JPH0512691Y2 - - Google Patents

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JPH0512691Y2
JPH0512691Y2 JP11617587U JP11617587U JPH0512691Y2 JP H0512691 Y2 JPH0512691 Y2 JP H0512691Y2 JP 11617587 U JP11617587 U JP 11617587U JP 11617587 U JP11617587 U JP 11617587U JP H0512691 Y2 JPH0512691 Y2 JP H0512691Y2
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cylinder
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freezing
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Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は例えば、リンパ球、骨髄細胞、更には
精子、受精卵等の生体細胞をヘリウムガスにより
凍結するための装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <<Industrial Application Field>> The present invention relates to an apparatus for freezing living cells such as lymphocytes, bone marrow cells, sperm, and fertilized eggs using helium gas.

《従来の技術》 生体細胞を長期保存の目的のために凍結するに
あたつて、その生存率を高くすることは最も重要
な事柄であり、その凍結細胞の生存率は、細胞の
冷却速度に大きく影響されるものであつて、その
関係は第2図に示す通りである。
《Prior art》 When freezing living cells for long-term preservation, it is most important to increase their survival rate, and the survival rate of frozen cells depends on the cooling rate of the cells. The relationship between these factors is shown in FIG. 2.

図示の如く、生存率を向上させるのに有利な冷
却速度としては2領域があり、その1つは1℃〜
数℃/毎分の緩速冷却域A、他の1つは極めて急
速な10000℃/毎分以上といつた、超急速冷却域
Bである。
As shown in the figure, there are two ranges of cooling rates that are advantageous for improving the survival rate, one of which is 1°C ~
One is a slow cooling region A of several degrees Celsius per minute, and the other is an extremely rapid cooling region B of 10,000 degrees Celsius per minute or more.

又、細胞液の塩濃縮、脱水、細胞内氷晶形成等
が、どの程度行なわれるかによつて適性冷却速
度、非適正冷却速度が定まるのであるが、特に毎
分10000℃以上の超急速冷却域Bにおいては、細
胞内水分が非晶質(所謂ガラスの様な状態)とし
て凍結するか、あるいは、氷晶が形成されても極
めて微細であるので、細胞が凍害を受けないとさ
れている。
In addition, the appropriate cooling rate and inappropriate cooling rate are determined depending on the degree of salt concentration, dehydration, intracellular ice crystal formation, etc. of the cell fluid, and especially ultra-rapid cooling of 10,000 degrees Celsius or more per minute. In region B, cells are said not to suffer from freezing damage because intracellular water freezes in an amorphous state (so-called glass-like state), or even if ice crystals are formed, they are extremely minute. .

ところが従来、生体細胞の凍結方法としては、
ストロー管等のチユーブ状収納管に細胞を凍害防
止剤を含む緩衝液と共に収納し、これを液化窒素
等の低温液化ガス、あるいは冷凍機を用いて冷却
し、凍結を行うことが実施されており、従つてそ
の冷却域は、前記緩速冷却域Aである。
However, conventional methods for freezing living cells include
Cells are stored in a tube-like storage tube such as a straw tube with a buffer solution containing a cryoprotectant, and then frozen by cooling the cells with a low-temperature liquefied gas such as liquefied nitrogen or a refrigerator. , therefore, the cooling area is the slow cooling area A.

上述従来方法においては、凍結の直接の対象で
ある細胞が、これに比較して極めて大量の緩衝液
の中に浮遊した状態で存在するために、収納管の
周囲環境をいかに急速凍結の条件下においてやつ
ても、細胞を取り囲む緩衝液が細胞の冷却に対し
ては極めて大きな抵抗となるので、細胞の冷却速
度を前記超急速冷却域Bまで上げることはでき
ず、結局前記緩速冷却域Aに依存するしかなかつ
た。
In the conventional method described above, the cells that are directly targeted for freezing exist in a suspended state in an extremely large amount of buffer compared to this method, so the surrounding environment of the storage tube must be carefully adjusted under conditions for rapid freezing. Even in this case, the buffer solution surrounding the cells provides an extremely large resistance to the cooling of the cells, so it is not possible to increase the cooling rate of the cells to the ultra-rapid cooling area B, and in the end, the cooling rate of the cells cannot be increased to the ultra-rapid cooling area A. I had no choice but to depend on it.

その結果、上述従来方法では次のような諸問題
が指摘される。
As a result, the following problems are pointed out in the conventional method described above.

