KR102427753B1 - 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 방법 및 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생물학적 시료를 수용하기 위한 수용공간을 구비한 시료 용기 및 그 내부 공간이 상기 수용공간과 유체가 흐르도록 연결되지 않고 녹는점이 -20 내지 -140℃ 범위에 있는 표지 물질로 부분적으로 채워진 적어도 하나 이상의 챔버를 포함한 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 a)상기 온도 모니터링 기구를 제공하는 단계 및; b)표지 물질을 냉동하되, 상기 표지 물질의 냉동 중 적어도 하나의 챔버는 제1 위치에 오도록 하고, 그 후 적어도 하나의 챔버 내 표지 물질이 용융될 경우 중력의 영향에 의해 적어도 그 위치변화 및/또는 형태의 변화로 인해 제2 위치로 이동하도록 하는 단계를 포함한 냉동보존된 시료의 온도 모니터링 방법을 제공한다.

Description

냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 방법 및 기구

본 발명은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구에 관한 것이다.

세포의 저온 보존(냉동보존)은 세포단계에서 생명활동을 중단했다가(생명을 유지하면서) 생리학적 온도까지 가온하여 생명활동을 재시작할 수 있는 유일한 방법이다. 냉동보존은 지난 수십 년간 바이오뱅크를 통해 발전하여 병원, 제약회사, 종 보존, 환경보호 및 헬스프로비젼(health provision)을 위한 필수적 요소가 되었다. 생물학적 물질은 다양한 크기의 저온에 적합한 용기(냉동 용기), 예를 들명 튜브, 스트로 및 백에 저장된다. 냉동보존에 있어서, 저장된 생체물질은 시료 물질의 생기를 유지하면서 보통 -80℃ 이하의 온도로 냉동되며, 살아있는 컬렉션의 경우 액체질소의 온도인 -140℃ 이하로 냉동된다. 본 명세서에서 '냉동 시료'의 용어는 냉동 상태에서 보존된 시료 또는 냉동보존될 예정인 시료을 의미한다.

거대 시료, 예를 들면 혈액 또는 조직과 같은 시료의 저온 보관을 위한 많은 기술이 개발되고 있다. 현대의 약학, 유전공학 및 생물학에서는 미세 시료의 냉동보존을 확대하려는 경향이 있다. 예를 들면 현탁된 세포 또는 세포군이 현탁된 소량 현탁액(밀리리터 이하)을 들 수 있다. 시험관에서 배양된 세포의 냉동보존은 통상 현탁(서스펜션) 상태로 이루어지고 있다. 그러나, 생의학적으로 유의미한 세포의 대부분은 그 생존 및 적절한 개발을 위한 기재 접촉을 요하게 된다. 따라서, 시료는 배양 후 기재에 속박된 상태로 냉동된다.

세포의 품질은 국가적 자원 등으로 세포치료, 약학적 및 바이오기술의 제품으로 사용되기에 결정적으로 중요하다. 저장기간은 수 일에서 수십 년에 달할 수 있는데, 점차 장기 보전이 중요하게 되었다. 시료는 냉각된 용기에 담겨 보관되며, 통상적으로 금속제 보관함 및 랙에 위치하게 되는데, 시료를 새로 보관하게 되거나 제외하는 경우 온도변화를 겪게 되다. 생체(세포, 세포 부유물 및 조직 조각) 보관의 경우, 시료에 치명적인 악영향을 끼칠 수 있는 냉동 유통의 중단 뿐 아니라 심층냉각에서의 큰 온도상승을 피해야 한다. 비록 계속 냉동상태에 놓여있지는 하지만 의료현장에서 사용시 냉동용기로부터 분리되어 -80 내지 -20℃정도까지 승온되는 동안 시료의 가치가 감소될 뿐 아니라 생명을 위협할 수 있는 상황까지도 이르게 될 수 있는 품질저하가 발생할 수 있다. 비록 시료가 짧게 해동이 되더라도 재냉동 상태는 원래의 조건과 동일하지 않다는 것을 알 수 있다. 그러나, 바이오물질의 해동을 확인하는 것 뿐 아니라 -140 내지 -20℃ 범위의 임계온도를 초과하는지에 대한 기록 역시 매우 중요하다. 각각의 시료에 대한 온도 조절 및 기록이 요구되며, 현재까지 이를 만족하지 못하고 있고, 그렇다 하더라도 하이테크 기구가 요구된다. 냉동시료의 사용시 시료를 해동 후 사용하는 경우 잠깐 동안의 일이라 해도 고가의 시료를 가치없는 것으로 만들 수 있고 비용 낭비를 초래하게 된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개선된 냉동보존된 바이오 시료의 온도 모니터링 방법을 제공하여, 종래 기술의 문제점을 극복하고 단순화된 방법의 실행을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 문제점을 극복한 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 냉동시료가 짧은 시간이라도 소정의 임계온도를 넘겼는지 여부를 가능한한 간단하게 마커로부터 확인할 수 있도록 가능성을 제공하는 것이다. 본 발명은 냉동 전 -20 내지 140℃ 범위의 온도에서 임계온도를 고정하는 것이 가능하다. 이는 수 백만개의 시료 각각의 냉동 시료에서도 명백하고도 신속하게 이루어지도록 하여 바이오물질을 변화시키지 않아야 하고 심층냉동이 수행되도록 하여야 한다. 다수의 시료를 저장하는 경우에는 시료를 선택하여 분리하는 경우 전체 랙을 꺼내고 다시 저장용기에 저장을 하기 때문에 그때마다 시료에 변화가 있을 위험이 있어 가능하면 시료 저장고 내의 시료의 상태까지도 검지할 수 있도록 해야 한다. 본 발명의 기구 및 방법은 다루기 쉬워야 하고, 저온 내구성 및 적합성이 있어야 하며, 생물학적 시료의 저온상태 보관이 총비용의 면에서 수 유로에 그칠 수 있도록 에너지 소비를 하지 않거나 최소화하여 한다.

본 발명의 목적은 본 발명은 독립항의 기술적 특징으로 갖는 기구와 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예와 응용은 종속항을 통해 명백하게 될 것이고 본 명세서의 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 자세하게 설명된다.

본 발명의 첫 번째 양태에 따르면, 전술한 목적은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링을 위한 방법에 의해 달성된다. 상기 방법을 수행하기 위한 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구가 제공된다.

본 발명의 두 번째 양태에 따르면, 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구가 개시되어야 하고 그 자체로 청구될 수 있어야 한다. 상기 기구와 관련된 실시예, 특히 바람직한 실시예의 변형들은 반복을 피하기 위하여 상기 기구와 관련하여 기구의 특징이 개시된 것으로 간주되어야 하고 또한 방법과 관련하여 방법에 따라서 그와 같이 청구될 수 있는 것으로 기구의 특징으로 간주되어야 한다.

도 1 내지 6은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구의 다양한 실시예의 구조도이고,;
도 7은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 방법의 구체예의 흐름도이고;
도 8A, 8B, 9A는 각각 액상 혼합물의 용융 다이어그램이며;
도 9B는 순수한 액체들의 용윰점을 정리한 테이블이고;
도 10은 용매 매트릭스의 혼합성을 나타낸 테이블이다.

