JP7398434B2 - 試料と細胞外氷との直接接触を防ぐのに有効な凍結保存装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年8月30日に出願された米国特許仮出願第62/724,959号の優先権及び利益を主張するものであり、その開示内容は参照により完全な形で本明細書に組み込まれている。
〔付記1〕
試料を、凍結保存中の機械的損傷から保護する凍結保護装置であって、
内部キャビティを形成するハウジングであって、前記ハウジングは、凍結可能媒体を前記内部キャビティに収容するように構成されており、前記ハウジングは半透過性膜を含み、前記膜は、前記膜の平均細孔径より有意に大きい氷晶に対して不透過性であることによって、そのような氷晶が前記ハウジングの外側の領域から前記内部キャビティに入ることを全て阻止し、それによって、前記ハウジングの内側の前記媒体中で生成される氷晶の結晶サイズが、前記ハウジングの外側の凍結可能媒体中で生成される氷晶より小さくなる、前記ハウジング
を含む装置。
〔付記2〕
前記ハウジングの第1の縦方向端部に第1の開口部が形成されており、前記膜は、前記ハウジングに形成された第2の開口部の上に配置されている、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記3〕
前記ハウジングは、前記第1の開口部を通して前記試料を前記内部キャビティに収容するように構成されている、付記2に記載の凍結保護保管装置。
〔付記4〕
前記ハウジングは、前記膜が取り付けられて前記内部キャビティが画定される浮揚性支持物であり、前記浮揚性支持物の少なくとも一部分が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈まないで、前記膜が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈むことが可能である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記5〕
前記ハウジングは、ほぼ全体が前記膜から形成されている、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記6〕
前記膜は多孔質固体層である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記7〕
前記多孔質固体層は、水及び液体状態の物質を透過させる一方、前記膜の細孔径より大きい氷晶が前記膜を通り抜けることを阻止し、前記氷晶は、前記装置が極低温に曝されたときに前記ハウジングの外側の前記凍結保存における凝固によって生成される、付記6に記載の凍結保護保管装置。
〔付記8〕
前記多孔質固体層は細孔を含み、前記細孔の細孔径は約0.1ナノメートル(nm)から約1ミリメートル(mm)、約0.5nmから約0.1mm、約1nmから約100nm、又は約2nmから約10nmの範囲である、付記6に記載の凍結保護保管装置。
〔付記9〕
前記膜は天然ポリマー又は合成ポリマーを含む、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記10〕
前記膜は合成ポリマーを含み、前記合成ポリマーは、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、エチレンビニルアルコールコポリマー、又はこれらの任意の組み合わせ又は化学的誘導体を含む、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記11〕
前記膜はセルロース物質を含む、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記12〕
前記セルロース物質は、再生セルロース、変性セルロース、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、又はこれらの任意の組み合わせ又は化学的誘導体を含む、付記11に記載の凍結保護保管装置。
〔付記13〕
前記膜は、変性セルロースで作られた透析膜である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記14〕
前記膜は、水、有機且つ/又は無機の液体溶剤、又はこれらの任意の組み合わせに対して透過性である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記15〕
前記膜は、前記第2の開口部を覆う為に選択的にマウントされるように構成された分離可能膜である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記16〕