(イ) 緩速冷却域Aにおいて、高い生存率とするこ
とができるが、これはあくまでも凍害防止剤を
添加した条件下での成績であるから、従来方法
によるときは、凍害防止剤の添加が不可欠とな
つてくるだけでなく、又上記条件下でも緩速冷
却域Aにおいては、細胞の種類により、20%程
度の非実用的な低い生存率しか得られない。
(b) A high survival rate can be obtained in the slow cooling region A, but this is only under the condition that a frost damage inhibitor is added, so when using the conventional method, the addition of a frost damage prevention agent is Not only is this essential, but even under the above conditions, in the slow cooling region A, depending on the type of cell, an impractically low survival rate of about 20% can be obtained.

(ロ) 上記凍害防止剤を添加する際、急激に所定の
濃度にすると、細胞への悪影響が非常に大きく
なるため、4〜5回に分けて段階的に濃度を上
げていかねばならず、この作業は甚だ面倒で時
間がかかり、それでもこのような労力をかけて
も、多少の悪影響から、のがれることはできな
い。
(b) When adding the above-mentioned cryoprotectant, if the concentration is suddenly increased to a certain level, the negative effect on the cells will be very large, so the concentration must be increased step by step over 4 to 5 times. This work is extremely tedious and time-consuming, and even with such effort, one cannot escape from some negative effects.

(ハ) さらに、生体細胞への悪影響を防ぐため、細
胞の解凍時には、凍害防止剤を洗浄、除去する
作業が必要となり、更に、細胞の流失によるロ
スが生じる。
(c) Furthermore, in order to prevent adverse effects on living cells, it is necessary to wash and remove the antifreeze agent when thawing the cells, and furthermore, there is a loss due to washing away of the cells.

(ニ) 毎分1℃から数℃という比較的狭い領域で冷
却しなければならないため、冷却速度の制御は
厳格に行う必要があり、プログラムコントロー
ラー等、高度な制御装置を必要とする上、凍結
時間が2〜3時間と長くなる。
(d) Since cooling must be performed in a relatively narrow area of 1 to several degrees Celsius per minute, the cooling rate must be strictly controlled, requiring advanced control equipment such as a program controller, and It will take 2 to 3 hours.

(ホ) 凍害防止剤の添加等の前処理に時間を要する
上、凍結時間も長く、細胞の凍結までの時間が
総体的に長くかかるため、細胞の活性が低下し
易い。
(e) Pretreatment such as addition of a cryoprotectant takes time, and the freezing time is also long, so it takes a long time overall to freeze the cells, so the activity of the cells tends to decrease.

そこで、前記の超急速冷却域Bにおける生体細
胞の凍結手段も提案されるに至つているが、これ
には既に低温ヘリウム蒸気を用いることが提案さ
れている。
Therefore, a means for freezing living cells in the ultra-rapid cooling region B has been proposed, and the use of low-temperature helium vapor has already been proposed.

この場合、もちろん液体ヘリウム中に被凍結物
を浸漬すれば、超急速凍結が可能となるのである
が、実際上液体ヘリウムを開放容器に貯留して使
用することが極めて困難であり、当該液体に被凍
結物を浸漬しても、所謂沸騰伝熱であつて、当該
被凍結物の外周はヘリウム蒸気であるから、液体
であるからといつて格別冷却速度は速くならない
こと。
In this case, of course, if the object to be frozen is immersed in liquid helium, ultra-quick freezing is possible, but in practice it is extremely difficult to store liquid helium in an open container and use it. Even if the object to be frozen is immersed, it is a so-called boiling heat transfer, and since the outer periphery of the object to be frozen is helium vapor, the cooling rate will not be particularly fast just because it is a liquid.

またヘリウムの気化潜熱は小さく、蒸気の顕熱
は極めて大きいのであるが、液体浸漬時には当該
大なる顕熱が殆ど無駄となつてしまい、高価な液
体ヘリウムの寒冷利用率が非常に悪くなる上、当
該容器の残余液体ヘリウムの処理が難しくなり、
結局無駄にしてしまうことが多くなること等の理
由から、液体ヘリウム自体を用いることなく、ヘ
リウム蒸気を用いるようにしており、このことに
よりヘリウム蒸気の噴霧量を加減することで温度
調節を可能となし、必要なだけ液体ヘリウムを使
つて、顕熱をできるだけ有効に利用し得るように
し、経済性を大幅に改善することも提唱されてい
る。
In addition, the latent heat of vaporization of helium is small and the sensible heat of vapor is extremely large, but when immersed in liquid, most of this large sensible heat is wasted, and the cooling efficiency of expensive liquid helium is extremely poor. It becomes difficult to dispose of the remaining liquid helium in the container,
For reasons such as the fact that a lot of things end up being wasted, we use helium vapor instead of liquid helium itself. This makes it possible to adjust the temperature by adjusting the amount of helium vapor sprayed. It has also been proposed to use only as much liquid helium as necessary to make use of sensible heat as effectively as possible, greatly improving economic efficiency.

