解凍装置及び凍結保存装置
【課題】生体試料が封入された凍結保存用チューブに対して均一に解凍処理が行えると共に、確実にその識別符号を管理する。
【解決手段】解凍処理室１は、解凍処理ゾーン１１と、加温ユニット部１２に大きく分けられる。解凍処理ゾーン１１には、バーコードラベルＢＬが貼られた凍結保存用チューブ７が固定されるチューブ固定治具１１１ａと、そのバーコードラベルＢＬを読み取るための解凍処理用バーコードリーダー１１２とが備えられている。加温ユニット部１２は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを解凍処理室１に導入するための乾燥ガス導入口ＧＨ１と、管路１２１ａと、乾燥ガス導入口ＧＨ１から導入された乾燥ガスを管路１２１ａに送り込むための送風機１２２と、その送風機１２２の吹出口に設けられ、送り込まれる乾燥ガスを暖めるためのヒータ１２３と、管路１２１ａを流れる乾燥ガスの温度を測定する温度センサー１２４とを備えている。
【解決手段】解凍処理室１は、解凍処理ゾーン１１と、加温ユニット部１２に大きく分けられる。解凍処理ゾーン１１には、バーコードラベルＢＬが貼られた凍結保存用チューブ７が固定されるチューブ固定治具１１１ａと、そのバーコードラベルＢＬを読み取るための解凍処理用バーコードリーダー１１２とが備えられている。加温ユニット部１２は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを解凍処理室１に導入するための乾燥ガス導入口ＧＨ１と、管路１２１ａと、乾燥ガス導入口ＧＨ１から導入された乾燥ガスを管路１２１ａに送り込むための送風機１２２と、その送風機１２２の吹出口に設けられ、送り込まれる乾燥ガスを暖めるためのヒータ１２３と、管路１２１ａを流れる乾燥ガスの温度を測定する温度センサー１２４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解凍装置及び凍結保存装置に関し、特に、識別符号が付された凍結保存用チューブに封入された凍結生体試料の解凍装置及び凍結保存装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬・バイオ関連分野の基礎研究や畜産業界の現場においては、動物の精子、受精卵、細胞などの生体試料を凍結保存用チューブに封入した状態で凍結保存している。そのとき、大量の凍結保存試料を確実に管理する目的で、凍結保存用チューブにバーコードラベルを貼付するとともに当該バーコードラベルを読み取るためのバーコードリーダーを近接して設置した凍結保存装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。これによると、数千個程度の凍結保存用チューブを取り扱う場合であってもその取り違えを解消し、かつ凍結保存用チューブの特定が短時間で実行可能となる。
【０００３】
ところで、凍結保存用チューブ内に保存された凍結保存試料の解凍は、通常、凍結保存装置から取り出した凍結保存用チューブを一定温度に保持された温水に浸漬したり、ヒータなどで一定温度に加温されたアルミ製金属ブロックに凍結保存用チューブを直接接触させることによって行われている。
【０００４】
なお、血液の液状成分である血漿パックの解凍装置として、温風を利用した装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０９４３５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２１８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術のうち、凍結保存試料を温水中にて解凍する技術においては、解凍処理中に凍結保存用チューブのキャップ部が緩み、凍結保存用チューブ内へ温水が混入するおそれがあり、試料の安全性や衛生面での懸念が生じる。また、凍結保存用チューブに貼り付けたバーコードラベルが温水中で剥がれることがあるため、試料の管理面においても問題がある。
【０００７】
また、アルミ製金属ブロックへ直接接触させて解凍する方法では、凍結保存用チューブの形状毎に異なるブロックを使用する必要があった。凍結保存用チューブ形状によっては、ブロック面と凍結保存用チューブ表面の接触面に隙間が生じるために均一な解凍処理が出来ないことや、バーコードラベルの貼付ムラが原因で金型への挿入時に、ラベルを破損することがある。
【０００８】
さらに、特許文献２に開示された装置では大気中での解凍のためバーコードラベル表面に大気中の水分が凝縮して水滴を生じ、バーコードラベル読み取り時に不具合を生じやすい。また、バッグの解凍に関する技術であり、凍結保存用チューブ等の少量容器内に入った凍結保存試料を個別に解凍する方法については記述がない。
【０００９】
本発明は上述のような事情から為されたものであり、本発明の目的は、生体試料が封入された凍結保存用チューブに対して均一に解凍処理が行えると共に、確実にその識別符号を管理することができる解凍装置と、かかる解凍装置を備えた凍結保存装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、識別符号が付された凍結保存用チューブに封入された凍結生体試料の解凍装置であって、露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段と、を備えることを特徴とする解凍装置である。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車とを有するチューブ固定治具と、前記羽根車に吹き付けられる第一の温風と、前記凍結保存用チューブに吹き付けられる第二の温風とを生成する温風生成手段と、を備え、前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記第二の温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１２】
請求項３にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車と、を有するチューブ固定治具と、前記羽根車に吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記羽根車を回転させた前記温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されると共に、導入した温風を旋回流として出力する旋回流発生部材とを有するチューブ固定治具と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、を有するチューブ固定治具と、前記前回流発生部材に導入される前記温風を生成する温風生成手段と、を備え、前記旋回流としての温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１４】