본 발명의 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구는 시료, 특히 생물학적 시료를 수용하기 위한 수용공간(시료 보관부)를 구비한 시료 용기를 포함한다. 상기 수용공간은 냉동보존된 시료를 수용할 수 있다.

또한, 상기 기구는 그 내부 공간이 상기 수용부와 유체적으로 연결되지 않아 수용 공간에 위치한 시료와 표지물질이 직접적으로 접촉하지 않는 내부공간을 가진 적어도 하나의 챔버를 더 포함한다. 상기 챔버는 상압, 즉 1013.25밀리바(mbar)에서 그 녹는점이 -20 내지 -140℃ 범위인 표지물질로 부분적으로 채워져 있다. 상기 녹는점은 바람직하게는 -20 내지 -100℃ 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 기구의 챔버는 임계온도를 넘어섰음을 표시하기 위하여 부분적으로 채워진 표지물질에 의해 생성된 추가적인 공간이 표지 요소로 사용될 수 있다.

시료 용기는 냉동보존을 위해 적합한 용기로서, 그 예로는 튜브, 스트로(씨드 튜브로 불리우는), 핼액 또는 줄기세포를 위한 백, 상자 또는 냉동보존에 적합한 다른 용기를 들 수 있다. 이러한 용기는 크라이오제닉 튜브, 크라이오제닉 스트로, 크라이오제닉 백, 크라이오제닉 박스 또는 일반적으로 크라이오제닉 용기로 불리운다.

크라이오제닉 튜브는 바이오뱅크 또는 크라이오뱅크 튜브로도 불린다. 크라이오제닉 튜브는 생물학적 시료를 수용하기 위한 내부 공간을 형성하는 수용부를 포함한다. 상기 크라이오제닉 튜브는 일반적으로 수용공간을 폐쇄할 수 있는 덮개를 더 포함한다. 상기 덮개는 도구를 이용하여 회전을 할 수 있는 결합부를 포함한다. 상기 크라이오제닉 튜브는 기계로 읽을 수 있는 코드의 형태인 마킹을 포함한 기재 요소를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은 표지 물질의 동결을 포함하며, 표지물질을 동결하기 위한 챔버는 제1위치로 이동하여 액체상태의 표지물질이 챔버의 제1 부분공간으로 흐르도록 하고 거기에서 동결된다. 그 후, 특히 냉동 보존의 모니터링 단계 전 및 그 동안 냉동 표지 물질을 포함한 챔버는 중력의 영향으로 표지물질의 용융이 일어나는 제2 위치로 이동되고, 이는 챔버 내부 표지 물질 형태의 적어도 부분적인 변화를 가져온다.

상기 형태의 변화는 표지물질의 형태, 즉 표면 형상 및/또는 위치에 적어도 부분적인 변화를 가져올 수 있다. 만일 제2 위치에서 표지 물질이 용융되는 경우에는, 중력의 영향으로 제2 부분 공간으로 흘러 들어갔다가 온도가 다시 녹는점 이하로 내려갈 때 다시 그 자리에서 동결된다.

다시 말해, 표지 물질은 그러한 배열 또는 위치에서 동결이 되고 챔버는 심층동결 상태, 예를 들면 표지물질의 보존 온도 또는 최소한 임계온도 또는 녹는점 이하에서 그 위치가 변화하게 되어, 그 결과 위치 변화 후 표지물질의 용융은 액상 또는 경계 배열에 눈에띄는 변위를 가져오게 된다. 액상, 예를 들면 염료 또는 다른 방법으로 명백히 확인할 수 있는 것의 이러한 변화에 기반하여 임계온도를 넘어섰는지 여부를 육안 또는 다른 기술적인 자동화 방법에 의해 즉시 확인할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 냉동보존된 시료 및 동결된 표지 물질을 포함한 적어도 하나 이상의 챔버를 구비하되, 상기 온도 모니터링을 위한 적어도 하나 이상의 챔버가 시료 용기상의 제2위치에 정렬된 시료 용기를 포함한 기구를 냉동보관하는 것이 가능하다.

추후의 어느 시점에서, 동결 표지 물질의 형태상 변화, 예를 들면 표지 물질의 적어도 부분적인 변위 및 모양상의 변화가 발생했는지 여부를 확인할 수 있다.

만일 이러한 경우가 발생했다면, 특별히 그것이 매우 짧은 시간에 이루어진 것이라 해도 표지 물질의 녹는점 즉 모니터되어야할 임계온도가 초과된 것으로 결론내릴 수 있다.

본 발명의 장점은 짧은 시간에 이루어진 것이라 해도 표지 물질의 형태에 변화가 있을 때 그것이 냉동 시료가 소정의 임계온도를 넘어서 가열이 되었는지 여부를 직접적으로 알 수 있다는 것이다. 이는 시료를 시료 용기에서 꺼내어 확인하지 않더라도 육안검사에 의해 또는 이에 해당하는 측정기구에 의해 기술적으로 자동화된 방법에 의해 확인할 수 있다는 것이다.

본 발명의 특별한 한 바람직한 실시예에 따르면, 상기 기구는 각각 부분적으로 표지 물질로 채워진 복수의 챔버들을 포함할 수 있으며, 상기 표지 물질들의 녹는점은 -20 내지 -140℃ 범위에 놓일 수 있다. 상이한 온도 임계값은 모니터될 수 있으며, 각각의 표지 물질은 선택 또는 혼합되어 녹는점이 모니터될 온도 임계값의 하나에 해당하도록 할 수 있다. 상기 실시예는 시료가 도달해야 하는 온도 간격에 보다 정밀하게 제한되도록 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 챔버의 적어도 한쪽 벽면은 투명하거나 반투명하도록 하여 외부에서 표지물질의 형태 변화, 예를 들면 위치 변화가 발생했는지 여부를 관찰할 수 있도록 할 수 있다. 바람직하게는 전체 챔버 벽면이 모두 투명하거나 반투명하도록 하는 것이 바람직하다.

개선된 감지를 위하여 상기 표지 물질은 표지 물질의 물리적 성질의 감지도를 높일 수 있는 표지첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 표지 첨가제는 예를 들면 염료일 수 있으며, 표지 물질이 채색되거나 염색이 되도록, 즉 투명하지 않게 하여 그 형상 및/또는 위치 변화를 광학적으로 보다 명확히 알 수 있도록 한다.

원칙적으로 상기 염료는 아래의 조건만 만족한다면 특별히 제한되지는 않는다:

-소량이나 낮은 농도에서의 사용이라도 강한 염색 효과를 내는 것(예를 들면, 포화염액에서 출발하여 1체적% 미만의 첨가, 일반적으로 천분의 일 또는 그 아하의 사용)

-내냉성

-디스패치 온도 및 적절히 낮은 온도에서의 내광성

-표지 물질의 성분에 용해성

-냉동동안 분리되지 않을 것

-표지 물질과 플라스틱 물질의 접촉시 반응하지 않을 것

상기 염료는 트리페닐메탄 염료, 로다민 염료, 특별히 크산틴, 아조염료는 물론, 페나진 및 페노티아진 염료를 포함한 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

더 특별한 실시예에서는, 상기 염료는 오일레드(oil red), 메틸블루, 브릴리언트 그린, 로다민 B, 뉴트럴 레드, 메틸렌블루로 구성된 군으로부터 선택되거나 세포학에서 사용되는 세포용 염료일 수 있다.