しかし、上記の如く超急速凍結を実現させよう
とする従来装置にあつては、生体細胞のヘリウム
蒸気による凍結処理に際し、外部からの熱侵入が
あり、経済的な超急速凍結の実現が不充分となつ
てしまい、また凍結した生体細胞が、不本意に解
凍されてしまうといつた支障の発生も生じ易く、
さらに当該凍結細胞を保存容器に移す際、外気に
触れて昇温したり、汚染するといつたことや、当
該転移作業中に、折角の凍結細胞を死滅させてし
まうといつた損失に対しても、満足すべき対策が
施されていない。
However, in the case of conventional equipment that attempts to achieve ultra-quick freezing as described above, when freezing living cells with helium vapor, heat enters from the outside, making it insufficient to realize economical ultra-quick freezing. In addition, problems such as frozen living cells being thawed involuntarily are likely to occur.
Furthermore, when transferring the frozen cells to a storage container, the temperature rises due to contact with the outside air and contamination occurs, and the frozen cells die during the transfer process. , satisfactory measures have not been taken.

《考案が解決しようとする問題点》 そこで本考案は、生体細胞を毎分10000℃以上
の超急速冷却によつて凍結を実現する新規な凍結
装置を得たもので、簡潔な構成により、前記従来
例の欠陥を解消し、かつ操作が極めて容易であ
り、しかも、凍結細胞の生存率が高く、活性レベ
ルも高く維持でき、更に凍結細胞の回収率を殆ど
100%近くまで向上できるようにしようとするの
が、その目的である。
《Problems to be solved by the invention》 Therefore, the present invention provides a new freezing device that achieves freezing of living cells by ultra-rapid cooling of over 10,000°C per minute. It eliminates the defects of conventional methods, is extremely easy to operate, has a high survival rate of frozen cells, maintains a high activity level, and has almost no recovery rate of frozen cells.
The goal is to improve your performance to near 100%.

《問題点を解決するための手段》 本考案は上記の目的を達成するために、液体窒
素を収納したLN2容器と、当該LN2容器から上向
きに突出した窒素シールド外筒と、当該窒素シー
ルド外筒の上部開口から、下端部を上記液体窒素
に浸漬するまで装入して、当該外筒に載置される
ことで、同上外筒との間に窒素通路を形成する凍
結保存内筒とを具備し、この凍結保存内筒は、上
部に排気口をもつ有底のヘリウムシールド筒と、
このヘリウムシールド筒内に挿入されて着脱自在
に固定され、かつ当該ヘリウムシールド筒との間
に上記排気口と連通のヘリウム通路を形成する凍
結筒とからなり、当該凍結筒は上部の閉成筒部
と、これに連設の通気回収容器部とにより形成さ
れると共に、凍結筒の上端開口に施された閉蓋に
は、緩衝液と共に生体細胞と共に生体細胞の供与
される細胞供給部と、ヘリウムガス供給部とが貫
設されてなるヘリウムガスによる生体細胞の凍結
方法を提供しようとするものである。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned purpose, the present invention has two LN containers containing liquid nitrogen, a nitrogen shield outer cylinder that protrudes upward from the LN two containers, and the nitrogen shield. A cryopreservation inner cylinder that is inserted through the upper opening of the outer cylinder until its lower end is immersed in the liquid nitrogen and placed on the outer cylinder to form a nitrogen passage between the outer cylinder and the outer cylinder. This cryopreservation inner cylinder is equipped with a bottomed helium shield cylinder with an exhaust port at the top,
The freezing tube is inserted into the helium shield tube and fixed detachably, and forms a helium passage communicating with the exhaust port between the helium shield tube and the helium shield tube, and the freezing tube is connected to the upper closed tube. and an aeration recovery container part connected thereto, and a cell supply part to which biological cells are supplied together with a buffer solution, and a closing lid provided at the upper end opening of the freezing tube. The present invention aims to provide a method for freezing living cells using helium gas, which has a helium gas supply section installed therethrough.