請求項５にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されるベース部を有するチューブ固定治具と、前記チューブ固定治具を回転させるためのモータと、前記凍結保存用チューブに吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、前記モータにより前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１５】
請求項６にかかる発明は、前記温風生成手段が、管路と、前記管路に乾燥ガスを導入させる送風機と、前記管路に導入された乾燥ガスを暖めて前記第一の温風及び第二の温風又は前記温風を生成するヒータと、を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の解凍装置である。
【００１６】
請求項７にかかる発明は、凍結生体試料が封入されると共に識別符号が付された少なくとも１つの凍結保存用チューブを収容する凍結保存容器と、乾燥ガスで充満され、前記凍結保存容器に対する前記凍結保存用チューブの搬入出作業空間となる搬送移送室と、外部環境と前記搬送移送室との間に設けられ、前記凍結保存用チューブの受け渡しを行うためのパスボックスと、前記凍結保存用チューブに対する解凍処理を行うための解凍処理室と、を備えた凍結保存装置であって、前記解凍処理室は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段とを有することを特徴とする凍結保存装置である。
【００１７】
請求項８にかかる発明は、箱体を仕切り板で分割することにより、前記パスボックスと前記解凍処理室とが構成されていることを特徴とする請求項７に記載の凍結保存装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の解凍装置及び凍結保存装置によれば、生体試料が封入された凍結保存用チューブに対して均一に解凍処理が行えると共に、着霜しにくい乾燥ガス雰囲気下で識別符号読み取りを実行するため、確実にその識別符号を管理することができる。また、温水ではなく温風を使用しているので、識別符号が損傷を受けることなく、確実に読み取れ、また、温水が凍結保存用チューブ内に混入することがなく、安全かつ衛生的である。また、温風は、温水と比較して熱容量が小さいので、温度制御が容易で応答性もよく、生体試料の特性に応じた解凍処理条件の変更が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の凍結保存装置における第１実施形態の概略側面図であり、同図（ｂ）は、その概略平面図である。
【図２】第１実施形態における解凍処理室及びパスボックスの詳細構成の斜視図である。
【図３】第１実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【図４】第２実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【図５】第３実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【図６】第４実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した一実施形態である解凍装置について、これを備えた凍結保存装置と併せて、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の凍結保存装置における第１実施形態の概略側面図であり、同図（ｂ）は、その概略平面図である。図１（ａ）に示すように、凍結保存装置は、下部に凍結保存容器３が収納されており、上部は乾燥窒素ガスで充満された搬送移動室８が形成されている。試料が保存された凍結保存用チューブ７は、カップ状収納部６（図１には示さず、図２参照）に収納された状態でケーン（保持具）５に保持される。凍結保存用チューブ７を保持したケーン５は、三軸ロボット４により、任意の水平方向（ｘｙ軸方向）に移動制御される（凍結保存容器３内での保存箇所の選択）と共に、鉛直方向（ｚ軸方向）に移動制御される（凍結保存容器３への挿入／取出し）（詳細には、例えば特許文献１参照）。
【００２２】
ここで、凍結保存用チューブ７としては、容量１．８ｃｃ程度のキャップ付円筒容器などのチューブやバイアルなど、凍結保存可能であり、内部を密閉できる容器であればいかなるものでも利用できる。凍結保存用チューブ７の胴部７２には、識別管理番号等の情報を記録したバーコードラベル（識別符号）ＢＬが貼付されている（図２参照）。
【００２３】
また、搬送移動室８内には、外部環境に接して設けられ、凍結された凍結保存用チューブ７の解凍処理を行うための解凍処理室１と、外部環境に接して設けられ、凍結保存用チューブ７の受け渡しを行うためのパスボックス２とが並設されている。また、後に詳述するが、解凍処理室１及びパスボックス２は、凍結保存用チューブ７を外部環境に取り出すための共通の扉９２を有している。また、解凍処理室１の外部環境に面する外壁面には、解凍処理操作盤１０が設けられている。
【００２４】
図２は、解凍処理室１及びパスボックス２の詳細構成の斜視図である。
同図に示す通り、解凍処理室１及びパスボックス２は、物理的に、直方体形状の箱体９で一体的に構成され、仕切板９１により画定されて構成されている。仕切板９１は、解凍処理室１内の加温窒素ガスが、低温のパスボックス２へ侵入することを防ぐ役目を担っている。また、前述のように、解凍処理室１及びパスボックス２は、共通に、扉９２を有しており、その扉９２を開くと、それぞれの開口部ＰＯ１及びＰＯ２が露呈する。また、前述のように、解凍処理室１の外部環境に面する外壁面には、解凍処理の開始や終了を指示入力するための各種スイッチが配置された解凍処理操作盤１０が配されている。そこで、当該各種スイッチがオペレータにより操作されると、加温窒素ガスを解凍処理室ゾーン１１へ供給するための開始信号や、加温窒素ガスの供給を停止するための終了信号が、制御部（図示略）に送られる。
【００２５】
