、プラスチックキャップ１１６として実現されている）である。

図のＡは、低温チューブ１に取り付けられる前の不活性状態におけるカバー１１１を示す。図のＢは、カバー１１１の個々の構成要素の分解図を示す。図のＣは、活性状態におけるデバイス１１０を示す。

図１０に示される実施形態の変形例とは対照的に、障壁は、プラスチッククッションによって形成されているのではなく、指標物質７を含むガラスボール１１５によって形成されている。ガラスボール１１５を指標物質７で充填するため、ガラスボールは開口１１５ａを有することができ、その開口１１５ａは、指標物質７の充填後にエンクロージャ１１９によって閉じられ、例えば、二成分接着剤で開口１１５ａに付着させることによって、又は、指標物質７を冷却しながら溶接で閉じられる。吸収物質１１３は、閉じられたガラスボール１１５の上に置かれ、この状態（不活性状態）では指標物質７と接触しないようにされる。

デバイス１１０を活性化する又は活性モードに切り替えるため、まず、指標物質７が凍結する低温保管の保管温度にデバイスを冷却する。次いで、図１０の実施形態の変形例に関して上述したのと同様に、指標物質７を吸収物質１１３から分離している障壁が破壊されるまで、ねじ込み部１１４をプラスチックキャップ１１６内へと回転させる。図１１に示される例示的な実施形態の場合、これは、ねじ込み部１１１４の回転によって、ガラスボール１１５の方向に突出しているねじ込み部の突起１１８がガラスボール１１５を破壊することによって生じる。デバイス１１０の活性化又は活性状態が図のＣに示されている。しかしながら、指標物質７は保管温度において高粘性であるか固体であるように選択されているので、吸収物質１１３に吸収されていない。継続的な熱衝撃も拡散には十分でない。例えば、低温保管中の転位温度、例えば、使用物質７の混合物の融点を超えた時にのみ、凍結していた指標物質が液体になる。吸収物質１１３が毛細管力によって液体の指標物質７を少なくとも部分的に引き込んでその色を呈するようになる閾値である閾値温度までは、温度上昇と共に、粘度が徐々に減少する。

障壁がガラスボール１１５である実施形態の特有の一利点は、壊れる際に砕ける音を生じさせるので、デバイス１１０の活性化の際に、音響的なフィードバック信号が同時に発生し、デバイスが活性モードに切り替わったことが知らされる点である。

図１２は、温度監視用のデバイスの更なる例示的な実施形態１２０を複数の図面で示す。ここで、図のＡは、活性化前（不活性状態）におけるデバイス１２０、又は完全な低温チューブ（クライオチューブ）の断面図を示す。図のＡ１は、低温チューブ１２０の底面図を示す。図のＢは、デバイス１２０の個々の部品を示すような分解図でデバイス１２０の断面図を示す。図のＣは、活性化状態（活性状態）におけるデバイス１２０の断面図を示す。

この場合、デバイス１２０は、生体サンプル６が充填される収容空間２を有する低温チューブ１と、ネジ式のカバー３とを備え、カバー３は、ここでは従来通りのものとして実現され、嵌め込み部４を有し得る。この場合、本デバイスは、ネジ式カバー用に用いられる図１０や図１１で上述したのと同様に温度監視用の装置を備える。この例示的な実施形態特有の特徴は、温度監視用の装置が、低温チューブ１の下部１２１に、つまりカバーの反対側の低温チューブの端部領域に組み込まれている点である。本実施形態の利点は、ネジ式カバーの変形例とは対照的に、生体サンプル６が凍結した固体状態でその下部に位置するので、温度監視用の装置を交換したり取り外したりすることが最早単純にはできないという点である。