前記媒体は、凍結保護物質が添加剤として懸濁している凍結保護媒体を含む、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記17〕
前記ハウジングは、前記膜が前記第2の開口部を覆う為に前記ハウジングにマウントされる凹部を含み、前記装置は支持リングを含み、前記支持リングは、前記支持リングが前記ハウジングに取り付けられた場合に前記膜を第2の開口部の上に固定する為に、前記ハウジングに選択的に取り付けられるように構成されている、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記18〕
前記支持リングは、前記支持リングを貫通するように形成された穴を有する外側支持部材を含み、それによって、前記膜は、前記支持リングが前記ハウジングにマウントされた場合に、前記支持リングに形成された前記穴を通して、前記ハウジングの外側の前記媒体に曝される、付記17に記載の凍結保護保管装置。
〔付記19〕
前記ハウジングは、前記支持リングを前記ハウジングに固定する為に前記支持リングとロック係合する少なくとも1つのロッキングタブを含む、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記20〕
前記第1の開口部は、前記内部キャビティに前記試料を入れることが可能なように構成されている、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記21〕
前記ハウジングに固定されて前記第1の開口部を閉じるように構成されているカバーを含む、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記22〕
前記カバーは、前記カバーの外周部に形成された少なくとも1つのベントを含むことにより、前記カバーが前記ハウジングに固定されたときに前記内部キャビティ内の前記媒体が前記少なくとも1つのベントを通り抜けて流れることを可能にする、付記21に記載の凍結保護保管装置。
〔付記23〕
前記カバーは、凸形状を有する内側表面を含み、これによって、前記カバーは、前記カバーの中心部が前記カバーの外周部よりも前記内部キャビティの中に突出している、付記21に記載の凍結保護保管装置。
〔付記24〕
前記ハウジングはほぼ円筒形状であり、断面が円形である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記25〕
前記凍結可能媒体は、約25℃で液体であり、約-20℃で固体である、付記1に記載の凍結保護保管装置。
〔付記26〕
試料を極低温で保管するシステムであって、
少なくとも1つの、付記1に記載の凍結保護保管装置と、
1つ以上の前記凍結保護保管装置を収容するように構成された外側容器と、
前記ハウジングの前記内部キャビティ内、及び前記ハウジングの外側の前記外側容器内で使用される凍結可能媒体と、
を含むシステム。
〔付記27〕
前記凍結可能媒体は、親水性且つ非毒性の高分子と水性液体とを含む、付記23に記載のシステム。
〔付記28〕
前記凍結可能媒体は凍結保護剤を含む、付記27に記載のシステム。
〔付記29〕
前記凍結保護剤は、ジメチルスルホキシド(DMSO)、グリセロール、エチレングリコール、プロパンジオール、スクロース、グルコース、デキストラン及び他の多糖類、ポリビニルピロリドン及びポリエチレングリコール及び他のポリマー、他の非浸透性凍結保護剤(コンドロイチン硫酸塩及びラクトビオン酸を含み、これらに限定されない)、又はこれらの任意の組み合わせを含む、付記28に記載のシステム。
〔付記30〕
前記親水性且つ非毒性の高分子はポリマーである、付記28に記載のシステム。
〔付記31〕
前記ポリマーは、水性液体に溶けるとほぼ球形の3次元構造を形成する、付記30に記載のシステム。
〔付記32〕
前記水性液体は、細胞培地、栄養培地、塩類、又はこれらの任意の組み合わせを含む、付記27に記載のシステム。
〔付記33〕
前記水性液体は、血清、ウシ胎仔血清(FBS)、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)、フラッシングホールディングメディア(FHM)、リン酸緩衝血清(PBS)、ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)、ロズウェルパーク記念研究所培地(RPMI)、BF5培地、EX-CELL培地、リソジェニーブロス(LB)培地、CaCl2水溶液、NaCl水溶液、KCl水溶液、又はこれらの任意の組み合わせを含む、付記27に記載のシステム。