パスボックス２は、凍結前の凍結保存用チューブ７をケーン５のカップ状チューブ収納部６へセットする作業や、凍結後の凍結保存用チューブ７のカップ状チューブ収納部６からの取り外し作業を行うための内部空間を有すると共に、ケーン５をパスボックス２に対して入出庫させるための入出庫作業用孔ＷＨと、凍結保存用チューブ７の保持／取り出し作業中にケーン５下部を凍結保存容器３内に一時的に保持するための挿入孔ＩＨと、挿入孔ＩＨの開口縁部に位置付けされた凍結保存用チューブ７に貼られたバーコードラベルＢＬを読み取るための凍結保存試料管理用バーコードリーダー２１と、パスボックス２内に乾燥窒素ガスを導入するための乾燥ガス導入口ＧＨ２とを少なくとも備えている。
【００２６】
一方、解凍処理室１は、解凍処理ゾーン１１と、加温ユニット部１２に大きく分けられる。解凍処理ゾーン１１には、バーコードラベルＢＬが貼られた凍結保存用チューブ７が固定されるチューブ固定治具１１１ａと、そのバーコードラベルＢＬを読み取るための解凍処理用バーコードリーダー（識別符号読み取り手段）１１２とが備えられている。また、詳細には、解凍処理用バーコードリーダー１１２は、凍結保存用チューブ７の解凍間違え防止や、どの凍結保存用チューブ７に対して解凍処理を行ったかの情報を蓄積するために設けられている。
【００２７】
また、加温ユニット部１２は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを解凍処理室１に導入するための乾燥ガス導入口ＧＨ１と、管路１２１ａと、乾燥ガス導入口ＧＨ１から導入された乾燥ガスを管路１２１ａに送り込むための送風機１２２と、その送風機１２２の吹出口に設けられ、送り込まれる乾燥ガスを暖めるためのヒータ１２３と、管路１２１ａを流れる乾燥ガスの温度を測定する温度センサー１２４とを備えている。ここで、温度センサー１２４により測定された温度の情報をヒータ１２３に送られ、乾燥ガスの温度がフィードバック制御されるようになっている。なお、その具体的温度は、試料により最適とされる温度（例えば、３５〜４０℃程度）とする。また、乾燥ガスとしては、凍結保存容器３の冷熱用の窒素ガスを利用することが好適であるが、露点−４０℃以下であれば特に制限はなく、乾燥空気等も利用できる。
【００２８】
ここで、少なくとも管路１２１ａ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ａとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００２９】
次に、図３を参照して、凍結保存用チューブ７を均一に効率的に解凍するための詳細構成を説明する。同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具１１１ａのｂ−ｂ’線についての断面図である。
【００３０】
図３（ａ）に詳細に示すように、凍結保存用チューブ７は、キャップ７１と、チューブ胴部７２とで構成されている。チューブ固定治具１１１ａは、凍結保存用チューブ７が載置されるベース部１１１１と、そのベース部１１１１に載置された凍結保存用チューブ７の外周に当接してそれを支持する複数の固定ピン１１１２と、メッシュ状の固定筒１１１３と、固定筒１１１３の解凍処理用バーコードリーダー１１２に対向した部分に開けられた開口ＦＯと、ベース部１１１１の下方に延設された回転軸に同軸で設けられた羽根車１１１４と、を少なくとも備えている。ここで、複数の固定ピン１１１２は、その高さが、チューブ７が倒れない程度（例えば１０〜２５ｍｍ）であり、その直径が、バーコードを識別するのに支障がない程度（例えばφ０．５〜１ｍｍ）であり、本数は、例えば６〜１２本である。また、固定筒１１１３のメッシュの線径は、例えばφ０．５〜１ｍｍであり、開口率は例えば６０〜８０％とする。同図に示すように、凍結保存用チューブ７は、その上部が固定筒１１１３からある程度突出した状態で、チューブ固定治具１１１ａに収納される。
【００３１】
一方、管路１２１ａは内部で分岐し、チューブ固定治具１１１ａに対向する側の端部において、羽根車１１１４の部分に対向した一の開口と、固定筒１１１３に対向した他の開口を形成している。なお、管路１２１ａとチューブ固定治具１１１ａとは、図３（ａ）に示すように離れていてもよいし、あるいは接触又は連結していてもよい。引き続く実施形態についても同様である。
【００３２】
そこで、送風機１２２により管路１２１ａ内を搬送されてきた乾燥ガスのうち、上記一の開口から排出された乾燥ガスは羽根車１１１４部分に導入され、上記他の開口から排出された乾燥ガスは、固定筒１１１３のメッシュを介して、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の部分に吹き付けられる。
【００３３】
羽根車１１１４部分に導入された乾燥ガスは、羽根車１１１４を回転軸について回転させるので、その回転軸を介して連結したベース部１１１１も回転することとなり、ひいては凍結保存用チューブ７が回転することとなる。つまり、凍結保存用チューブ７が回転している状態で、管路１２１ａの他の開口から排出された乾燥ガスが、固定筒１１１３のメッシュを介して、それに吹き付けられることとなる。なお、本実施形態におけるメッシュ状の固定筒１１１３は、凍結保存用チューブ７が乾燥ガスの風力によりベース部１１１１及び固定ピン１１１２から離脱してチューブ固定治具１１１ａから脱落してしまうのを防止する機能を有する一方で、乾燥ガスが均一にチューブ胴部７２に吹き付けられるようにする機能を有している。
【００３４】
本実施形態においては、管路１２１ａ及びチューブ固定治具１１１ａを上述のような構成としたことにより、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。また、後述のモータを採用した場合と比較すると、その設置スペースが不要となるので、解凍処理室１の高さを低く抑えることができる。
【００３５】
次に、図１乃至図３を参照しつつ、上述の第１実施形態の凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順について説明する。
【００３６】
まず、オペレータは、凍結保存容器３に凍結保存された所望の凍結保存用チューブ７をパスボックス２内に呼び出す。具体的には、まず、図示しない入力装置に対して、その所望の凍結保存用チューブ７の識別管理番号を入力する。入力された識別管理番号は、図示しない制御装置に送られる。制御装置は、入力した識別管理番号に基づき、三軸ロボット４の把持ヘッドを、所望の凍結保存用チューブ７を含むケーン５の直上まで水平移動させ、次いで、下降させる。更に、制御装置は、把持ヘッドにより当該ケーン５の頭部を把持し、その後、把持ヘッドを上昇させるように制御する。かかる一連の動作により、所望の凍結保存用チューブ７を含むケーン５が、凍結保存容器３から引き抜かれる。
【００３７】