상기 표지첨가제는 입자상, 특히 산란 행동 및/또는 전자기장을 표지물질에 조사할시 편광현상을 증대할 수 있는 나노입자일 수 있다. 결과적으로 광학적 측정, 산란 측정 및/또는 편광 측정 수단에 의한 표지 물질의 형태에 변화를 보다 신뢰할 수 있게 측정할 수 있다. 표지 첨가제는 전도성 입장일 수 있다. 표지물질의 전도성 또는 저항은 전도성 입자의 첨가에 의해 영향을 받을 수 있다. 이러한 방식으로 전도성 또는 저항을 측정하여 표지물질의 형태변화를 감지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 기구는 챔버 내의 표지 물질의 위치를 감지할 수 있도록 형성된 측정기구를 포함할 수 있다. 상기 측정기구는 표지물질의 형태 변화를 확인하기 위한 광학 또는 광-전기 측정기구, 예를 들면 광학 투과, 광산란 또는 광반사 측정 기구일 수 있다.

소정의 임계온도를 넘어섰는지를 모니터하기 위한 녹는점을 가진 물질이 표지 물질로 선택될 수 있다. 표지물질은 액체 또는 액상의 혼합물로, 설계된 임계온도에 해당하는 녹는점을 갖는다. 그 예로는 물과 에탄올의 혼합물, 물과 수산화칼륨(KOH)의 혼합물 또는 물과 부동액의 혼합물 등이 표지물질로서 선택될 수 있다. 혼합비율은 혼합비의 함수로 녹는점 프로파일을 나타내는 각각의 용융 다이어그램에 따라 조절되어 액상 혼합물의 녹는점이 원하는 값을 갖도록, 즉 임계온도가 모니터될 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 표지물질은 옥탄-1-올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5--디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜타놀, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 알콜을 포함한다. 상기 알콜은 프로판-1,3-디올, 프로판-1,2-디올 및 부탄-2-올로부터 선택된 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 표지물질은 적어도 2종의 다른 알콜 성분을 포함한다:

a)옥탄-1-올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5--디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜탄올, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 알콜;

b)상기 a)성분의 알콜보다 녹는점이 더 낮은 옥탄-1-올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5--디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜탄올, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 알콜로서,

상기 a) 및 b)성분의 혼합비는 혼합물의 녹는점이 -20 내지 -160℃ 범위, 더 바람직하게는 -25 내지 -160℃ 또는 -50 내지 -150℃ 범위의 온도에 놓이도록 조절된다.

더 바람직한 실시예는 상기 표지 물질이 하기 a) 및 b)성분의 조합 중 하나를 포함하는 것에 특징이 있다:

-옥탄-1-올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-옥탄-1-올과 펜탄-1-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-옥탄-1-올과 프로판-1,2-디올 5 내지 95체적%의 혼합비

-노난-1-올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-노난-1-올과 프로판-1,2-디올 5 내지 95체적%의 혼합비

-노난-1-올과 펜탄-1-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-프로판-1,2-디올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-프로판-1,2-디올과 프로판-1,3-디올 5 내지 95체적%의 혼합비

-프로판-1,2-디올과 부탄-1,2-디올 5 내지 95체적%의 혼합비

-프로판-1,3-디올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-프로판-1,3-디올과 부탄-1,2-디올 5 내지 95체적%의 혼합비

-펜탄-1,5-디올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-벤질알콜과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-펜탄-1-올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-펜탄-1-올과 메탄올 5 내지 95체적%의 혼합비

-사이클로펜탄올과 부탄-2-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-사이클로펜탄올과 프로판-1,2-디올 5 내지 95체적%의 혼합비

-사이클로펜탄올과 펜탄-1-올 5 내지 95체적%의 혼합비

-사이클로펜탄올과 부탄-1,2-디올 5 내지 95체적%의 혼합비이되;

상기 혼합비의 값은 각각의 경우에 있어 양 성분의 전체 혼합물에 있어 앞서 기재된 성분의 비를 나타낸 것이다.

본 발명의 더 바람직한 실시예에 따르면, 상기 표지 혼합물의 예는 40 내지 60체적% 혼합비를 갖는 프로판-1,2-디올과 부탄-2-올(약 -90℃의 녹는점을 갖는다.), 30 내지 70체적%의 혼합비를 갖는 프로판-1,2-디올 및 프로판-1,3-디올 또는 30 내지 70체적%의 혼합비를 갖는 프로판-1,3-디올 및 부탄-2-올을 포함할 수 있다.

또한, 상기 표지 물질은 최소한 하나 이상의 알콜 외에도 최소한 전술한 염료를 바람직하게 포함한다. 상기 염료는 오일레드, 메틸레드, 블릴리언트 그린 및 로다민 B를 포함한 군으로부터 선택된 1종 이상이 특별히 바람직하다.

본 발명의 더욱 바람직한 실시예는 상기 표지 물질이 오일레드, 메틸레드, 블릴리언트 그린 및 로다민 B를 포함한 군으로부터 선택된 1종 이상인 염료는 물론, 프로판-1,3-디올, 프로판-1,2-디올 및 부탄-2올로부터 선택된 a) 및 b)의 두가지 알콜을 포함한 것에 특징이 있다.

상기 알콜 중 염료의 농도는 염료와 알콜의 종류에 따라 크게 변화할 수 있다.

진한 염색의 경우, 농도는 가능한 낮게 유지되도록 하여 염료 분자가 용해되는 알콜의 냉동 및 해동 특성을 변화시키거나 점도를 증가시키지 않도록 하여야 한다. 염료의 농도는 일반적으로 10체적% 미만, 보다 바람직하게는 1체적% 또는 0.1체적%, 즉 천분의 수 부(parts) 또는 그 이하의 범위에 놓인다.

본 발명의 일 변형에서, 모니터되는 임계온도는 표지물질의 녹는점과 직접적으로 대응되지는 않고, 용융된 물질의 점도가 요구되는 액상의 이동이 발생할 수 있을 정도로 저하될 정도로 되는 녹는점 이상의 온도에 대응된다.

이러한 온도가 본 발명에서는 또한 임계온도로 일컬어지고, 통상 명목상의 녹는점보다 3-30℃ 또는 5-30℃ 이상의 범위의 온도, 예를 들면 3-10℃, 3-20℃, 5-10℃ 또는 5-20℃ 이상의 범위에 놓인다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 표지 물질은 녹는점보다 3-30℃ 또는 5-30℃ 이상의 범위 온도의 액상 혼합물이 10 내지 10⁶mPa*s 범위, 보다 바람직하게는 10 내지 10⁴mPa*s 범위의 점도를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기구에 있어서 적어도 하나의 챔버는 시료 용기의 외측에 배치된 및/또는 배치가능한 하나 이상의 캐비티를 구비한 용기에 의해 형성될 수 있다. 본 명세서에서 "배치된 및/또는 배치 가능한"의 용어는 "결합된 및/또는 결합 가능한", "짝지워진 및/또는 짝지워질 수 있는", "연결된 및/또는 연결가능한"의 의미를 포함한다. 따라서, 부분적으로 표지 물질로 채워진 적어도 하나 이상의 챔버 형성을 위한 용기는 시료 용기와 구별될 수 있다.