《作用》 本考案につき、これを稼動させれば、細胞供給
部によつて、緩衝液の付された生体細胞が、凍結
保存内筒の閉成筒部に滴下され、これがヘリウム
ガス供給部から、当該閉成筒部に供給されるヘリ
ウムガスによつて、超急速冷却域Bでの凍結が行
われ、これにより凍結済生体細胞が、上記閉成筒
部に連結の通気回収容器部に回収される。
《Operation》 According to the present invention, when the device is operated, biological cells with a buffer added thereto are dropped into the closed cylinder part of the cryopreservation inner cylinder by the cell supply part, and this is then released from the helium gas supply part. The helium gas supplied to the closed cylinder section performs freezing in the ultra-rapid cooling zone B, whereby the frozen living cells are collected into the ventilation collection container section connected to the closed cylinder section. be done.

これと同時にヘリウムガスは通気回収容器部を
通過して、次のヘリウム通路に流入し、さらに排
気口から外気に放出されることから、凍結筒はそ
の外周をヘリウムガスにて包被されることとな
り、この結果外部からの侵入熱を阻止し、生体細
胞の凍結が速やかに行われることとなる。
At the same time, the helium gas passes through the ventilation recovery container section, flows into the next helium passage, and is further discharged to the outside air from the exhaust port, so the outer periphery of the freezing tube is covered with helium gas. As a result, intrusion of heat from the outside is blocked, and living cells are quickly frozen.

さらに本考案では上記ヘリウムガスによる断熱
作用だけでなく、LN2容器の液体窒素が気化し
て、窒素蒸気が、窒素通路を介して外気に放出さ
れるから、凍結筒は前記ヘリウムガスと窒素蒸気
とによつて二重に遮蔽され、外気からの熱侵入を
遮断することができる。
Furthermore, in this invention, not only does the helium gas have an insulating effect, but also the liquid nitrogen in the LN 2 container is vaporized and the nitrogen vapor is released to the outside air through the nitrogen passage, so the freezing tube is able to absorb the helium gas and nitrogen vapor. It is double shielded by this, and can block heat intrusion from the outside air.

しかも、通気回収容器部は液体窒素によつて冷
却され得る状態下に配置されているので、凍結済
生体細胞は、ヘリウムガスとその外周の液体窒素
とにより囲成させていることとなり、この結果凍
結済生体細胞が不本意に解凍されてしまうといつ
た事態の発生もない。
Moreover, since the ventilation collection container section is placed in a state where it can be cooled by liquid nitrogen, the frozen biological cells are surrounded by helium gas and liquid nitrogen around the helium gas. There is no situation where frozen living cells are inadvertently thawed.

また、凍結済生体細胞が得られた後にあつて、
これを別途用意した図示しない保存用LN2容器に
転移させ、これを保存しようとする場合にあつて
は、凍結保存内筒をLN2容器から取り出して、外
気による昇温と汚染から当該生体細胞を守ること
ができる。
In addition, after the frozen living cells are obtained,
If you want to transfer this to a separately prepared storage LN 2 container (not shown) and store it, remove the cryopreservation inner cylinder from the LN 2 container and protect the living cells from temperature rise and contamination caused by outside air. can be protected.

《実施例》 本考案を図示の実施例によつて詳記すれば、第
1図に示す通り、液体窒素LN2が収納され挿入用
の開口1を備えたLN2容器2は、真空断熱等によ
る断熱層3を有している。
The present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment. As shown in FIG. 1, an LN2 container 2 containing liquid nitrogen LN2 and having an opening 1 for insertion has an insulating layer 3 such as vacuum insulation.

次に図示の窒素シールド筒4では、開口1から
遊嵌してLN2容器2の底面に載置され、これによ
り当該LN2容器2から突出しており、かつ当該窒
素シールド筒4は上端開口5を有し、筒下縁には
載置周縁6が曲成されていると共に、所望数の切
込口7,7……が欠設され、これによりLN2容器
2の液体窒素LN2が、当該窒素シールド筒4内に
も進入可能としてある。
Next, the illustrated nitrogen shield cylinder 4 is loosely fitted from the opening 1 and placed on the bottom surface of the LN 2 container 2, thereby protruding from the LN 2 container 2, and the nitrogen shield cylinder 4 is fitted loosely through the opening 1 at the top end. The lower edge of the cylinder is curved with a mounting peripheral edge 6, and a desired number of notches 7, 7... are cut out, so that the liquid nitrogen LN 2 in the LN 2 container 2 is It is also possible to enter into the nitrogen shield cylinder 4.