〔付記34〕
前記媒体中の前記ポリマーの濃度が約5%(w/v)超、約10%(w/v)超、約20%(w/v)超、又は約50%(w/v)超である、付記30に記載のシステム。
〔付記35〕
前記媒体中の前記凍結保護剤の濃度が、前記媒体中の前記ポリマーの前記濃度の約20%以上、約50%以上、約75%以上、又は約100%以上である、付記30に記載のシステム。
〔付記36〕
前記媒体は、約10%(w/v)のフィコール、約5%(w/v)のDMSO、約2%(w/v)のコンドロイチン硫酸塩、及び約1%(w/v)のデキストラン40を含有する、付記24に記載のシステム。
〔付記37〕
フィコールは、スクロース及びエピクロロヒドリンの共重合によって生成される多糖類である、付記36に記載のシステム。
〔付記38〕
前記ポリマーは、親水性多糖類、重合シクロデキストリン又は重合糖類、球状タンパク質、球状タンパク質のオリゴ糖鎖を付加することによって生成される球状糖タンパク質、他の、球状タンパク質の誘導体、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、付記30に記載のシステム。
〔付記39〕
前記ポリマーは親水性多糖類である、付記30に記載のシステム。
〔付記40〕
前記多糖類は、スクロース及びエピクロロヒドリンの共重合によって生成される、付記37に記載のシステム。
〔付記41〕
前記媒体は、前記外側容器と前記少なくとも1つの凍結保護保管装置との間の空間の一部又は全体を満たし、前記媒体は、少なくとも前記膜の表面を前記内部キャビティから離れる方向に覆うのに十分な量で用意される、付記26に記載のシステム。
〔付記42〕
前記凍結保護保管装置の外側の前記媒体の組成が、前記凍結保護保管装置の前記内部キャビティ内の前記媒体の組成と異なっていても同じであってもよい、付記41に記載のシステム。
〔付記43〕
試料を、凍結中の損傷から保護する方法であって
内部キャビティを形成するハウジングを用意するステップであって、前記ハウジングは半透過性膜を含む、前記ハウジングを用意する前記ステップと、
前記ハウジングの前記内部キャビティ内に前記試料と第1の凍結可能媒体とを用意するステップと、
前記ハウジングを、前記ハウジングの外側の第2の凍結可能媒体中に置くステップであって、前記ハウジングは一部又は全体が前記第2の凍結可能媒体に沈められ、前記第2の凍結可能媒体は、前記第1の凍結可能媒体と同じであっても異なっていてもよい、前記置くステップと、
前記第2の凍結可能媒体を凍結温度に曝すステップであって、前記ハウジングの外側の、前記第2の凍結可能媒体中に第1のサイズの氷晶が生成される、前記曝すステップと、を含み、
前記第2の凍結可能媒体中の前記第1のサイズの前記氷晶の成長が前記膜によって止められ、前記膜の細孔径より小さい第2のサイズの氷晶だけが、前記膜を通り抜けて、前記ハウジングの前記内部キャビティ内の前記第1の凍結可能媒体中での氷生成をもたらすことが可能であり、それによって、前記ハウジングの外側の前記第2の凍結可能媒体中で生成される氷晶より小さいサイズの氷晶が前記ハウジング内に生成される、
方法。
〔付記44〕
前記凍結は極低温凍結を含み、前記凍結温度は極低温を含む、付記43に記載の方法。
〔付記45〕
前記凍結は非極低温凍結を含み、前記凍結温度は非極低温を含む、付記43に記載の方法。
〔付記46〕
前記試料及び第1の凍結可能媒体は、天然又は従来式の媒体及び/又は溶液中に細胞懸濁物又は生物学的組織を含み、前記第1の凍結可能媒体は凍結保護剤を含まない、付記45に記載の方法。
〔付記47〕
前記ハウジングの第1の縦方向端部に第1の開口部が形成されており、前記膜は、前記ハウジングに形成された第2の開口部の上に配置されている、付記43に記載の方法。
〔付記48〕
前記ハウジングは、前記第1の開口部を通して前記試料を前記内部キャビティに収容するように構成されている、付記47に記載の方法。
〔付記49〕
前記ハウジングは、前記膜が取り付けられて前記内部キャビティが画定される浮揚性支持物であり、前記浮揚性支持物の少なくとも一部分が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈まないで、前記膜が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈むことが可能である、付記43に記載の方法。
〔付記50〕
前記第1及び/又は前記第2の凍結可能媒体は、親水性且つ非毒性の高分子と水性液体とを含む、付記73に記載の方法。
〔付記51〕