본 발명에 따른 구체예의 가능성은 적어도 하나의 챔버 형성을 위한 용기는 시료 용기에 탈착가능하게 결합된다. 탈착가능한 결합은 특별히 시료 용기상에 슬라이드 또는 압착 방식을 포함한다. 이는 용기가 시료 용기와 공간적으로 분리되어 보관 또는 준비(예를 들면, 제1위치에서 표지 물질을 냉동하는)될 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 챔버는 시료 용기에 회전가능하게 결합된 하나 또는 그 이상의 캐비티를 구비한 용기에 의해 형성될 수 있다. 회전가능성은 제1위치에서 표지 물질이 냉동되고 연이어 온도 모니터링을 위한 제2위치에서 보관을 할 수 있도록 용기가 시료 용기상에서 두 방향으로 이동가능하게 할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 변형 실시예에 따르면, 상기 용기는 시료 용기의 길이방향 단부에 대하여 회전가능하게 결합된다. 이는 특히 복수의 시료 용기를 크라이오뱅크에 저장할 경우 공간활용성을 높일 수 있는 장점이 있다.

구부릴 수 있는 부품의 사용으로 인해 용기가 시료 용기에 회전가능하게 결합되는 경우 특별히 다루기 쉬운 낮은 비용의 회전가능 기구가 제공될 수 있다.

시료 용기는 예를 들면 그 내부에 수용된 바이오시료의 오염방지를 위하여 수용공간을 폐쇄하기 위한 커버를 구비할 수 있다. 본 발명의 문맥상에서 시료 용기의 커버에 탈착가능하게 또는 회전가능하게 적어도 하나의 챔버 형성을 위한 용기를 결합하는 것이 가능하다. 이는 한편으로 표지 물질을 구비한 용기를 수용하기 위한 통상적인 냉동 용기의 커버가 편리하게 변경되어야 하는 장점과, 다른 한편으로는 바이오 시료를 구비한 시료 용기의 장착이 공간과 시간의 관점에서 용기 내의 표지물질의 냉각 및 시료 용기의 커버에 용기를 부착하는 것이 분리되어 수행될 수 있다는 장점도 있다.

시료 용기상에 용기의 배치에서 가능한 공간을 절약하기 위하여, 본 발명의 또 다른 변형에 따른 용기는 시료 용기의 길이방향 축에 수직한 회전축을 중심으로 시료 용기에 회전가능하게 결합될 수 있다.

적어도 하나의 챔버의 형성을 위한 시료 용지에 회전가능하게 결합된 용기는 예를 들면 반환형 또는 환형의 내부가 빈 몸체로 구체화되어 시료 용기의 길이방향 축에 대하여 동축상에 정렬된 제1회전위치로 이동될 수 있고, 상기 제1회전 위치에 대하여 적어도 45도, 바람직하게는 90도 회전한 제2회전위치에 이동할 수 있다. 제1 회전위치는 수평 위치일 수 있다. 제2 회전 위치는 수직 위치일 수 있다. 용기가 시료 용기의 길이방향 단부에 회전가능하게 결합되는 경우, 이러한 변형은 크라이오제닉 튜브와 같은 실린더형 시료 용기에서 특히 더 유리하다. 제1회전위치에서 시료용기 및 용기의 측면이 서로에 대해 동축이고 평행하게 맞추어질 수 있기 때문에, 반환형 또는 환형으로 제작된 용기의 직경이 실린더 형태의 시료 용기의 직경에 대응되는 경우 본 발명의 기구의 특별히 콤팩트한 실시예가 실현될 수 있다.

본 명세서에서 '환형' 또는 '반환형'의 용어는 평평한 환형 또는 평평한 반환형, 즉 상하에 평평한 면을 갖는 환형이나 반환형 형태 역시 특별히 포함되어야 한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반환형 또는 환형 용기의 일면은 그 내면상에서 빛을 반사하도록 할 수 있다. 이는 측정 기구의 측정 빔(beam)의 도움으로 표지 물질의 위치 변화를 간단히 측정할 수 있도록 해준다. 예를 들면, 만일 용융 과정의 결과로 용기 내 표지 물질의 위치에 변화가 있을 경우 투명 또는 반투명 재질의 용기 내부공간에 측정빔이 조사되는 경우 측정빔은 거울상 내부면에서 반사된다. 반면, 만일 표지 물질의 위치에 아무런 변화가 없을 경우에는 측정빔은 표지 물질에 흡수된다.

시료 용기에 회전가능하게 결합된 적어도 하나의 챔버 형성을 위한 용기는 길이방향으로 속이 빈 몸체, 예를 들면 튜브 형태일 수 있으며, 이는 시료 용기와 직간접적으로 시료 용기의 길이방향 단부에 회전가능하게 결합된다.

시료 용기에 회전가능하게 결합되는 용기는 상기 용기의 길이방향 축이 상기 시료 용기의 길이방향 축과 평행하도록 된 제1회전위치로 이동하였다가 상기 제1회전위치 대비 최소 45도 회전한 제2회전위치로 이동할 수 있도록 구체화될 수 있다. 이러한 실시예의 변형은 용기 내부의 표지 물질의 위치 및/또는 형태에 대한 광학적 검지에 특별히 적합하다.

표지 물질을 포함한 용기가 시료 용기에 대하여 탈착가능한 방식으로 결합할 수 있음은 전술한 바이다. 이에 적합한 본 발명의 일실시예로 가능한 것은 이중벽 구조의 푸시온 방식의 용기 또는 적어도 하나의 챔버를 제작하는 것이다. 이는 통상의 방식으로 시료 용기로의 빠른 부착을 가능하게 한다. 상기 푸시온 방식은 시료 용기상에 추가적 접착이 가능하다.

본 발명의 상기 실시예의 첫번째 변형에 따르면, 상기 이중벽 푸시온 파트는 시료 용기의 길이방향 단부에 이중벽 캡이 압착되는 것이다. 이러한 변형은 저장고로부터 시료 용기를 분리할 필요 없이도 표지 물질의 형태 또는 위치 변화를 빠르게 육안으로 확인할 수 있게 할 수 있다.

상기 실시예의 두번째 변형에 따르면, 이중벽 푸시온 파트는 시료 용기의 외측벽면상에 압착되거나 슬라이드될 수 있으며, 푸시온 상태에서 그 주위에 적어도 부분적으로 결합된다. 이러한 변형은 실린더 형태의 시료 용기, 특별히 크라이오제닉 튜브에 특별히 유리하다. 이중벽 구조의 푸시온 파트는 공동의 실린더 형태 또는 부분적으로 공동의 실린더 형태로 제작될 수 있고, 그 내경은 시료 용기의 외경에 대응되도록 하여 푸시온 파트가 실린더 형태의 시료 용기에 깃 또는 클램프의 방식으로 결합하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 챔버는 시료 용기와 일체형으로 제작될 수 있다. 즉, 시료 용기는 그 내부에 하나 또는 복수의 챔버를 구비할 수 있다. 그 결과, 적어도 하나의 챔버 형성을 위한 시료 용기의 외측에 배치된 분리된 요소를 제외할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 챔버 형성을 위한 시료 용기의 수용공간은 외벽 및 내벽을 구비한 이중벽의 형태로 제작되되, 상기 내벽과 외벽 사이의 중간 공간이 표지 물질로 부분적으로 채워진 형태일 수 있다. 복수의 챔버 형성을 위해서는, 중간 공간은 분리벽을 이용하여 여러 개의 보조공간으로 분할될 수 있다.