さらに、上記窒素シールド筒4の内周面には、
通気口8a付きの下位振止突片8と、通気口9付
きの受承縁10が横設されている。
Furthermore, on the inner peripheral surface of the nitrogen shield cylinder 4,
A lower steady rest protrusion 8 with a vent hole 8a and a receiving edge 10 with a vent hole 9 are installed horizontally.

ここで、上記の窒素シールド筒4はLN2容器2
内に挿入することなく、当該LN2容器2に載設す
るようにしてもよく、要は液体窒素LN2から窒素
蒸気が開口1を介して、当該窒素シールド筒4内
に進入してくる構成であればよい。
Here, the nitrogen shield cylinder 4 mentioned above is the LN 2 container 2.
The LN 2 may be placed in the LN 2 container 2 without being inserted into the LN 2 container 2. In other words, the nitrogen vapor from the liquid nitrogen LN 2 enters the nitrogen shield cylinder 4 through the opening 1. That's fine.

本考案では、さらに凍結保存内筒11が用意さ
れており、これは窒素シールド筒4の上端開口5
から装入して、その下端部11aがLN2容器2の
液体窒素LN2に浸漬され、この状態にて同上内筒
11から突設した載置縁12が、前記の受承縁1
0に載置されることによつて、凍結保存内筒11
と前記窒素シールド筒4との間に窒素通路13が
形成されるのであり、この結果液体窒素LN2から
の窒素蒸気が通気口9を経て上端開口5から外気
へ放出されることとなる。
In the present invention, a cryopreservation inner cylinder 11 is further provided, which is connected to the upper end opening 5 of the nitrogen shield cylinder 4.
The lower end 11a is immersed in the liquid nitrogen LN 2 of the LN 2 container 2, and in this state, the mounting edge 12 protruding from the inner cylinder 11 is connected to the receiving edge 1.
0, the cryopreservation inner cylinder 11
A nitrogen passage 13 is formed between the nitrogen shield tube 4 and the nitrogen shield cylinder 4, and as a result, nitrogen vapor from the liquid nitrogen LN 2 is discharged from the upper end opening 5 to the outside air through the vent 9.

上記凍結保存内筒11は、上部に排気口14を
もつた有底のヘリウムシールド筒15と、当該シ
ールド筒15の受承フランジ15aをもつた開口
15bから挿入され、施蓋開口16aの載置フラ
ンジ16bが、上記受承フランジ15aに載置さ
れてビス等により着脱自在に固定される凍結筒1
6とによつて構成され、当該ヘリウムシールド筒
15と凍結筒16との間に、前記排気口14と連
通のヘリウム通路17が形成されている。
The cryopreservation inner cylinder 11 is inserted through a bottomed helium shield cylinder 15 with an exhaust port 14 at the top and an opening 15b having a receiving flange 15a of the shield cylinder 15, and placed in the lid opening 16a. A freezing tube 1 whose flange 16b is placed on the receiving flange 15a and removably fixed with screws etc.
6, and a helium passage 17 communicating with the exhaust port 14 is formed between the helium shield tube 15 and the freezing tube 16.

さらに、上記凍結筒16は上側の閉成筒部16
cと下側の通気回収容器部16dとにより構成さ
れ、閉成筒部16cには、ステンレス等の金属、
望ましくは4弗化エチレン(テフロン)やポリイ
ミド等耐低温性と撥水性とをもつた高分子材料を
選定し、これにより、生体細胞が付着し難いよう
にするのがよい。
Further, the freezing tube 16 has an upper closing tube portion 16
c and a lower ventilation recovery container part 16d, and the closed cylinder part 16c is made of metal such as stainless steel,
Preferably, a polymeric material having low temperature resistance and water repellency, such as tetrafluoroethylene (Teflon) or polyimide, is selected to prevent biological cells from adhering to it.

通気回収容器部16dは、もちろん生体細胞な
どが通過してしまわない程度(5ミクロン以下)
の細孔16eをもつたメツシユ板により形成する
ことができ、これにはポリエステル、ポリプロピ
レン等の高分子製市販品を用いることができるの
であり、ここでは生体細胞が既に凍結状態にある
から、閉成筒部16cの如く撥水性材料を用いる
必要はなく、閉成筒部16cと通気回収容器部1
6dとの接続手段は、接着とか、後者に熱収縮チ
ユーブを利用するなどの手段が採用できる。
Of course, the ventilation collection container part 16d should be of a size that does not allow living cells to pass through (5 microns or less).
It can be formed by a mesh plate having pores 16e, and a commercially available polymer product such as polyester or polypropylene can be used for this. It is not necessary to use a water-repellent material like the forming cylinder part 16c, and the closing cylinder part 16c and the ventilation recovery container part 1
6d can be connected by adhesion or by using a heat shrink tube for the latter.