前記第1及び/又は前記第2の凍結可能媒体は凍結保護剤を含み、
前記第1の凍結可能媒体の温度が下がるにつれて、前記ハウジングの内側の前記第1の凍結可能媒体中の水が前記膜を通り抜けて、前記極低温凍結中の前記第1の凍結可能媒体中の前記凍結保護剤の濃度が上がる、
付記44に記載の方法。
〔付記52〕
前記水が前記膜を通り抜けて前記第1の凍結可能媒体から前記第2の凍結可能媒体に浸透することによって、前記第1の凍結可能媒体中の溶質の濃度が上がるか、且つ/又は前記第1の凍結可能媒体の凍結温度が下がって、前記第1の凍結可能媒体の過冷却が防止される、付記51に記載の方法。
〔付記53〕
前記第2の凍結可能媒体中で生成される前記氷晶は、前記第1の凍結可能媒体中で生成される氷晶よりも大きく、且つ、より高い温度で生成され、
前記膜は多孔質物質を含み、前記多孔質物質の細孔径は、前記第2の凍結可能媒体中で生成される前記氷晶の径より小さく、且つ/又は、
水を透過させる膜がないハウジングに前記試料を保管する場合に比べて相対的に前記試料の損傷が低減される、
付記52に記載の方法。
〔付記54〕
前記膜は、前記第2の開口部の上に配置されて、前記膜を通り抜ける流体連通を可能にする、付記47に記載の方法。
〔付記55〕
前記膜が前記第2の開口部の上で前記ハウジングに固定されるように、前記ハウジングに支持リングを取り付けるステップを含み、前記支持リングには、前記膜を通り抜ける、前記第1の凍結可能媒体と前記第2の凍結可能媒体との間の流体連通を可能にする1つ以上の開口が形成されている、付記47に記載の方法。
〔付記56〕
前記ハウジングは凍結保護保管装置の一部である、付記47に記載の方法。
〔付記57〕
前記第2の凍結可能媒体を収容した外側容器を用意してから、前記第2の凍結可能媒体の温度を前記極低温に曝すステップを含み、前記第2の凍結可能媒体の温度を前記極低温に曝す前記ステップは、前記外側容器を極低温の周囲環境に置くステップを含み、前記ハウジングは前記外側容器内に置かれ、それによって、前記ハウジングは一部又は全体が前記第2の凍結可能媒体に沈められる、付記47に記載の方法。
〔付記58〕
前記外側容器はクライオバイアルを含む、付記57に記載の方法。
〔付記59〕
前記試料及び前記第1の凍結可能媒体は、前記第1の開口部から前記内部キャビティに入れられる、付記43に記載の方法。
〔付記60〕
前記第1の開口部の上にカバーを固定するステップを含む、付記43に記載の方法。
〔付記61〕
前記カバーが前記第1の開口部の上に固定されると、前記内部キャビティ内の余分な第1の凍結可能流体が全て前記内部キャビティから押し退けられ、それによって、前記カバーが前記第1の開口部の上に固定されると、前記内部キャビティはほぼ空気がなくなる、付記60に記載の方法。
〔付記62〕
前記試料は、前記第1の凍結可能媒体中に懸濁している細胞又は少なくとも1つの組織試料を含む、付記43に記載の方法。
〔付記63〕
前記組織試料は、天然生物学的組織、人工組織、又はこれらの組み合わせを含む、付記62に記載の方法。
〔付記64〕
前記天然生物学的組織は、ヒト、動物、植物、又は微生物の複数の細胞組織、又はこれらの組み合わせを含む、付記63に記載の方法。
〔付記65〕
前記人工組織は、人工の、ヒト、動物、植物、又は微生物の複数の細胞組織、又はこれらの組み合わせを含む、付記63に記載の方法。
〔付記66〕
前記組織試料は、角膜組織又は網膜組織を含む、付記62に記載の方法。
〔付記67〕
前記細胞は、1つ以上の真核細胞、1つ以上の原核細胞、又はこれらの組み合わせを含む、付記62に記載の方法。
〔付記68〕
前記1つ以上の真核細胞は、少なくとも1つの哺乳類細胞を含む、付記67に記載の方法。
〔付記69〕
前記少なくとも1つの哺乳類細胞は、1つ以上のマウス細胞、1つ以上のブタ細胞、1つ以上のヒト細胞、又はこれらの組み合わせを含む、付記68に記載の方法。
〔付記70〕
前記少なくとも1つの哺乳類細胞は、1つ以上の幹細胞、1つ以上の体細胞、1つ以上の生殖細胞、又はこれらの組み合わせを含む、付記68に記載の方法。
〔付記71〕
前記1つ以上の原核細胞は、少なくとも1つのバクテリア細胞、少なくとも1つの古細菌細胞、又はこれらの組み合わせを含む、付記67に記載の方法。
〔付記72〕
前記凍結温度は約-273℃から約0℃まで(端値を含む)である、付記43に記載の方法。
〔付記73〕
前記凍結温度は約-196℃から約-20℃まで(端値を含む)である、付記43に記載の方法。
〔付記74〕
前記凍結温度は約-100℃から約-40℃まで(端値を含む)である、付記43に記載の方法。
〔付記75〕
前記凍結温度は約-85℃から約-65℃まで(端値を含む)である、付記43に記載の方法。