引き続き、制御装置は、所望のケーン５を把持した把持ヘッドをパスボックス２の入出庫作業用孔ＷＨの直上まで移動させる。次に、その所望のケーン５を入出庫作業用孔ＷＨに挿入し始める。そこで、制御装置は、所望の凍結保存用チューブ７が収納されたカップ状チューブ収納部６が、パスボックス２の挿入孔ＩＨの開口縁部まで降下したとき、ケーン５の挿入を停止させる。停止後、パスボックス２内の凍結保存試料管理用バーコードリーダー２１が、所望の凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２に貼り付けられたバーコードラベルＢＬのバーコード情報を読み取り、その識別管理番号を制御装置に送る。
【００３８】
次に、オペレータは、解凍処理室１及びパスボックス２の扉９２を開け、所望の凍結保存用チューブ７をパスボックス２から取り出し、解凍処理室１に設置されたチューブ固定治具１１１ａへ取り付ける。扉９２が閉められると、解凍処理用バーコードリーダー１１２は、バーコードラベルＢＬのバーコード情報を読み取り、その識別管理番号を制御装置に送る。制御装置は、当該識別管理番号を、これから解凍処理を施す試料であることを示す情報として、図示しない記憶部に記憶させるとともに、チューブ固定治具１１１ａにセットされた試料が適切か否かを照合する。これにより、例えばチューブ取り違えなどにより、所望のものでない試料に誤って解凍処理を施すようなことがなくなる。
【００３９】
次に、解凍処理操作盤１０を操作することにより、解凍処理を開始する。具体的には、例えば、前述の機構によりチューブ固定治具１１１ａを風力で回転させながら、＋３７℃に温度制御された窒素ガス（乾燥ガス）をチューブ胴部７２へ風速３０ｍ／ｓ以下、例えば容量１．８ｍｌの凍結保存用チューブ７が吹き飛ばされることを防ぐ観点では好ましくは５〜７ｍ／ｓで送風接触させ、解凍処理を行う。
【００４０】
所定時間経過後、オペレータは、解凍処理操作盤１０に終了操作を行い、送風及び加温を停止させる。その後、再度、解凍処理用バーコードリーダー１１２は、バーコードラベルＢＬのバーコード情報を読み取り、その識別管理番号を制御装置に送る。制御装置は、当該識別管理番号を、先に記憶した識別管理番号と照合すると共に、解凍処理を完了した試料であることを示す情報として、記憶部に記憶させる。このように、解凍の前後それぞれにおいて、解凍処理用バーコードリーダー１１２による識別管理を行うことにより、試料に対して解凍処理を行ったか否かを確実に管理できる。また、万一、解凍処理中にチューブ固定治具１１１ａから凍結保存用チューブ７が外れて解凍処理が完了しなかった場合、制御装置は、その情報を把握することができる。
【００４１】
解凍処理完了後、オペレータは、扉９２を開け、チューブ固定治具１１１ａから凍結保存用チューブ７を外して取り出す。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の解凍装置及び凍結保存装置によれば、生体試料が封入された凍結保存用チューブ７に対して均一に解凍処理が行えると共に、着霜しにくい乾燥ガス雰囲気下で識別符号読み取りを実行するため、確実にその識別符号を管理することができる。また、温水ではなく温風を使用しているので、識別符号が損傷を受けることなく、確実に読み取れ、また、温水が凍結保存用チューブ７内に混入することがなく、安全かつ衛生的である。また、温風は、温水と比較して熱容量が小さいので、温度制御が容易で応答性もよく、生体試料の特性に応じた解凍処理条件の変更が容易に行える。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における第２実施形態を説明する。第２実施形態においては、管路とチューブ固定治具のみが、第１実施形態と異なる。凍結保存装置における他の構成は、第１実施形態と同じである。図４は、図３に対応する図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具１１１ｂのｂ−ｂ’線についての断面図である。この第２実施形態においては、羽根車１１１４を回転させるための乾燥ガスを凍結保存用チューブ７の解凍にも用いるところが、第１実施形態と概して異なる点である。以下、異なる点のみ説明する。
【００４４】
チューブ固定治具１１１ｂは、凍結保存用チューブ７が載置されるベース部１１１１と、そのベース部１１１１に載置された凍結保存用チューブ７の外周に当接してそれを支持する複数の固定ピン１１１２と、透明固定筒１１１５と、ベース部１１１１の下方に延設された回転軸に同軸で設けられた羽根車１１１４と、を少なくとも備えている。透明固定筒１１１５は、羽根車１１１４の外周部分から凍結保存用チューブ７の側面を所定のクリアランスをもって囲っており、バーコードラベル読み取りのためアクリル樹脂等の透明材料からなる。所定のクリアランスは、例えば、１〜２ｍｍ程度とする。
【００４５】
一方、管路１２１ｂは、チューブ固定治具１１１ｂに対向する側の端部において、羽根車１１１４の部分に対向した開口を形成している。
【００４６】
そこで、管路１２１ｂの上記開口から排出された乾燥ガスは羽根車１１１４部分に導入され、第１実施形態と同様、羽根車１１１４を回転させ、それにより凍結保存用チューブ７を回転させる。更に、この第２実施形態においては、羽根車１１１４を回転させた乾燥ガスが、更に上記クリアランス部分を上昇する。つまり、凍結保存用チューブ７は、回転しつつ、クリアランス部分を上昇してきた乾燥ガスにより暖められる。
【００４７】
従って、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。また、後述のモータを採用した場合と比較すると、その設置スペースが不要となるので、解凍処理室１の高さを低く抑えることができる。
【００４８】
なお、凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順については、第１実施形態と同様である。
【００４９】
第２実施形態においては、少なくとも管路１２１ｂ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ｂとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００５０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における第３実施形態を説明する。第３実施形態においても、管路とチューブ固定治具のみが、第１実施形態と異なる。凍結保存装置における他の構成は、第１実施形態と同じである。図５は、図３に対応する図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具１１１ｃのｂ−ｂ’線についての断面図である。この第３実施形態においては、凍結保存用チューブ７を回転させることなく、旋回流を発生させて凍結保存用チューブ７を解凍させることが、第１実施形態及び第２実施形態とは概して異なる点である。以下、異なる点のみ説明する。