低温チューブの下部に組み込まれている温度監視用の装置は、吸収物質１２３と、指標物質７と、プラスチック基部１２５とを備え、指標物質７は最初は液体状態で閉じた楕円体の容器１０５内に保管され、容器１０５は例えばプラスチックやガラス製であり、プラスチック基部１２５は、低温チューブ１の底に位置し、開口１２７を有し、その開口１２７内に、一回限りで上方に押し込み可能な円形部１２４が位置し、円形部の下側に、従来の２次元（２Ｄ）バーコード１２６が印刷されている。バーコードの反対側において、円形部１２４は、シリンダー状、僅かに円錐状のトゲ１２８を有する。以下では、円形部１２４はタペット１２４とも称される。タペット１２４は、また、好ましくはプラスチック基部１２５も、透明又は半透明の物質製である。この場合も、指標物質７は指標添加剤として染料を含むことができ、染料がローダミンＢであれば、赤色に着色される。

その製造プロセスにおいては、部品が以下のように取り付けられる。即ち、指標物質７を有する容器１０５が、チューブ１の底の凹部１２２に挿入される。凹部は図１２の上向きに湾曲して、指標物質容器１０５に対応する形態を有する。その上に吸収物質１２３を配置する。従って、凹部１２２が、指標物質容器１０５と吸収物質１２３とを収容するチャンバを形成する。そして、プラスチック基部１２５を適所に配置して、低温チューブ１に固定して接続し、好ましくは外れないようにされ、例えば溶接されたり、接着されたりする。

バーコード１２６を有するタペット１２４は、トゲ１２８が吸収物質１２３中に侵入するが指標物質容器１０５には侵入しないように正確に押し込まれる。例えば、これは、図のＡに示されるようにタペット１２４がプラスチック基部１２５の底面と同一平面にあるようになるまで、低温チューブ１をタペット１２４上に垂直に押し込むことによって達成可能である。使用者には、現状通りに、カバー３と、結合下部１、１２１という二つの部品が取り付けられて提供され、その結合下部１、１２１は、低温チューブと、タペット１２４と、指標物質容器１０５と、吸収物質１２３と、プラスチック基部１２５と、バーコード１２６とを備える。この状態では、底にある温度監視用の装置は活性化されていない（不活性）。

使用時には、使用者が下部１、１２１に生体サンプル６を充填し、チューブを保管温度に冷却し、次いで、図のＣに矢印で示されるように、底に力を印加してタペット１２４を停止部１２９まで上方に押す。

結果として、凍結した指標物質７の収容部１０５が破壊されて、吸収物質１２３が収容部１０５に対して押される。僅かに円錐状のタペット１２４は開口１２７を密封し、その開口１２７を介してタペット１２４が移動する。任意で、コーティングをタペット１２４に適用することができ、そのコーティングが気体を通さない密封をもたらす。そして、デバイス１２０が活性化される。

この場合、指標物質７は、容器１０５内において保管温度では最早液体ではなくて、既に凝固しているか、少なくとも吸収物質１２３中に引き込まれないように高粘性であるか又は固体であるように選択される。継続的な熱衝撃も拡散には十分ではない。

低温保管中において指標物質７の融点を示す転位温度を超えると直ちに、指標物質７は液体になる。吸収物質１２３が毛細管力によって指標液体７を引き込んでその色を呈するようになる閾値温度までは、温度上昇と共に粘度が減少する。この過程は不可逆的であり、つまり、後に指標物質７を再度凍結させた後であっても、吸収物質１２３の赤色が維持される。

監視される第一又は第二の閾値温度を超えていない場合には、低温チューブの底の色は変化していないままである（例えば、図のＣ１に示されるように白色）。これが図のＣ１に示されていて、指標物質が吸収物質中に引き込まれていない状態における低温チューブ１２０の底面図が示されている。他方、活性化されたデバイス１２０の保管中に第二閾値温度を超えると、吸収物質１２３が充填されて、低温チューブの底部１２１、特にタペット１２４が着色されて、例えば赤色の着色されて見える。これは図のＣ２に示されていて、指標物質７が吸収物質中に引き込まれている状態における低温チューブ１２０の底面図を示す。このようなバーコード付きチューブは既に広く入手可能なものであって、バーコードを識別する際に底部の着色を簡単に読み取ることができるので、本実施形態も有利なものとなる。