Claims (70)
- 試料を極低温で保管するシステムであって、
前記試料を凍結保存中の機械的損傷から保護するための少なくとも1つの凍結保護保管装置であって、前記少なくとも1つの凍結保護保管装置は、
内部キャビティを形成するハウジングであって、前記ハウジングは、凍結可能媒体を前記内部キャビティに収容するように構成されているハウジングを含み、
前記ハウジングは半透過性膜を含み、前記半透過性膜は、1.0ナノメートル(nm)から100nmの範囲の細孔径を有する細孔を含む多孔質固体層であり、
前記装置は、外側容器内で氷晶が生成され、そして前記膜を通過して、前記内部キャビティ内で氷晶が生成されることを可能とし、
前記膜は、前記膜の平均細孔径より有意に大きい氷晶に対して不透過性であることによって、そのような氷晶が前記ハウジングの外側の領域から前記内部キャビティに入ることを全て阻止し、それによって、前記ハウジングの前記内部キャビティの前記凍結可能媒体中で生成される前記氷晶の結晶サイズが、前記ハウジングの外側及び前記外側容器内の前記凍結可能媒体中で生成される前記氷晶より小さくなり、前記多孔質固体層は、水及び液体状態の物質を透過させる一方、前記膜の細孔径より大きい氷晶が前記膜を通り抜けることを阻止し、前記氷晶は、前記装置が極低温に曝されたときに前記ハウジングの外側及び前記外側容器内の前記凍結保存における凝固によって生成され、
第1の開口部は、前記ハウジングの第1の縦方向端部に形成され、前記膜は、前記ハウジングに形成された第2の開口部の上に配置されている、
前記少なくとも1つの凍結保護保管装置と、
前記ハウジング及び前記凍結可能媒体を保持するための外側容器と、
前記ハウジングの前記内部キャビティ内、及び前記ハウジングの外側の前記外側容器内で使用するための前記凍結可能媒体と、
を含むシステム。 - 前記ハウジングは、前記第1の開口部を通して前記試料を前記内部キャビティに収容するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ハウジングは、前記膜が取り付けられて前記内部キャビティが画定される浮揚性支持物であり、前記浮揚性支持物の少なくとも一部分が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈まないで、前記膜が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈むことが可能である、請求項1に記載のシステム。
- 前記ハウジングは、全体が前記膜から形成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記多孔質固体層は、2nmから10nmの範囲の細孔径を有する細孔を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記膜は天然ポリマー又は合成ポリマーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記膜は合成ポリマーを含み、前記合成ポリマーは、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、エチレンビニルアルコールコポリマー、又はこれらの任意の組み合わせ又は化学的誘導体を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記膜はセルロース物質を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記セルロース物質は、再生セルロース、変性セルロース、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、又はこれらの任意の組み合わせ又は化学的誘導体を含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記膜は、変性セルロースで作られた透析膜である、請求項1に記載のシステム。
- 前記膜は、水、有機且つ/又は無機の液体溶剤、又はこれらの任意の組み合わせに対して透過性である、請求項1に記載のシステム。