본 명세서에 있어서 '시료 용기'의 용어는 특별히 냉동보존을 위해 제작된 용기를 의미한다. 시료 용기는 -140℃ 미만의 온도에 적합한 저온 적합성의 플라스틱 재질로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 플라스틱 재질은 반복된 온도변화에도 변형 또는 손상이 없는 내구성이 있어야 한다. 플라스틱 재질은 전체 무게를 기준으로 바람직하게는 1% 미만, 더욱 바람직하게는 0.1 미만의 흡수특성을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 냉동보존 재질은 예를 들면 폴리우레탄 또는 폴리에틸렌을 기반으로 한다.

본 명세서에 있어서 '생물학적 시료'의 용어는 생물학적 물질, 예를 들면 세포, 조직, 세포 성분, 생물학적 거대분자 등으로, 시료 용기에서 냉동보존될 물질을 의미하며, 현탁 및/또는 기재물질과 조합되어 사용될 수 있다. 기재는 생물학적 시료의 일부인 세포를 부착 수용하가 위해 형성되어 수용공간에 배치될 수 있다.

위에서 기술된 본 발명의 바람직한 실시예는 상호 결합된 형태로 구현될 수 있다. 이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 상세한 설명 및 그 장점을 살펴보도록 한다.

도 1 내지 6은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구의 다양한 실시예의 구조도이고,;

도 7은 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 방법의 구체예의 흐름도이고;

도 8A, 8B, 9A는 각각 액상 혼합물의 용융 다이어그램이며;

도 9B는 순수한 액체들의 용윰점을 정리한 테이블이고;

도 10은 용매 매트릭스의 혼합성을 나타낸 테이블이다.

각 도에서 동일하거나 균등한 역할을 하는 요소들은 동일한 도면부호로 표시되었거나 부분적으로 분리하여 기재되지 않았다.

도 1A는 일반적인 크라이오제닉 바이오뱅크에 사용되는 크라이오제닉 튜브(튜브) 1 형태의 시료 용기를 나타낸다. 상기 시료 용기는 바이오 물질이 위치하는 바이오 시료 수용 공간 2를 포함한다. 여기서 바이오시료는 세포 현탁액 6이다. 상기 크라이오제닉 튜브는 용기를 폐쇄하는 커버 3을 더 포함하며, 자동화의 경우 상부에 도구(미도시)를 이용하여 커버 3을 회전할 수 있는 결합부 4를 포함한다. 크라이오제닉 튜브 1은 그 내부로 바코드 또는 기타 마크가 선택적으로 삽입된 기부 5를 포함할 수 있다. 이러한 형태에서는, 크라이오제닉 튜브 1은 저장소에 수직으로 세워져 저온 저장소에 보관된다.

도 1에 나타난 실시예에 따르면, 극저온 상태의 이중벽 구조의 투명 캡 11은 크라이오제닉 튜브 1상에 압착된다. 캡 11은 도 1B에 표현되어 있다. 이중벽 구조의 캡 11은 내벽 13 및 외벽 12을 구비하고 있다. 상기 내벽 13과 외벽 12 사이의 벽 공간 또는 중간 공간 14는 어는점/녹는점이 -20 내지 -100℃ 범위인 액체 또는 액상 혼합물 형태의 표지 물질 7로 부분적으로 채워진다. 이는 아래 도 8 내지 10에 기반한 아래 설명에 상세히 기술될 것이다.

캡 11은, 도 1B에 나타난 캡 11의 위치에 대하여 180도 회전된 제1위치에 있을 경우 임계온도 미만으로 냉각되어 액체가 중력의 영향으로 중간 공간 14 내에서 캡 단부 15로 흘러 그 위치에서 냉동된다. 이제 캡 11은 도 1B에 나타난 바와 같이 회전될 수 있다. 표지 물질 7은 캡 단부 15에서 고체화된다.

표지 물질 7의 어는점/녹는점 이하의 온도에서, 도 1C에 나타난 바와 같이 캡 11은 크라이오제닉 튜브 1 상으로부터 압착된다. 이러한 방법으로 형성된 온도 모니터링 기구 10은 예를 들면 트라이오제닉 탱크 내에 냉동저장될 수 있다.

시료 6 및 표지물질 7이 표지 물질 7의 융점 이상의 온도에 도달하게 되면, 벽공간 내에서 용융된 표지 물질 7은 하방으로 흐르게 되어 하부 캡 구간 16에 모이게 되어 도 1D의 그림과 같이 된다. 만일 시료 16이 항상 표지 물질 6의 어는점 이하로 유지되는 경우에는 도 1E와 같은 상태가 될 것이다. 이와 같은 방법으로, 시료 6에 대해 용인될 수 없는 가열은 용이하게 밝혀질 수 있다. 캡 11 내측의 표지 물질의 위치는 광전기적으로 및 자동화된 방법에 의해 외관상 파악될 수 있을 뿐 아니라, 측정기구의 간단한 설치로도 확인할 수 있다. 표지물질이 염색된 경우에는, 더 용이하게 위치 측정을 할 수 있다. 보관온도에서 표지 물질의 위치 측정은 냉동 탱크 내부에서 쉽게 이루어 질 수도 있다. 온도 모니터링 기구 10의 또 자른 장점은 캡 11의 재활용성과 자유롭게 선택가능한 어는점을 가진 표지 물질 7로 사용되는 표지 액체의 사용이다. 생체조직의 경우, 약 -80℃의 용융 온도가 권장되는데, 이는 세포 및 그 주변의 얼음이 명확하게 재결정화되어 냉동시료의 품질 저하를 유발하기 때문이다. 생물학적 액체 및 -80℃에서 저장되는 유전 물질의 경우, 약 -30℃의 융점이 권장된다.

도 2는 이중벽 푸시온 파트 21의 형태에 있어 변형된 2상 변이의 형태를 나타내며, 도 2B에 나타난 바와 같이 압착가능한 구조를 갖고 투명한 재질로 된 푸시온 파트가 도 2A에 나타난 크라이오제닉 튜브 1에 압착되어 도 2D와 같이 결합된다.