【００５１】
チューブ固定治具１１１ｃは、凍結保存用チューブ７が載置される台としての機能を有すると共に、外部から流入する気体を旋回流として排出する機構（外周に沿って設けられ、鉛直方向に対して傾斜した複数の貫通孔）を有する旋回流発生部材１１１６と、透明固定筒１１１５と、を少なくとも備えている。透明固定筒１１１５は、第２実施形態のものと同じである。なお、凍結保存用チューブ７を回転させないので、第１実施形態や第２実施形態のような固定ピンは必須ではないが、あってもよい。
【００５２】
一方、管路１２１ｃは、第２実施形態の管路１２１ｂと同一構成であり、チューブ固定治具１１１ｃに対向する側の端部において、旋回流発生部材１１１６の部分に対向した開口を形成している。
【００５３】
そこで、管路１２１ｃの上記開口から排出された乾燥ガスは旋回流発生部材１１１６部分に導入され、上記複数の貫通孔に導かれる。その複数の貫通孔は、上述のように、旋回流発生部材１１１６の外周部に設けられ、鉛直方向に対して所定の傾斜を有しているので、それらの孔を通過した乾燥ガスは、クリアランス部分を渦状に上昇し（その上昇角度は、例えば、１０〜４５度）、凍結保存用チューブ７を暖める。このように、本実施形態においては、乾燥ガスが渦状に旋回して上昇するので、第１及び第２実施形態のように、凍結保存用チューブ７を回転させる必要はない。
【００５４】
上述のように、この第３実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。また、後述のモータを採用した場合と比較すると、その設置スペースが不要となるので、解凍処理室１の高さを低く抑えることができる。
【００５５】
なお、凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順については、第１実施形態と同様である。
【００５６】
第３実施形態においては、少なくとも管路１２１ｃ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ｃとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００５７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明における第４実施形態を説明する。第４実施形態においては、管路とチューブ固定治具のみが、第１実施形態と異なる。凍結保存装置における他の構成は、第１実施形態と同じである。図６は、管路とチューブ固定治具の部分の正面図である。この第４実施形態においては、第１実施形態と比較して、チューブ固定治具１１１ｄ（凍結保存用チューブ７）を回転させるための羽根車１１１４の代わりに、モータ１１３を採用した点が概して異なる。
【００５８】
ベース部１１１１、複数の固定ピン１１１２、メッシュ状の固定筒１１１３、及び開口ＦＯについては、第１実施形態のチューブ固定治具１１１ａと同一である。しかしながら、ベース部１１１１は、回転軸を介してモータ１１３が取り付けられている。
【００５９】
一方、管路１２１ｄについては、チューブ固定治具１１１ｄに対向する側の端部において、その端部全体に開口を有している。
【００６０】
そこで、送風機１２２により管路１２１ｄ内を搬送されてきた乾燥ガスは、全て、固定筒１１１３のメッシュを介して、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の部分に吹き付けられる。
【００６１】
モータ１１３の回転によりチューブ固定治具１１１ｄが回転することとなり、それにより凍結保存用チューブ７が回転することとなる。つまり、凍結保存用チューブ７が回転している状態で、管路１２１ｄの開口から排出された乾燥ガスが、固定筒１１１３のメッシュを介して、それに吹き付けられることとなる。なお、固定筒１１１３のメッシュの機能は、第１実施形態と同様である。
【００６２】
上述のように、この第４実施形態においても、第１乃至第３実施形態と同様、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。
【００６３】
なお、凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順については、第１実施形態と同様である。
【００６４】
第４実施形態においては、少なくとも管路１２１ｄ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ｄとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００６５】
なお、以上の各実施形態における説明では、凍結保存装置の一部としての解凍処理室１を例として説明したが、同様の構成及び機能を有する、凍結保存装置とは、別体の独立した解凍装置であってもよい。
【００６６】
また、識別管理番号等を示す符号としてバーコードを採用しているが、これに限らず、他の識別符号であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の解凍装置及び凍結保存装置は、動物の精子、受精卵、細胞などの生体試料の凍結保存及び解凍に採用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・解凍処理室
１１・・・解凍処理ゾーン
１１１ａ〜１１１ｄ・・・チューブ固定治具
１１２・・・解凍処理用バーコードリーダー（識別符号読み取り手段）
１２・・・加温ユニット部
１２１ａ〜１２１ｄ・・・管路
２・・・パスボックス
２１・・・凍結保存試料管理用バーコードリーダー
３・・・凍結保存容器
４・・・三軸ロボット
５・・・ケーン
６・・・カップ状収納部
７・・・凍結保存用チューブ
８・・・搬送移動室
９・・・箱体
１０・・・解凍処理操作盤
ＢＬ・・・バーコードラベル（識別符号）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解凍装置及び凍結保存装置に関し、特に、識別符号が付された凍結保存用チューブに封入された凍結生体試料の解凍装置及び凍結保存装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬・バイオ関連分野の基礎研究や畜産業界の現場においては、動物の精子、受精卵、細胞などの生体試料を凍結保存用チューブに封入した状態で凍結保存している。そのとき、大量の凍結保存試料を確実に管理する目的で、凍結保存用チューブにバーコードラベルを貼付するとともに当該バーコードラベルを読み取るためのバーコードリーダーを近接して設置した凍結保存装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。これによると、数千個程度の凍結保存用チューブを取り扱う場合であってもその取り違えを解消し、かつ凍結保存用チューブの特定が短時間で実行可能となる。