- 前記膜は、前記第2の開口部を覆う為に選択的にマウントされるように構成された分離可能膜である、請求項1に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体は、凍結保護物質が添加剤として懸濁している凍結保護媒体を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ハウジングは、前記膜が前記第2の開口部を覆う為に前記ハウジングにマウントされる凹部を含み、前記装置は支持リングを含み、前記支持リングは、前記支持リングが前記ハウジングに取り付けられた場合に前記膜を第2の開口部の上に固定する為に、前記ハウジングに選択的に取り付けられるように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記支持リングは、前記支持リングを貫通するように形成された穴を有する外側支持部材を含み、それによって、前記膜は、前記支持リングが前記ハウジングにマウントされた場合に、前記支持リングに形成された前記穴を通して、前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に曝される、請求項14に記載のシステム。
- 前記ハウジングは、前記支持リングを前記ハウジングに固定する為に前記支持リングとロック係合する少なくとも1つのロッキングタブを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の開口部は、前記内部キャビティに前記試料を入れることが可能なように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ハウジングに固定されて前記第1の開口部を閉じるように構成されているカバーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記カバーは、前記カバーの外周部に形成された少なくとも1つのベントを含むことにより、前記カバーが前記ハウジングに固定されたときに前記内部キャビティ内の前記凍結可能媒体が前記少なくとも1つのベントを通り抜けて流れることを可能にする、請求項18に記載のシステム。
- 前記カバーは、凸形状を有する内側表面を含み、これによって、前記カバーは、前記カバーの中心部が前記カバーの外周部よりも前記内部キャビティの中に突出している、請求項18に記載のシステム。
- 前記ハウジングはほぼ円筒形状であり、断面が円形である、請求項1に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体は、25℃で液体であり、-20℃で固体である、請求項1に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体は、親水性且つ非毒性の高分子と水性液体とを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体は凍結保護剤を含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記凍結保護剤は、ジメチルスルホキシド(DMSO)、グリセロール、エチレングリコール、プロパンジオール、スクロース、グルコース、デキストラン及び他の多糖類、ポリビニルピロリドン及びポリエチレングリコール及び他のポリマー、他の非浸透性凍結保護剤(コンドロイチン硫酸塩及びラクトビオン酸を含み、これらに限定されない)、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項24に記載のシステム。
- 前記親水性且つ非毒性の高分子はポリマーである、請求項24に記載のシステム。
- 前記ポリマーは、水性液体に溶けると球形の3次元構造を形成する、請求項26に記載のシステム。
- 前記水性液体は、細胞培地、栄養培地、塩類、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記水性液体は、血清、ウシ胎仔血清(FBS)、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)、フラッシングホールディングメディア(FHM)、リン酸緩衝血清(PBS)、ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(DPBS)、ロズウェルパーク記念研究所培地(RPMI)、BF5培地、EX-CELL培地、リソジェニーブロス(LB)培地、CaCl2水溶液、NaCl水溶液、KCl水溶液、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体中の前記ポリマーの濃度が5%(w/v)超、10%(w/v)超、20%(w/v)超、又は50%(w/v)超である、請求項26に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体中の前記凍結保護剤の濃度が、前記凍結可能媒体中の前記ポリマーの前記濃度の20%以上、50%以上、75%以上、又は100%以上である、請求項26に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体は、10%(w/v)のフィコール、5%(w/v)のDMSO、2%(w/v)のコンドロイチン硫酸塩、及び1%(w/v)のデキストラン40を含有する、請求項1に記載のシステム。