具体的な例示的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、当業者には、本発明の範囲を逸脱せずに多様な変更が可能であり、また等価物との置換が可能であることは明らかである。従って、本発明は開示されている例示的な実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に落とし込まれる全ての例示的な実施形態を含むものである。特に、本発明は、引用先の請求項に関係なく、従属請求項の特徴及び主題の保護も請求するものである。

１、４１ サンプル容器
２ 収容空間
７ 指標物質
１０、２０、３０、４０、１００、１１０、１２０ デバイス
１１、２１、３１、４４、１０２、１１２、１２２ チャンバ
１３、２３、３３、４３、５４、１０３、１１３、１２３ 障壁

Claims (26)

1. 凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイス（１０、２０、３０、４０、１００、１１０、１２０）であって、
   （ａ）生体サンプル（６）を収容するための収容空間（２）を有するサンプル容器（１、４１）、特にクライオチューブと、
   （ｂ）少なくとも一つのチャンバ（１１、２１、３１、４４、１０２、１１２、１２２）とを備え、該チャンバの内部空間が前記収容空間（２）と流体的に接続されておらず且つ指標物質（７）で部分的にのみ充填されていて、該指標物質（７）の融点が−２０℃から−１４０℃の範囲内にあり、前記チャンバ（１１、２１、３１、４４）が、前記チャンバの第一部分領域（１２ａ、２２ａ、３２ａ、５２ａ）内に指標物質（７）が液体状態で位置する場合に、該指標物質（７）が前記チャンバ（１１、２１、３１、４４）の第二部分領域（１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、５２ｂ）内に入り込むことを遅延させる障壁（１３、２３、３３、４３、５４、５４ｂ、５４ｃ、１０３、１１３、１２３）を有し、
   （ａ）前記指標物質（７）が、液体状態の前記指標物質（７）を密封する容器（１０５、１１５）内に保管されていることと、
   （ｂ）前記デバイスが、前記容器（１０５、１１５）に対して移動可能に誘導され且つ開始位置から活性化位置に移動可能な活性化部（１０４、１１４、１２４）を有し、前記活性化位置への移動が、前記活性化部（１０４、１１４、１２４）が機械的圧力の結果として前記容器（１０５、１１５）を少なくとも一点において破壊し、特に前記容器（１０５、１１５）が液体状態の前記指標物質に対して透過性になるようにすることとを特徴とするデバイス。
2. 前記障壁（１３、２３、３３、４３、１０３、１１３、１２３）が、前記第二部分領域（１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ）内に位置し且つ前記第一部分領域（１２ａ、２２ａ、３２ａ）に隣接する液体吸収構造を有する物質であることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記容器（１０５、１１５）がプラスチッククッション（１０５）又はガラスボール（１１５）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記第一部分領域（１２ａ、２２ａ、３２ａ）に隣接する物質の表面が覆い、例えば膜又は被覆層を有し、前記覆いが、前記指標物質の融点未満の保管温度に前記デバイスを冷却する際に、前記指標物質に対して不透過性である前記覆いの第一状態から、前記指標物質に対して透過性である前記覆いの第二状態に不可逆的に移行するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
5. 前記覆いが、機械的に曲げること又は押すことによって透過性の第二状態にされることを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
6. 前記覆いが、保管温度に前記デバイスを冷却する際に、熱収縮の結果として少なくとも一点において裂けて、少なくとも一つの裂けた点によって形成された開口を介して前記指標物質を前記第一部分領域から前記第二部分領域に通過させるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