【０００３】
ところで、凍結保存用チューブ内に保存された凍結保存試料の解凍は、通常、凍結保存装置から取り出した凍結保存用チューブを一定温度に保持された温水に浸漬したり、ヒータなどで一定温度に加温されたアルミ製金属ブロックに凍結保存用チューブを直接接触させることによって行われている。
【０００４】
なお、血液の液状成分である血漿パックの解凍装置として、温風を利用した装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０９４３５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２１８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術のうち、凍結保存試料を温水中にて解凍する技術においては、解凍処理中に凍結保存用チューブのキャップ部が緩み、凍結保存用チューブ内へ温水が混入するおそれがあり、試料の安全性や衛生面での懸念が生じる。また、凍結保存用チューブに貼り付けたバーコードラベルが温水中で剥がれることがあるため、試料の管理面においても問題がある。
【０００７】
また、アルミ製金属ブロックへ直接接触させて解凍する方法では、凍結保存用チューブの形状毎に異なるブロックを使用する必要があった。凍結保存用チューブ形状によっては、ブロック面と凍結保存用チューブ表面の接触面に隙間が生じるために均一な解凍処理が出来ないことや、バーコードラベルの貼付ムラが原因で金型への挿入時に、ラベルを破損することがある。
【０００８】
さらに、特許文献２に開示された装置では大気中での解凍のためバーコードラベル表面に大気中の水分が凝縮して水滴を生じ、バーコードラベル読み取り時に不具合を生じやすい。また、バッグの解凍に関する技術であり、凍結保存用チューブ等の少量容器内に入った凍結保存試料を個別に解凍する方法については記述がない。
【０００９】
本発明は上述のような事情から為されたものであり、本発明の目的は、生体試料が封入された凍結保存用チューブに対して均一に解凍処理が行えると共に、確実にその識別符号を管理することができる解凍装置と、かかる解凍装置を備えた凍結保存装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、識別符号が付された凍結保存用チューブに封入された凍結生体試料の解凍装置であって、露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段と、を備えることを特徴とする解凍装置である。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車とを有するチューブ固定治具と、前記羽根車に吹き付けられる第一の温風と、前記凍結保存用チューブに吹き付けられる第二の温風とを生成する温風生成手段と、を備え、前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記第二の温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１２】
請求項３にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車と、を有するチューブ固定治具と、前記羽根車に吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記羽根車を回転させた前記温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されると共に、導入した温風を旋回流として出力する旋回流発生部材とを有するチューブ固定治具と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、を有するチューブ固定治具と、前記前回流発生部材に導入される前記温風を生成する温風生成手段と、を備え、前記旋回流としての温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１４】
請求項５にかかる発明は、前記温風生成吹付け手段が、前記凍結保存用チューブが載置されるベース部を有するチューブ固定治具と、前記チューブ固定治具を回転させるためのモータと、前記凍結保存用チューブに吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、前記モータにより前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置である。
【００１５】
請求項６にかかる発明は、前記温風生成手段が、管路と、前記管路に乾燥ガスを導入させる送風機と、前記管路に導入された乾燥ガスを暖めて前記第一の温風及び第二の温風又は前記温風を生成するヒータと、を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の解凍装置である。
【００１６】
請求項７にかかる発明は、凍結生体試料が封入されると共に識別符号が付された少なくとも１つの凍結保存用チューブを収容する凍結保存容器と、乾燥ガスで充満され、前記凍結保存容器に対する前記凍結保存用チューブの搬入出作業空間となる搬送移送室と、外部環境と前記搬送移送室との間に設けられ、前記凍結保存用チューブの受け渡しを行うためのパスボックスと、前記凍結保存用チューブに対する解凍処理を行うための解凍処理室と、を備えた凍結保存装置であって、前記解凍処理室は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段とを有することを特徴とする凍結保存装置である。
【００１７】
請求項８にかかる発明は、箱体を仕切り板で分割することにより、前記パスボックスと前記解凍処理室とが構成されていることを特徴とする請求項７に記載の凍結保存装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の解凍装置及び凍結保存装置によれば、生体試料が封入された凍結保存用チューブに対して均一に解凍処理が行えると共に、着霜しにくい乾燥ガス雰囲気下で識別符号読み取りを実行するため、確実にその識別符号を管理することができる。また、温水ではなく温風を使用しているので、識別符号が損傷を受けることなく、確実に読み取れ、また、温水が凍結保存用チューブ内に混入することがなく、安全かつ衛生的である。また、温風は、温水と比較して熱容量が小さいので、温度制御が容易で応答性もよく、生体試料の特性に応じた解凍処理条件の変更が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の凍結保存装置における第１実施形態の概略側面図であり、同図（ｂ）は、その概略平面図である。