- フィコールは、スクロース及びエピクロロヒドリンの共重合によって生成される多糖類である、請求項32に記載のシステム。
- 前記ポリマーは、親水性多糖類、重合シクロデキストリン又は重合糖類、球状タンパク質、球状タンパク質のオリゴ糖鎖を付加することによって生成される球状糖タンパク質、他の、球状タンパク質の誘導体、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項26に記載のシステム。
- 前記ポリマーは親水性多糖類である、請求項26に記載のシステム。
- 前記多糖類は、スクロース及びエピクロロヒドリンの共重合によって生成される、請求項33に記載のシステム。
- 前記凍結可能媒体は、前記外側容器と前記少なくとも1つの凍結保護保管装置との間の空間の一部又は全体を満たし、前記凍結可能媒体は、少なくとも前記膜の表面を前記内部キャビティから離れる方向に覆うのに十分な量で用意される、請求項1に記載のシステム。
- 前記凍結保護保管装置の外側の前記凍結可能媒体の組成が、前記凍結保護保管装置の前記内部キャビティ内の前記凍結可能媒体の組成と異なっていても同じであってもよい、請求項37に記載のシステム。
- 試料を、凍結中の損傷から保護する方法であって、
ハウジングであって、前記ハウジングの第1の縦方向端部に形成された第1の開口部を含み、且つ内部キャビティを形成する前記ハウジングを用意するステップであり、前記ハウジングは、前記ハウジングに形成された第2の開口部上に配置された半透過性膜を含み、前記半透過性膜は、1.0ナノメートル(nm)から100nmの範囲の細孔径を有する細孔を含む多孔質固体層である、前記ハウジングを用意する前記ステップと、
前記ハウジングの前記内部キャビティ内に前記試料と第1の凍結可能媒体とを用意するステップと、
前記ハウジングを、前記ハウジングの外側の第2の凍結可能媒体中に置くステップであって、前記ハウジングは一部又は全体が前記第2の凍結可能媒体に沈められ、前記第2の凍結可能媒体は、前記第1の凍結可能媒体と同じであっても異なっていてもよく、前記第2の凍結可能媒体は、外側容器内に収容される、前記置くステップと、
前記外側容器内の前記第2の凍結可能媒体を凍結温度に曝すステップであって、前記ハウジングの外側の、前記第2の凍結可能媒体中に第1のサイズの氷晶が生成される、前記曝すステップと、を含み、
前記第2の凍結可能媒体中の前記第1のサイズの前記氷晶の成長が前記膜によって止められ、前記膜の細孔径より小さい第2のサイズの氷晶だけが、前記膜を通り抜けて、前記ハウジングの前記内部キャビティ内の前記第1の凍結可能媒体中での氷生成をもたらすことが可能であり、それによって、前記ハウジングの外側の前記第2の凍結可能媒体中で生成される氷晶より小さいサイズの氷晶が前記ハウジング内に生成される、
方法。 - 前記凍結は極低温凍結を含み、前記凍結温度は極低温を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記凍結は非極低温凍結を含み、前記凍結温度は非極低温を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記試料及び第1の凍結可能媒体は、天然又は従来式の媒体及び/又は溶液中に細胞懸濁物又は生物学的組織を含み、前記第1の凍結可能媒体は凍結保護剤を含まない、請求項41に記載の方法。
- 前記ハウジングは、前記第1の開口部を通して前記試料を前記内部キャビティに収容するように構成されている、請求項39に記載の方法。
- 前記ハウジングは、前記膜が取り付けられて前記内部キャビティが画定される浮揚性支持物であり、前記浮揚性支持物の少なくとも一部分が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈まないで、前記膜が前記ハウジングの外側の前記凍結可能媒体に沈むことが可能である、請求項39に記載の方法。
- 前記第1及び/又は前記第2の凍結可能媒体は、親水性且つ非毒性の高分子と水性液体とを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記第1及び/又は前記第2の凍結可能媒体は凍結保護剤を含み、