7. 前記サンプル容器が、前記収容空間（２）を閉じるためのカバー（３）を有し、前記少なくとも一つのチャンバ（１１）が前記カバー（３）内に組み込まれていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記サンプル容器が、前記収容空間（２）を閉じるためのカバー（１０３）を有し、前記少なくとも一つのチャンバ（１１）が前記カバー（１０３）内に組み込まれていて、前記カバー（１０１）が、前記サンプル容器（１）に対して押し込まれる及び／又はねじ込まれる基体（１０６）、特にＨ字型の断面を有する基体を有し、前記基体（１０６）が前記少なくとも一つのチャンバを形成するために凹部（１０２）を有し、該凹部（１０２）内に前記指標物質（７）を有する容器（１０５、１１５）と前記液体吸収構造を有する物質（１０３、１１３）とが位置し、前記活性化部（１０４、１１４）が、特にねじ込み部として、前記基体（１０６）上を前記容器（１０５、１１５）の方向に移動可能に誘導されることを特徴とする請求項２に記載のデバイス（１００、１１０）。
9. 前記カバー（３）が、前記収容空間の上端領域に嵌まるシャフト（５）を備え、前記少なくとも一つのチャンバ（１１）が前記シャフトに組み込まれていることを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
10. 前記デバイスの少なくとも一つのチャンバが前記サンプル容器（１）の底領域に組み込まれていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス（１２０）。
11. 前記デバイスの少なくとも一つのチャンバが前記サンプル容器（１）の底領域に組み込まれていて、前記サンプル容器（１）の底領域が前記少なくとも一つのチャンバを形成するために凹部（１２２）を有し、該凹部（１２２）内に前記指標物質（７）を有する容器（１０５、１１５）と前記液体吸収構造を有する物質とが位置し、前記凹部が基部（１２５）によって閉じられ、前記基部（１２５）内を前記活性化部が移動可能に誘導され、前記基部（１２５）が好ましくは機械可読及び／又は光電子的に可読なコード、特にバーコード又は二次元コードを有することを特徴とする請求項２に記載のデバイス（１２０）。
12. （ａ）前記活性化位置が、前記基部によって形成された停止部（１２９）によって固定され、前記停止部まで前記活性化部が前記基部（１２５）内で押されること、及び／又は、
    （ｂ）前記基部（１２５）が前記サンプル容器の底領域に固定して接続されていて、特に前記サンプル容器の底領域に接着、溶融、溶接、又は固定されていることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス（１２０）。
13. （ａ）前記チャンバの第二部分領域の壁及び／又は前記チャンバの第一部分領域の壁が、各部分領域内の前記指標物質（７）の充填レベル、又は前記融点を超えていた持続時間を表示する目盛り（２４）を備えること、及び／又は、
    （ｂ）前記チャンバの第二部分領域の壁及び／又は前記チャンバの第一部分領域の壁が少なくとも一点において透明又は半透明であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス。
14. 前記液体吸収構造を有する物質の構造及び／又は組成が、該物質内における前記指標物質の拡散速度が、前記第一部分領域からの距離が増大するにつれて非線形に減少するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
15. 前記チャンバの外壁が、前記第一部分領域（１２ａ）を前記指標物質（７）で充填するために前記第一部分領域（１２ａ）に対して開閉可能な開口（１４）を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
16. （ａ）前記少なくとも一つのチャンバが容器（３１）によって形成されていることと、
    （ｂ）前記サンプル容器（１）の外壁に格納部（３４）、例えば鞘又は挿入ポケットが取り付けられ、該格納部（３４）内に前記容器（３１）が前記サンプル容器（１）に対して保持するために挿入可能であること及び／又は挿入されていることとを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
17. （ａ）前記サンプル容器がクライオチューブ（１）であることと、
    （ｂ）前記少なくとも一つのチャンバが、前記クライオチューブ（１）の外面に対して押し込まれて且つ押し込まれた状態において前記クライオチューブ（１）の周りに少なくとも部分的に嵌まる二重壁の押し込み部（２１）によって形成されていることとを特徴とする請求項１から６及び１３から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
18. 前記サンプル容器が前記押し込み部に接着、溶融、又は固定されていることを特徴とする請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記サンプル容器が血液サンプル又は幹細胞の保管用のバッグ（４１）であり、該バッグ（４１）がカセット（４２）内に保持されていて、