尚ここで、前記のヘリウムシールド筒15に
は、耐低温性を有する材料であれば使用でき、例
えばステンレス、銅合金、高分子材料(テフロ
ン、ナイロン)を採択することができる。
Note that any material can be used for the helium shield tube 15 as long as it has low temperature resistance, and for example, stainless steel, copper alloy, or polymeric material (Teflon, nylon) can be used.

次に上記閉成筒部16cの施蓋開口16aは、
閉蓋18のビス止めなどにより着脱自在なるよう
閉成されると共に、当該閉蓋18には、細胞供給
部19とヘリウム蒸気供給部20とが貫設されて
いる。
Next, the closing opening 16a of the closing cylinder portion 16c is
The closing lid 18 is removably closed by screws or the like, and a cell supply section 19 and a helium vapor supply section 20 are provided through the closure lid 18 .

上記細胞供給部19は、緩衝液21と共に生体
細胞22が収納されている細胞容器19aと、こ
れに連結されポンプ19bと開閉弁19cおよび
滴下ノズル19dをもつた液送パイプ19eとか
らなり、これに対しヘリウムガス供給部20は開
閉弁20aと供給ノズル20bとを有するガス用
パイプ20cを備えており、当該パイプ20cに
は図示しない液体ヘリウムから蒸発したヘリウム
蒸気とか、冷凍機等により冷却されたヘリウムガ
スが送られてくることとなる。
The cell supply unit 19 is composed of a cell container 19a in which biological cells 22 are stored together with a buffer solution 21, and a liquid delivery pipe 19e connected to this and having a pump 19b, an on-off valve 19c, and a dripping nozzle 19d. On the other hand, the helium gas supply section 20 is equipped with a gas pipe 20c having an on-off valve 20a and a supply nozzle 20b, and the pipe 20c is filled with helium vapor evaporated from liquid helium (not shown) or cooled by a refrigerator or the like. Helium gas will be sent.

そこで、上記構成の凍結装置を用いるには、第
1図の状態にあつて、ヘリウムガス供給部20の
開閉弁20aを開いて、ヘリウムガスを閉成筒部
16c内に供給することで、内部が所定温度(例
えば20K)に達するまで予冷した後、細胞供給部
19のポンプ19bを稼動すると共に開閉弁19
cを開くことで、細胞容器19aの緩衝液21に
包まれた生体細胞22を、当該閉成筒部16c内
に滴下して行く。
To use the freezing apparatus having the above-mentioned configuration, in the state shown in FIG. 1, the on-off valve 20a of the helium gas supply unit 20 is opened to supply helium gas into the closed cylinder portion 16c, thereby precooling the inside until it reaches a predetermined temperature (e.g., 20K). Then, the pump 19b of the cell supply unit 19 is operated and the on-off valve 19 is closed.
By opening the closed cylindrical portion 16c, the biological cells 22 enclosed in the buffer solution 21 in the cell container 19a are dropped into the closed cylindrical portion 16c.

これにより当該滴下物Dは低温大熱容量のヘリ
ウムガスと接して超急速冷却されて、落下中に凍
結し、凍結細胞Eとなつて通気回収容器部16d
に捕捉堆積されていくこととなる。
As a result, the dropped material D comes into contact with the helium gas having a low temperature and large heat capacity, is cooled extremely rapidly, freezes while falling, and becomes frozen cells E in the ventilation recovery container section 16d.
It will be captured and deposited.

一方上記のようにして滴下物Dとの熱交換を終
えたヘリウムガスは、少し昇温(60K付近)して
通気回収容器部16dの細孔16eを通過し、さ
らにヘリウム通路17を経て排気口14から外気
に放出されることとなり、従つて閉成筒部16c
は、当該ヘリウム通路17内のヘリウムガスと、
前記窒素通路13内の窒素蒸気(77K付近)とに
よつて、外気からの熱侵入を阻止されることとな
り、超急速冷却を液体ヘリウムの少ない消費によ
り保証できることとなる。
On the other hand, the helium gas that has completed the heat exchange with the dripping material D as described above is heated slightly (nearly 60K), passes through the pore 16e of the ventilation recovery container section 16d, and then passes through the helium passage 17 to the exhaust port. 14 to the outside air, and therefore the closed cylinder part 16c
is helium gas in the helium passage 17, and
The nitrogen vapor (around 77 K) in the nitrogen passage 13 prevents heat from entering from the outside air, and ultra-rapid cooling can be guaranteed with less consumption of liquid helium.