前記第1の凍結可能媒体の温度が下がるにつれて、前記ハウジングの内側の前記第1の凍結可能媒体中の水が前記膜を通り抜けて、前記極低温凍結中の前記第1の凍結可能媒体中の前記凍結保護剤の濃度が上がる、
請求項39に記載の方法。 - 前記水が前記膜を通り抜けて前記第1の凍結可能媒体から前記第2の凍結可能媒体に浸透することによって、前記第1の凍結可能媒体中の溶質の濃度が上がるか、且つ/又は前記第1の凍結可能媒体の凍結温度が下がって、前記第1の凍結可能媒体の過冷却が防止される、請求項46に記載の方法。
- 前記第2の凍結可能媒体中で生成される前記氷晶は、前記第1の凍結可能媒体中で生成される氷晶よりも大きく、且つ、より高い温度で生成され、
前記膜は多孔質物質を含み、前記多孔質物質の細孔径は、前記第2の凍結可能媒体中で生成される前記氷晶の径より小さく、且つ/又は、
水を透過させる膜がないハウジングに前記試料を保管する場合に比べて相対的に前記試料の損傷が低減される、
請求項47に記載の方法。 - 前記膜は、前記第2の開口部の上に配置されて、前記膜を通り抜ける流体連通を可能にする、請求項39に記載の方法。
- 前記膜が前記第2の開口部の上で前記ハウジングに固定されるように、前記ハウジングに支持リングを取り付けるステップを含み、前記支持リングには、前記膜を通り抜ける、前記第1の凍結可能媒体と前記第2の凍結可能媒体との間の流体連通を可能にする1つ以上の開口が形成されている、請求項39に記載の方法。
- 前記ハウジングは凍結保護保管装置の一部である、請求項39に記載の方法。
- 前記第2の凍結可能媒体を収容した外側容器を用意してから、前記第2の凍結可能媒体の温度を前記極低温に曝すステップを含み、前記第2の凍結可能媒体の温度を前記極低温に曝す前記ステップは、前記外側容器を極低温の周囲環境に置くステップを含み、前記ハウジングは前記外側容器内に置かれ、それによって、前記ハウジングは一部又は全体が前記第2の凍結可能媒体に沈められる、請求項39に記載の方法。
- 前記外側容器はクライオバイアルを含む、請求項52に記載の方法。
- 前記試料及び前記第1の凍結可能媒体は、前記第1の開口部から前記内部キャビティに入れられる、請求項39に記載の方法。
- 前記第1の開口部の上にカバーを固定するステップを含む、請求項39に記載の方法。
- 前記カバーが前記第1の開口部の上に固定されると、前記内部キャビティ内の余分な第1の凍結可能流体が全て前記内部キャビティから押し退けられ、それによって、前記カバーが前記第1の開口部の上に固定されると、前記内部キャビティは空気がなくなる、請求項55に記載の方法。
- 前記試料は、前記第1の凍結可能媒体中に懸濁している細胞又は少なくとも1つの組織試料を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記組織試料は、天然生物学的組織、人工組織、又はこれらの組み合わせを含む、請求項57に記載の方法。
- 前記天然生物学的組織は、ヒト、動物、植物、又は微生物の複数の細胞組織、又はこれらの組み合わせを含む、請求項58に記載の方法。
- 前記人工組織は、人工の、ヒト、動物、植物、又は微生物の複数の細胞組織、又はこれらの組み合わせを含む、請求項58に記載の方法。
- 前記組織試料は、角膜組織又は網膜組織を含む、請求項57に記載の方法。
- 前記細胞は、1つ以上の真核細胞、1つ以上の原核細胞、又はこれらの組み合わせを含む、請求項57に記載の方法。
- 前記1つ以上の真核細胞は、少なくとも1つの哺乳類細胞を含む、請求項62に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの哺乳類細胞は、1つ以上のマウス細胞、1つ以上のブタ細胞、1つ以上のヒト細胞、又はこれらの組み合わせを含む、請求項63に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの哺乳類細胞は、1つ以上の幹細胞、1つ以上の体細胞、1つ以上の生殖細胞、又はこれらの組み合わせを含む、請求項63に記載の方法。
- 前記1つ以上の原核細胞は、少なくとも1つのバクテリア細胞、少なくとも1つの古細菌細胞、又はこれらの組み合わせを含む、請求項62に記載の方法。
- 前記凍結温度は-273℃から0℃まで(端値を含む)である、請求項39に記載の方法。
- 前記凍結温度は-196℃から-20℃まで(端値を含む)である、請求項39に記載の方法。
- 前記凍結温度は-100℃から-40℃まで(端値を含む)である、請求項39に記載の方法。
- 前記凍結温度は-85℃から-65℃まで(端値を含む)である、請求項39に記載の方法。
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