    （ａ）前記少なくとも一つのチャンバが、前記バッグの外側に取り付けられた容器（４４）によって形成されているか、
    （ｂ）前記少なくとも一つのチャンバが、前記バッグの内部で自由に浮遊して存在している容器（４６）によって形成されているか、又は、
    （ｃ）前記少なくとも一つのチャンバが、前記カセットに取り付けられている容器（４５）によって形成されていることを特徴とする請求項１から６及び１３から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
20. 前記指標物質が、１‐オクタノール、１‐ノナノール、プロパン‐１，２‐ジオール、プロパン‐１，３‐ジオール、ブタン‐１，２‐ジオール、ブタン‐１，３‐ジオール、２‐ブタノール、ペンタン‐１，５‐ジオール、１‐ペンタノール、シクロペンタノール、及びベンジルアルコールから成る群から選択された少なくとも一種のアルコールと、任意で少なくとも一種の染料とを備えることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載のデバイス。
21. 前記染料が、トリフェニルメタン染料、ローダミン染料、特にキサンテン、アゾ染料、フェナジン染料、及び、フェノチアジン染料から成る群から選択されることを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
22. 前記指標物質が、１‐オクタノール、１‐ノナノール、プロパン‐１，２‐ジオール、プロパン‐１，３‐ジオール、ブタン‐１，２‐ジオール、ブタン‐１，３‐ジオール、２‐ブタノール、ペンタン‐１，５‐ジオール、１‐ペンタノール、シクロペンタノール、及びベンジルアルコールから成る群から選択された少なくとも二種のアルコール成分を備え、及び／又は、前記指標物質が、オイルレッド、メチルレッド、ブリリアントグリーン、ローダミンＢ、ニュートラルレッド、メチレンブルー、及び細胞学において細胞を着色するのに用いられる他の染料から成る群から選択された少なくとも一種の染料を備えることを特徴とする請求項２０又は２１に記載のデバイス。
23. 凍結保存サンプルの温度監視用の方法であって、
    （ａ）請求項１から２２のいずれか一項に記載のデバイスを、少なくとも一つの指標物質を凍結状態で前記チャンバの第一部分領域内に含み、前記収容空間が凍結保存サンプルを含むようにして提供するステップ（Ｓ１）と、
    （ｂ）凍結保存のために前記デバイスを冷却保管するステップ（Ｓ２）と、
    （ｃ）後の時点において前記指標物質が前記チャンバの第二部分領域内に位置しているかどうかを調べるステップ（Ｓ３）とを備える方法。
24. 前記チャンバの第二部分領域内に移動した前記指標物質の量の尺度、及び／又は、前記チャンバの第一部分領域内に位置する前記指標物質の量の尺度を示すパラメータを決定することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 前記指標物質（７）として選択される物質が、超過が監視される所定の閾値温度に対応する融点を有するか、又は融解した指標物質の粘度が所定の設定値を下回ることになる閾値温度を有することを特徴とする請求項２３又は２４に記載の方法。
26. （ａ）提供されるデバイスが、請求項４から６のいずれか一項に記載の覆い、請求項７から９のいずれか一項に記載のカバー、又は、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の底領域を有することと、
    （ｂ）前記デバイスの機能性を調べるために、
    （ｂ１）前記第一部分領域を前記指標物質で充填した後であって、前記指標物質を凍結させる前に、前記少なくとも一つのチャンバの第二部分領域が前記指標物質を有さないかどうかを検査する検査ステップと、
    （ｂ２）前記少なくとも一つのチャンバの第一部分領域内に位置する前記指標物質を凍結させた後であって、凍結保存のために前記デバイスを冷却保管する前に、前記少なくとも一つのチャンバの第二部分領域が前記指標物質を有さないかどうかを検査する検査ステップと、
    （ｂ３）前記提供されるデバイスが前記覆いを有する場合であって、凍結保存サンプルを使用のために取り出し、次いで前記指標物質が前記チャンバの第二部分領域内に位置していない場合に、前記覆いが適切に透過性の第二状態に移行しているかどうかを検査する検査ステップとのうち少なくとも一つの検査ステップを行うこととを特徴とする請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。

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