푸시온 파트 21은 벽 공간 24를 형성하기 위한 내측벽 23 및 외측벽 22를 구비한 이중벽구조로 구체화된다. 벽공간 24는 분리벽 25에 의해 각각 분리된 24a 및 24b 2개의 부분 공간으로 분할된다. 푸시온 파트는 2개의 챔버 24a 24b를 형성한다. 챔버 24a는 제1표지 물질 7로 부분적으로 채워지고, 24b는 제2표지 물질 26으로 부분적으로 채워진다. 표지 물질 7, 26은 각각 다른 녹는점을 갖는다. 상기 표지 물질들은 도 1B에서 보는 바와 같이 제1위치에서 그 각각의 어는점 미만의 온도에 노출하여 동결시킨다. 푸시온 파트는 180도 회전하여 냉동된 크라이오제닉 튜브 1상에 압착된다. 크라이오제닉 튜브 1 및 푸시온 파트 21을 포함한 본 발명의 기구는 참조번호 20에 의해 지정될다. 푸시온 파트 21은 크라이오제닉 튜브 1의 크기에 맞추어져 크라이오제닉 튜브의 케이스 표면에 압착되어 결합된다.

약 -80℃ 정도의 어는점을 갖는 액체가 제1표지 물질 7로 선택되고 약 -60℃ 정도의 어느점을 갖는 액체가 제2표지 물질로 선택되며 푸시온 파트 21을 함께 구비한 크라이오제닉 튜브 1이 -80℃ 초과 및 -60℃ 미만의 온도에서 탱크에 놓여지거나 샘플 제거 및 갱신 과정 중에 보관중인 경우라면, 도 2D에 나타난 형태가 구현된다. 표지 물질 26은 일시적으로 용융되어 벽 공간 24b의 낮은 부분으로 흐르게 된느 반면, 표지 물질 7은 벽 공간 24a의 높은 부분에 여전히 머물게 된다. 이러한 방식에서는, 보관 온도의 변화는 제한된다. 기구 20이 일시적으로 -60℃ 이상으로 가열되는 경우, 두 가지 표지 물질 7 및 26은 푸시온 파트의 하부에 위치하게 될 것이다(미도시). 시료가 제대로 보관된 경우에는 푸시온 파트 21은 도 1Cdp 나타난 형태를 보일 것이다.

도 3은 부분적으로 액체가 채워진 이중벽 구조의 투명성 환형 몸체 31의 두가지 변형을 나타낸 것으로, 표지 물질 7을 수용하기 위한 내부공간 34를 형성하며 크라이오제닉 튜브 1에 회전가능하게 결합되어 있다. 도 3A 및 3B에 도시된 기구 30에서는, 환형 몸체 31은 크라이오제닉 튜브 1의 커버 3에 회전가능하게 결합되어 있다. 또한, 도 3C 및 3Ddp 개시된 기구 30c의 경우에서는, 환형 몸체 31은 크라이오제닉 튜브 1의 기부 5에 회전가능하게 고정된다. 환형 몸체는 도 1A 및 1C에 나타난 바와 같이 수직 위치에서 회전할 수도 있고, 도 1B 및 1D에 나타난 바와 같이 수평 위치에서 회전할 수도 있다.

크라이오제닉 튜브 1 및 환형몸체 31로 구성된 기구 30 또는 30c는 도 1A 및 도 1C에 나타난 것과 같이 각각의 경우에 있어 링(수직 위치)을 구비하고 냉동된다. 표지 물질 7은 부분 공간 33에서 환형 몸체 31의 하부 절반으로 고형화된다. 위 도에서는 표지 물질이 강조되어 환형 공간 내부의 절반을 차지하는 것으로 보이지만, 이보다 높거나 낮을 수 있다. 표지 물질 7의 고형화 후, 도 1B 및 도 1D에 나타난 것과 같이 환형 몸체 31은 부착부 36에서 회전하여 수평위치로 오게된다. 이러한 형태가 유지되는 한, 기구 30, 30c 또는 시료 6은 그 내부에 저장되고 표지물질 7의 녹는점 이상으로 온도가 상승하지 않게된다. 만일 그렇지 않다면, 액체가 퍼지게되어 부분 공간 32 내부에 부분적으로 위치하게 되는데, 이는 육안관찰 또는 광학적 측정에 의해 확인될 수 있다.

도 4는 연장된 용기 41, 표지 물질 7로 부분적으로 채워진 내부공간 44가 회전축 D를 중심으로 크라이오제닉 튜브 1에 회전가능하게 결합된 형태의 실시예를 보이고 있다. 표지 물질 7은 용기 41의 수직한 위치 또는 비스듬한 위치의 경우에 냉동이 된다. 도 4B에 나타난 바와 같이, 냉동된 표지 물질 7을 구비한 용기 41은 그 다음 하방으로 구부러진다. 용기는 벤딩부 46을 거쳐 크라이오제닉 튜브1에 결합되다. 표지 물질 7이 상부 부분공간 42에 계속 냉동상태로 유지되는 한, 녹는점을 초과하지 않은 것이다. 만일 기구 40이 냉동보관 후 도 4B에 나타난 것과 같은 상태로 보인다면, 표지물질의 녹는점을 초과한 적이 없는 것으로 결론지을 수 있다. 상기 기구 40은 광학적 검출에 특별히 적합하다. 따라서, 투명 용기 41의 하부 부분공간 43에 겨냥된 측정빔 경로 45(단속선)의 측정기구(미도시)를 가지고 표지물질 7이 용융의 결과로 액화되어 하부 부분공간 43으로 흘렀는지 여부를 확인할 수 있다. 이러한 경우에서, 측정빔 45는 표지 물질에 의해 흡수되며, 이는 측정빔 45의 단절에 의해 검출될 수 있다.

도 5는 본 발명의 냉동보존된 바이오시료의 온도 모니터링 기구 50의 다른 실시예의 단면구조도이다. 상기 실시예에서, 표지 물질 7을 수용하기 위한 챔버 54는 크라이오제닉 튜브 51에 통합된어 있다. 크라이오제닉 튜브 51은 커버 3은 물론 바이오시료 6이 담기는 수용공간(수용실린더) 2를 구비한다. 상기 수용 실린더 2의 벽체는 그 사이에 표지 물질 7을 수용하는 벽공간 54를 형성하도록 외측벽 52 및 내측벽 53을 구비한 이중벽 구조로 제작되었다. 시료 6과 함께 기구 50은 다음과 같이 냉동된다:

도 5A에 나타난 바와 같이, 바이오 시료의 어느점(일반적으로 -20℃) 아래의 온도로의 냉동은 크라이오제닉 튜브의 위치에서 수행된다. 도 5B와 같은 상태가 형성된다. 이제 아직 액체 상태의 표지 물질과 함께 냉동된 시료 6은 도 5B의 위치에서 180도 회전하여 도 5C에 나타난 위치로 거꾸로 뒤집고, 표지 물질 7의 어느점 이하로 냉각한다. 만일 표지물질 7의 녹는점이 예를 들어 -60℃인 것이 선택된 경우에는, 이 온도보다 낮은 온도에서 2가지 액상에 대하여 고형화를 한 후 시료 6이 도 5A의 위치로 되돌아 오는 경우 그 결과로 도 5D와 같은 상태가 얻어질 수 있다. 냉동된 표지 물질 7은 크라리오제닉 튜브 1의 상위 위치로 오게되고, 반면 냉동된 바이오시료 6은 하위 위치로 오게 된다. 만일 녹는점이 -60℃에 미치지 못하는 경우, 양 액체는 도 1A에 나타난 바와 같이 크라이오제닉 튜브 1의 바닥에 위치하게 될 것이 명백하다. 이는 도 5D에 파선으로 표시된 빔경로에 기초하여 그려진 광투과 또는 광산란 측정 등에 의해 검출이 될 수 있다. 표지 물질 7의 염색은 자동화가 아닌 운전에 적합하다.