所要の生体細胞凍結作業が完了したならば、ヘ
リウム蒸気の供給を止めることとなるが、このと
きも窒素蒸気が窒素通路13を通過していくか
ら、凍結細胞Eは解凍される如きことはない。
Once the necessary living cell freezing work is completed, the supply of helium vapor will be stopped, but since nitrogen vapor will still pass through the nitrogen passage 13 at this time, the frozen cells E will not be thawed. .

次に蓋板18を載置フランジ16bから取り外
して、別途用意した図示しない保存用盲フランジ
によつて施蓋開口16aを閉成した後、凍結保存
内筒11を引き抜き、これを図示しないLN2容器
に入れるのであるが、このような操作によるとき
は、ヘリウム通路17を具備したまま通気回収容
器部16dが転移されるので、凍結細胞Eは直接
外気に触れることなく、従つて昇温による解凍が
ないだけでなく雑菌による汚染もなく好都合であ
る。
Next, the lid plate 18 is removed from the mounting flange 16b, and the lid opening 16a is closed with a separately prepared blind flange for storage (not shown), and then the cryopreservation inner cylinder 11 is pulled out and placed in the LN 2 (not shown). However, when performing such an operation, the ventilation recovery container part 16d is transferred with the helium passage 17 still provided, so that the frozen cells E are not directly exposed to the outside air and are therefore prevented from thawing due to temperature rise. Not only is there no contamination caused by bacteria, it is convenient.

もちろん、上記の如き昇温、汚染が問題になら
ないときは受承フランジ15aから載置フランジ
16bを外して閉成筒部16cだけを引き抜くよ
うにして、素早く保存用LN2容器に装入すること
もでき、また閉成筒部16cは前記の如く保存用
盲フランジによつて閉成するのではなく、シート
のヒートシールによつて閉覆することも可能であ
る。
Of course, if temperature rise and contamination are not a problem as mentioned above, remove the mounting flange 16b from the receiving flange 15a, pull out only the closing cylinder part 16c, and quickly charge the LN into a storage LN 2 container. Also, the closed cylinder portion 16c can be closed by heat-sealing a sheet, instead of being closed by a blind flange for storage as described above.

《考案の効果》 本考案は上記のようにして構成されているか
ら、緩衝液に包まれた生体細胞がヘリウムガスに
よつて凍結される際、当該凍結雰囲気がヘリウム
ガスと窒素蒸気とにより二重に熱シールドされる
こととなり、これにより理想的な生体細胞の超急
速凍結を、高価な液体ヘリウムの最小限の消費に
よつて実現することができることとなる。
<<Effects of the invention>> Since the present invention is constructed as described above, when living cells enclosed in a buffer solution are frozen by helium gas, the freezing atmosphere is divided by helium gas and nitrogen vapor. Heavy heat shielding makes it possible to achieve ideal ultra-rapid freezing of living cells with minimal consumption of expensive liquid helium.