【図２】第１実施形態における解凍処理室及びパスボックスの詳細構成の斜視図である。
【図３】第１実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【図４】第２実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【図５】第３実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【図６】第４実施形態における、凍結保存用チューブを均一に効率的に解凍するための詳細構成を示す図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具のｂ−ｂ’線についての断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した一実施形態である解凍装置について、これを備えた凍結保存装置と併せて、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の凍結保存装置における第１実施形態の概略側面図であり、同図（ｂ）は、その概略平面図である。図１（ａ）に示すように、凍結保存装置は、下部に凍結保存容器３が収納されており、上部は乾燥窒素ガスで充満された搬送移動室８が形成されている。試料が保存された凍結保存用チューブ７は、カップ状収納部６（図１には示さず、図２参照）に収納された状態でケーン（保持具）５に保持される。凍結保存用チューブ７を保持したケーン５は、三軸ロボット４により、任意の水平方向（ｘｙ軸方向）に移動制御される（凍結保存容器３内での保存箇所の選択）と共に、鉛直方向（ｚ軸方向）に移動制御される（凍結保存容器３への挿入／取出し）（詳細には、例えば特許文献１参照）。
【００２２】
ここで、凍結保存用チューブ７としては、容量１．８ｃｃ程度のキャップ付円筒容器などのチューブやバイアルなど、凍結保存可能であり、内部を密閉できる容器であればいかなるものでも利用できる。凍結保存用チューブ７の胴部７２には、識別管理番号等の情報を記録したバーコードラベル（識別符号）ＢＬが貼付されている（図２参照）。
【００２３】
また、搬送移動室８内には、外部環境に接して設けられ、凍結された凍結保存用チューブ７の解凍処理を行うための解凍処理室１と、外部環境に接して設けられ、凍結保存用チューブ７の受け渡しを行うためのパスボックス２とが並設されている。また、後に詳述するが、解凍処理室１及びパスボックス２は、凍結保存用チューブ７を外部環境に取り出すための共通の扉９２を有している。また、解凍処理室１の外部環境に面する外壁面には、解凍処理操作盤１０が設けられている。
【００２４】
図２は、解凍処理室１及びパスボックス２の詳細構成の斜視図である。
同図に示す通り、解凍処理室１及びパスボックス２は、物理的に、直方体形状の箱体９で一体的に構成され、仕切板９１により画定されて構成されている。仕切板９１は、解凍処理室１内の加温窒素ガスが、低温のパスボックス２へ侵入することを防ぐ役目を担っている。また、前述のように、解凍処理室１及びパスボックス２は、共通に、扉９２を有しており、その扉９２を開くと、それぞれの開口部ＰＯ１及びＰＯ２が露呈する。また、前述のように、解凍処理室１の外部環境に面する外壁面には、解凍処理の開始や終了を指示入力するための各種スイッチが配置された解凍処理操作盤１０が配されている。そこで、当該各種スイッチがオペレータにより操作されると、加温窒素ガスを解凍処理室ゾーン１１へ供給するための開始信号や、加温窒素ガスの供給を停止するための終了信号が、制御部（図示略）に送られる。
【００２５】
パスボックス２は、凍結前の凍結保存用チューブ７をケーン５のカップ状チューブ収納部６へセットする作業や、凍結後の凍結保存用チューブ７のカップ状チューブ収納部６からの取り外し作業を行うための内部空間を有すると共に、ケーン５をパスボックス２に対して入出庫させるための入出庫作業用孔ＷＨと、凍結保存用チューブ７の保持／取り出し作業中にケーン５下部を凍結保存容器３内に一時的に保持するための挿入孔ＩＨと、挿入孔ＩＨの開口縁部に位置付けされた凍結保存用チューブ７に貼られたバーコードラベルＢＬを読み取るための凍結保存試料管理用バーコードリーダー２１と、パスボックス２内に乾燥窒素ガスを導入するための乾燥ガス導入口ＧＨ２とを少なくとも備えている。
【００２６】
一方、解凍処理室１は、解凍処理ゾーン１１と、加温ユニット部１２に大きく分けられる。解凍処理ゾーン１１には、バーコードラベルＢＬが貼られた凍結保存用チューブ７が固定されるチューブ固定治具１１１ａと、そのバーコードラベルＢＬを読み取るための解凍処理用バーコードリーダー（識別符号読み取り手段）１１２とが備えられている。また、詳細には、解凍処理用バーコードリーダー１１２は、凍結保存用チューブ７の解凍間違え防止や、どの凍結保存用チューブ７に対して解凍処理を行ったかの情報を蓄積するために設けられている。
【００２７】
また、加温ユニット部１２は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを解凍処理室１に導入するための乾燥ガス導入口ＧＨ１と、管路１２１ａと、乾燥ガス導入口ＧＨ１から導入された乾燥ガスを管路１２１ａに送り込むための送風機１２２と、その送風機１２２の吹出口に設けられ、送り込まれる乾燥ガスを暖めるためのヒータ１２３と、管路１２１ａを流れる乾燥ガスの温度を測定する温度センサー１２４とを備えている。ここで、温度センサー１２４により測定された温度の情報をヒータ１２３に送られ、乾燥ガスの温度がフィードバック制御されるようになっている。なお、その具体的温度は、試料により最適とされる温度（例えば、３５〜４０℃程度）とする。また、乾燥ガスとしては、凍結保存容器３の冷熱用の窒素ガスを利用することが好適であるが、露点−４０℃以下であれば特に制限はなく、乾燥空気等も利用できる。
【００２８】
ここで、少なくとも管路１２１ａ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ａとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００２９】