도 6은 본 발명에 따른 냉동보존된 바이오시료의 온도 모니터링 장치 60의 또 다른 실시예의 구조도이다. 본 발명 실시예 변형의 특별한 점은 표지 물질 7로 부분적으로 채워진 용기가 반환형의 통공 몸체 61로 제작되었다는 점이다. 상기 반환형의 몸체 61은 크라이오제닉 튜브 1의 커버 3의 단부에 회전가능하게 결합되어 있으며, 회전축 D는 크라이오제닉 튜브 1의 길이방향과 수직하게 형성되어 있다. 도 6A의 위치에서는, 반환형 몸체 61은 수직 위치에 회전이 되고, 기구 60은 보관 온도까지 냉각이 된다. 표지 물질 7은 여전히 액상 상태이며 따라서 중력의 영향으로 회전축 D 바로 위쪽에 왼쪽 및 오른쪽에 위치한 수직으로 선 반환형 몸체 61의 양쪽 하부로 흐르게 된다. 표지 물질 7은 그곳에서 냉각되고, 심층동결 상태에서 도 6B에 나타난 것과 같이 반환형 몸체 61은 수평 위치로 이동되어 진다.

위 반환형 몸체 61로부터 광학 측정은 매우 용이하게 이루어지는데, 위 광학 측정은 표지 물질 7이 원래의 위치에 계속 위치하는지 또는 도 6C에 나타난 바와 같이 환형 기부 62에 퍼져있는지 여부를 보여준다. 이 경우 표지 물질 7의 온도가 녹는점을 초과하여 어느 일정 시간 때에 넘어서게 된다. 반환형 몸체 61의 평평한 측면은 반사될 수 있도록 하여 표지 물질이 퍼지지 않는 경우 측정빔 45가 반사될 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 방법의 흐름도를 나타낸다. 제1단계에서는, 온도 모니터링 기구, 예를 들면 10, 20, 30, 30c, 40, 50 또는 60을 준비한다. 이 경우, 냉동 보관시 모니터될 것으로 추정되는 임계온도 값에 따라 적절한 액체 또는 액상 혼합물이 표지 물질 7로 선택될 수 있다.

적당한 액체 및 액체의 혼합비에 따라, 액체의 녹는점은 -20 내지 -140℃ 범위에서 소망하는 값으로 결정될 수 있다.

예를 들면, 도 8A는 알콜과 물의 혼합비에 따른 녹는점 프로파일을 보여주며, 여기서 0℃ 내지 -118℃의 범위에서 온도가 감소함에 따라 적절한 점도 증가가 일어난다. -118℃의 임계온도로 모티터되어야 하는 경우, 에탄올 비율은 93.5%로 결정될 수 있다. 녹는점이 -60℃보다 약간 낮제 하는 것은 물에 수산화칼륨(KOH)를 첨가하는 것에 의해 달성할 수 있으며, 이는 용융 다이어그램에 기반한 도 8B에 나타나 있다. 물과 부동액의 혼합물 역시 표지 물질로 사용될 수 있으며, 이는 도 9Adml 다이어그램에 나타나 있다. 도 9B의 테이블은 표지 물질로 사용되기에 적절한 단독 또는 다른 액체와 혼합되어 사용될 수 있는 순수한 액체의 어는점/녹는점의 목록을 보여주며, 클로로포름/사이클로헥산 혼합물 또는 다른 혼합가능한 액체를 포함하며, 이는 도 10의 용매의 혼합도 매트릭스를 참조할 수 있다.

가능한 광범위한 위치 변화 및 추가적인 분리를 최소화하기 위하여 저온에서 우수한 젖음성 및 낮은 점도를 갖는 액체 및 플라스틱 재질이 우선적으로 선택된다.

냉동 보관 중 모니터되어야 할 몇 가지 임계온도 값이 제안되거나 시료가 도달해야할 온도 간격이 정밀하게 제한되어야 하는 경우, 각각 상이한 녹는점을 갖는 몇 가지 다른 표지 물질이 시료 용기 내 다른 챔버에 배치되어 사용될 수 있다.

본 발명의 2단계에서는, 챔버 내의 표지 물질이 냉동되되, 상기 챔버는 표지 물질의 냉동 과정 동안 제1위치로 이동을 한다. 만일 다수의 상이한 표지 물질 및 챔버가 사용되는 경우에는 각각의 경우에 유사한 방식으로 제1위치로 이동되고 냉동된다.

그 다음, 제3단계에서는 냉동된 표지물질을 구비한 최소한 하나의 챔버는 제2위치로 이동하게 되며, 챔버가 시료 용기상에 정렬되지 않았다면 정렬을 한다. 제2위치는 냉동된 표지 물질의 공간적 위치를 최소한 위치 변화 후 용융이 챔버 내에서 액상의 변위 또는 경계 배열이 눈에 띄는 정도까지 변화시킨다.

이러한 상태에서, 녹는점 이하의 보관온도에서 시료 용기의 수용공간 내부에 냉동시료를 포함한 기구가 저장될 수 있다(제4단계).

그 다음, 단지 일시적이나마 바람직하지 않은 시료에 대한 가열이 발생하였는지 여부를 표지 물질을 통해 확인할 수 있다. 확인은 용융 과정으로 인한 표지 물질의 최소한의 부분적 변위 및/또는 형태 변화 발생 여부에 대하여 이루어진다. 만일 이러한 일이 발생한다면, 모니터되어야 할 임계온도가 초과된 것으로 결론지을 수 있다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1: 시료 용기 2:수용공간
3: 커버 4:잠금쇠
5: 기부 6: 바이오시료
7: 표지 물질 8:축
10:온도 모니터링 기구
11:캡(cap) 12:외측벽
13:내측벽 14:벽공간
15:캡 단부(Cap tip) 16:하부 캡 구간
20:온도 모니터링 기구
21:이중벽 푸시온 파트
22:외측벽 23:내측벽
24:벽공간 24a:부분공간
24b:부분공간 25:분리벽
26: 제2표지 물질
30:온도 모니터링 기구
30c:온도 모니터링 기구
31: 환상 몸체 32:제1부분공간
33:제2부분공간 34:내부 공간
36: 부착부
40: 온도 모니터링 기구
41:용기 42:제1부분공간
43:제2부분공간 44:내부공간
45:측정빔 46:벤딩부
50: 온도 모니터링 기구
51: 용기, 예를 들면 크라이오제닉 튜브
52: 외벽 53: 내벽
54: 벽공간
60: 온도 모니터링 기구
61:반환상 몸체 62: 반환상 기부
63: 회전축 64: 내부공간
D:회전축

Claims (29)