さらに凍結細胞Eは、液体窒素LN2に囲成され
た雰囲気に滞在されているので、不本意な解凍や
汚染の心配がなく、当該凍結細胞を保存LN2容器
に転移させるときも、ヘリウム通路内のヘリウム
ガスを利用して、凍結細胞の外気による昇温、汚
染を防止でき、通気回収容器部をもつ凍結筒を、
そのまま保存容器として使用できるから、得られ
た凍結細胞を、他の容器に移し替えるといつた作
業が不要となり、この結果作業が効果的であるだ
けでなく移し替えにより解凍してしまつたり、細
胞を流失させてしまうといつたことを回避するこ
とができる。
Furthermore , since the frozen cells E are kept in an atmosphere surrounded by liquid nitrogen LN2 , there is no need to worry about inadvertent thawing or contamination. By using the helium gas inside, it is possible to prevent temperature rise and contamination of frozen cells due to outside air, and the freezing tube has an aeration collection container.
Since it can be used as a storage container as it is, there is no need to transfer the obtained frozen cells to another container, which not only makes the process more effective, but also makes it easier to thaw the cells by transferring them. It is possible to avoid the risk of cell loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案に係るヘリウムガスによる生体
細胞の凍結装置を示す一実施例の縦断正面図、第
2図は生体細胞の冷却速度に対する生存率を示し
た図表である。 2……LN2容器、4……窒素シールド外筒、5
……上部開口、7……切込口、9……通気口、1
0……受承縁、11……凍結保存内筒、11a…
…下端部、12……載置縁、13……窒素通路、
14……排気口、15……ヘリウムシールド筒、
16……凍結筒、16a……上端開口、16c…
…閉成筒部、16d……通気回収容器部、17…
…ヘリウム通路、18……閉蓋、19……細胞供
給部、20……ヘリウムガス供給部、21……緩
衝液、22……生体細胞、LN2……液体窒素。
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of an embodiment of the apparatus for freezing living cells using helium gas according to the present invention, and FIG. 2 is a chart showing the survival rate of living cells with respect to the cooling rate. 2...LN 2 containers, 4...Nitrogen shield outer cylinder, 5
...Top opening, 7...Cut, 9...Vent, 1
0... Receiving edge, 11... Cryopreservation inner cylinder, 11a...
... lower end, 12 ... mounting edge, 13 ... nitrogen passage,
14...Exhaust port, 15...Helium shield tube,
16...Freezing tube, 16a...Top opening, 16c...
...Closing cylinder part, 16d... Ventilation recovery container part, 17...
... Helium passageway, 18 ... Closed lid, 19 ... Cell supply section, 20 ... Helium gas supply section, 21 ... Buffer solution, 22 ... Living cells, LN 2 ... Liquid nitrogen.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 液体窒素を収納したLN2容器と、当該LN2
器から上向きに突出した窒素シールド外筒と、
当該窒素シールド外筒の上部開口から、下端部
を上記液体窒素に浸漬するまで装入して、当該
外筒に載置されることで、同上外筒との間に窒
素通路を形成する凍結保存内筒とを具備し、こ
の凍結保存内筒は、上部に排気口をもつ有底の
ヘリウムシールド筒と、このヘリウムシールド
筒内に挿入されて着脱自在に固定され、かつ当
該ヘリウムシールド筒との間に上記排気口と連
通のヘリウム通路を形成する凍結筒とからな
り、当該凍結筒は上部の閉成筒部と、これに連
設の通気回収容器部とにより形成されると共
に、凍結筒の上端開口に施された閉蓋には、緩
衝液と共に生体細胞の供与される細胞供給部
と、ヘリウムガス供給部とが貫設されてなるヘ
リウムガスによる生体細胞の凍結装置。 (2) 窒素シールド外筒が、LN2容器に挿入載置さ
れ、かつその筒下縁に、液体窒素が流通する切
込口を欠設して形成されている実用新案登録請
求の範囲第1項記載のヘリウムガスによる生体
細胞の凍結装置。 (3) 窒素シールド外筒の上部内周に設けた通気口
付きの受承縁に、凍結保存内筒のヘリウムシー
ルド筒にあつて、その外周に設けた載置縁を載
置している実用新案登録請求の範囲第1項記載
のヘリウムガスによる生体細胞の凍結装置。
[Scope of claim for utility model registration] (1) Two LN containers containing liquid nitrogen, a nitrogen shield outer cylinder protruding upward from the two LN containers,
Cryopreservation in which the nitrogen shield outer cylinder is charged through its upper opening until the lower end is immersed in the liquid nitrogen, and then placed on the outer cylinder to form a nitrogen passage between the outer cylinder and the outer cylinder. The cryopreservation inner cylinder includes a bottomed helium shield cylinder with an exhaust port at the top, and a helium shield cylinder that is inserted into the helium shield cylinder and fixed in a detachable manner, and is connected to the helium shield cylinder. It consists of a freezing tube that forms a helium passage communicating with the exhaust port in between, and the freezing tube is formed by an upper closed tube section and an aeration recovery container section connected thereto. A device for freezing biological cells using helium gas, in which a cell supply section for supplying biological cells together with a buffer solution and a helium gas supply section are installed through a closing lid provided at an upper end opening. (2) Utility model registration claim No. 1, in which the nitrogen shield outer cylinder is inserted and placed in an LN 2 container, and the lower edge of the cylinder is formed with a cutout through which liquid nitrogen flows. A device for freezing living cells using helium gas as described in . (3) Practical use in which the helium shield cylinder of the cryopreservation inner cylinder is placed with the mounting rim provided on the outer periphery on the receiving rim with a vent provided on the upper inner periphery of the nitrogen shield outer cylinder. A device for freezing living cells using helium gas as claimed in claim 1.
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