1. a)생물학적 시료를 수용하기 위한 수용공간을 구비한 시료 용기 및
   b)내부 공간이 상기 수용공간과 유체가 흐르도록 연결되지 않고, 그 녹는점이 -20 내지 -140℃ 범위인 표지 물질로 부분적으로 채워진 적어도 하나 이상의 챔버를 포함하되,
   변형ⅰ)적어도 하나의 챔버는 상기 시료 용기에 탈착가능하게 또는 회전식으로 결합하며 하나 또는 그 이상의 공동을 갖는 용기에 의해 형성되거나,;
   변형ⅱ)적어도 하나의 챔버는 이중벽의 푸시-온 파트로 형성되거나 또는;
   변형ⅲ)적어도 하나의 챔버의 형성을 위한 시료 용기의 수용공간이 내측벽 및 외측벽의 이중벽 형태이되, 상기 내측벽 및 외측벽 사이의 중간 공간이 표지 물질로 부분적으로 채워진된 것을 특징으로 한 냉동보존된 생물학적 시료의 온도 모니터링 기구.
2. 제1항에 있어서,
   복수의 챔버는 녹는점이 -20 내지 -140℃ 범위인 표지 물질로 각각이 부분적으로 채워져 있으되, 챔버 내의 상기 표지 물질들은 각각 상이한 녹는점을 갖는 것을 특징으로 한 기구.
3. 제1항에 있어서,
   상기 챔버 벽면의 적어도 한쪽 면은 투명 또는 반투명인 것을 특징으로 한 기구.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 챔버 내 표지 물질의 위치를 감지할 수 있는 측정기구를 더 포함한 것을 특징으로 한 기구.
5. 제1항에 있어서,
   상기 표지 물질은 그 물리적 특성의 감지능을 높일 수 있는 표지첨가제를 포함한 것을 특징으로 한 기구.
6. 제1항에 있어서,
   상기 변형ⅰ)의 용기는 시료 용기의 길이방향 단부에 회전식으로 결합하는 것을 특징으로 한 기구.
7. 제1항에 있어서,
   상기 변형ⅰ)의 용기는 굴곡가능부에 의해 시료 용기에 회전식으로 결합하는 것을 특징으로 한 기구.
8. 제1항에 있어서,
   상기 변형ⅰ)의 용기는 시료 용기의 길이 축방향과 수직한 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 한 기구.
9. 제1항에 있어서,
   상기 변형ⅰ)의 용기는 a)반환형 또는 환형의 형태이고,;
   b)상기 시료 용기의 길이방향 축과 동축이 되도록 정렬된 제1회전 위치 및 상기 제1회전 위치에 대하여 최소 45도상에 위치한 제2회전 위치로 움직일 수 있는 것을 특징으로 한 기구.
10. 제1항에 있어서,
    a)상기 변형ⅰ)의 용기는 시료 용기의 길이방향 단부에 상기 시료 용기에 직접 또는 간접적으로 결합하는 연장된 중공의 몸체 및/또는
    b)상기 용기는 시료 용기의 길이방향 축에 평행한 용기의 길이방향 축상의 제1회전 위치로 이동 가능하고, 또한 상기 제1 위치에 대하여 최소한 45도 회전한 제2 위치로 이동가능한 것을 특징으로 한 기구.
11. 제1항에 있어서,
    상기 변형ⅱ)의 이중벽의 푸시-온 파트는 시료 용기의 길이방향 단부에 시료 용기상에 눌러 이중벽구조의 캡인 것을 특징으로 한 기구.
12. 제1항에 있어서,
    상기 변형ⅰ)의 시료 용기는 수용공간을 폐쇄하기 위한 커버를 포함하며 상기 용기는 상기 커버에 탈착식 또는 회전식으로 결합한 것을 특징으로 한 기구.
13. 제1항에 있어서,
    상기 시료 용기는 냉동용 튜브인 것으로 특징으로 한 기구.
14. 제1항에 있어서,
    상기 이중벽 구조의 푸시-온 파트는 크라이오제닉 튜브의 외벽 표면상에 압결, 결착 또는 슬라이드될 수 있고 푸시-온 상태에서 상기 크라이오제닉 튜브의 주변에 최소한 부분적으로 결합된 것을 특징으로 한 기구.
15. 제1항에 있어서,
    상기 표지 물질은 옥탄-1올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5-디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜탄올, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 알콜 및 적어도 일종의 염료를 포함한 것을 특징으로 한 기구.
16. 제15항에 있어서,
    상기 염료는 트리페닐메탄(triphenylmethane) 염료, 로다민 염료, 페나진 및 페노티아진 염료 및 아조 염료를 포함한 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 기구.
17. 제15항에 있어서,
    상기 표지 물질은 옥탄-1올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5-디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜탄올, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 알콜 및/또는 오일레드, 브릴리언트 그릴, 로다민 B, 뉴트럴레드, 메틸렌블루 또는 세포학에서 세포 염색에 사용되는 염료로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 염료를 포함한 것을 특징으로 하는 기구.
18. a)제1항의 기구에 따른 온도 모니터링 기구를 제공하는 단계;
    b)표지 물질을 냉동하되, 상기 표지 물질의 냉동 중 적어도 하나의 챔버는 제1 위치에 오도록 하고, 그 후 적어도 하나의 챔버 내 표지 물질이 용융될 경우 중력의 영향에 의해 적어도 그 위치변화 및/또는 형태의 변화로 인해 제2 위치로 이동하도록 하는 단계를 포함한 냉동보존된 시료의 온도 모니터링 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 표지 물질은 소정의 임계온도에 대응되도록 설정된 녹는점 또는 임계온도에서 용융된 표지 물질의 점도가 소정의 목표값을 초과하여, 온도 초과가 감지되는 물질로서 선택된 것을 특징으로 한 방법.
20. 제18항에 있어서,
    a)냉동보존된 시료를 시료 용기에 저장하되, 적어도 하나의 챔버는 시료 용기의 제2위치에 정렬하고;
    b) 상기 표지 물질의 녹는점을 일시적으로 넘어섰을 때 발생한 표지물질의 적어도 부분적인 위치변화 및/또는 모양상의 변화가 있는지를 확인하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 한 방법.
21. 제18항에 있어서,
    표지 물질은 옥탄-1올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5-디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜탄올, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 알콜 및 적어도 일종의 염료를 포함한 것을 특징으로 한 방법.
22. 제18항에 있어서,
    상기 염료는 트리페닐메탄(triphenylmethane) 염료, 로다민 염료, 페나진 및 페노티아진 염료 및 아조 염료를 포함한 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제18항에 있어서,
    상기 표지 물질은 옥탄-1올, 노난-1-올, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,2-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2-올, 펜탄-1,5-디올, 펜탄-1-올, 사이클로펜탄올, 벤질알콜로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 2종 이상의 알콜 및/또는 오일레드, 브릴리언트 그릴, 로다민 B, 뉴트럴레드, 메틸렌블루 또는 세포학에서 세포 염색에 사용되는 염료로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 염료를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제9항에 있어서,
    제2 피봇 위치는 제1 피봇 위치에 대하여 90도 회전된 것임을 특징으로 하는 기구.
25. 제16항에 있어서,
    로다민 염료는 크산틴(xanthene)을 포함한 것을 특징으로 하는 기구.
26. 제22항에 있어서,
    로다민 염료는 크산틴(xanthene)을 포함한 것을 특징으로 하는 방법.
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