次に、図３を参照して、凍結保存用チューブ７を均一に効率的に解凍するための詳細構成を説明する。同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具１１１ａのｂ−ｂ’線についての断面図である。
【００３０】
図３（ａ）に詳細に示すように、凍結保存用チューブ７は、キャップ７１と、チューブ胴部７２とで構成されている。チューブ固定治具１１１ａは、凍結保存用チューブ７が載置されるベース部１１１１と、そのベース部１１１１に載置された凍結保存用チューブ７の外周に当接してそれを支持する複数の固定ピン１１１２と、メッシュ状の固定筒１１１３と、固定筒１１１３の解凍処理用バーコードリーダー１１２に対向した部分に開けられた開口ＦＯと、ベース部１１１１の下方に延設された回転軸に同軸で設けられた羽根車１１１４と、を少なくとも備えている。ここで、複数の固定ピン１１１２は、その高さが、チューブ７が倒れない程度（例えば１０〜２５ｍｍ）であり、その直径が、バーコードを識別するのに支障がない程度（例えばφ０．５〜１ｍｍ）であり、本数は、例えば６〜１２本である。また、固定筒１１１３のメッシュの線径は、例えばφ０．５〜１ｍｍであり、開口率は例えば６０〜８０％とする。同図に示すように、凍結保存用チューブ７は、その上部が固定筒１１１３からある程度突出した状態で、チューブ固定治具１１１ａに収納される。
【００３１】
一方、管路１２１ａは内部で分岐し、チューブ固定治具１１１ａに対向する側の端部において、羽根車１１１４の部分に対向した一の開口と、固定筒１１１３に対向した他の開口を形成している。なお、管路１２１ａとチューブ固定治具１１１ａとは、図３（ａ）に示すように離れていてもよいし、あるいは接触又は連結していてもよい。引き続く実施形態についても同様である。
【００３２】
そこで、送風機１２２により管路１２１ａ内を搬送されてきた乾燥ガスのうち、上記一の開口から排出された乾燥ガスは羽根車１１１４部分に導入され、上記他の開口から排出された乾燥ガスは、固定筒１１１３のメッシュを介して、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の部分に吹き付けられる。
【００３３】
羽根車１１１４部分に導入された乾燥ガスは、羽根車１１１４を回転軸について回転させるので、その回転軸を介して連結したベース部１１１１も回転することとなり、ひいては凍結保存用チューブ７が回転することとなる。つまり、凍結保存用チューブ７が回転している状態で、管路１２１ａの他の開口から排出された乾燥ガスが、固定筒１１１３のメッシュを介して、それに吹き付けられることとなる。なお、本実施形態におけるメッシュ状の固定筒１１１３は、凍結保存用チューブ７が乾燥ガスの風力によりベース部１１１１及び固定ピン１１１２から離脱してチューブ固定治具１１１ａから脱落してしまうのを防止する機能を有する一方で、乾燥ガスが均一にチューブ胴部７２に吹き付けられるようにする機能を有している。
【００３４】
本実施形態においては、管路１２１ａ及びチューブ固定治具１１１ａを上述のような構成としたことにより、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。また、後述のモータを採用した場合と比較すると、その設置スペースが不要となるので、解凍処理室１の高さを低く抑えることができる。
【００３５】
次に、図１乃至図３を参照しつつ、上述の第１実施形態の凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順について説明する。
【００３６】
まず、オペレータは、凍結保存容器３に凍結保存された所望の凍結保存用チューブ７をパスボックス２内に呼び出す。具体的には、まず、図示しない入力装置に対して、その所望の凍結保存用チューブ７の識別管理番号を入力する。入力された識別管理番号は、図示しない制御装置に送られる。制御装置は、入力した識別管理番号に基づき、三軸ロボット４の把持ヘッドを、所望の凍結保存用チューブ７を含むケーン５の直上まで水平移動させ、次いで、下降させる。更に、制御装置は、把持ヘッドにより当該ケーン５の頭部を把持し、その後、把持ヘッドを上昇させるように制御する。かかる一連の動作により、所望の凍結保存用チューブ７を含むケーン５が、凍結保存容器３から引き抜かれる。
【００３７】
引き続き、制御装置は、所望のケーン５を把持した把持ヘッドをパスボックス２の入出庫作業用孔ＷＨの直上まで移動させる。次に、その所望のケーン５を入出庫作業用孔ＷＨに挿入し始める。そこで、制御装置は、所望の凍結保存用チューブ７が収納されたカップ状チューブ収納部６が、パスボックス２の挿入孔ＩＨの開口縁部まで降下したとき、ケーン５の挿入を停止させる。停止後、パスボックス２内の凍結保存試料管理用バーコードリーダー２１が、所望の凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２に貼り付けられたバーコードラベルＢＬのバーコード情報を読み取り、その識別管理番号を制御装置に送る。
【００３８】
次に、オペレータは、解凍処理室１及びパスボックス２の扉９２を開け、所望の凍結保存用チューブ７をパスボックス２から取り出し、解凍処理室１に設置されたチューブ固定治具１１１ａへ取り付ける。扉９２が閉められると、解凍処理用バーコードリーダー１１２は、バーコードラベルＢＬのバーコード情報を読み取り、その識別管理番号を制御装置に送る。制御装置は、当該識別管理番号を、これから解凍処理を施す試料であることを示す情報として、図示しない記憶部に記憶させるとともに、チューブ固定治具１１１ａにセットされた試料が適切か否かを照合する。これにより、例えばチューブ取り違えなどにより、所望のものでない試料に誤って解凍処理を施すようなことがなくなる。
【００３９】
次に、解凍処理操作盤１０を操作することにより、解凍処理を開始する。具体的には、例えば、前述の機構によりチューブ固定治具１１１ａを風力で回転させながら、＋３７℃に温度制御された窒素ガス（乾燥ガス）をチューブ胴部７２へ風速３０ｍ／ｓ以下、例えば容量１．８ｍｌの凍結保存用チューブ７が吹き飛ばされることを防ぐ観点では好ましくは５〜７ｍ／ｓで送風接触させ、解凍処理を行う。
【００４０】
所定時間経過後、オペレータは、解凍処理操作盤１０に終了操作を行い、送風及び加温を停止させる。その後、再度、解凍処理用バーコードリーダー１１２は、バーコードラベルＢＬのバーコード情報を読み取り、その識別管理番号を制御装置に送る。制御装置は、当該識別管理番号を、先に記憶した識別管理番号と照合すると共に、解凍処理を完了した試料であることを示す情報として、記憶部に記憶させる。このように、解凍の前後それぞれにおいて、解凍処理用バーコードリーダー１１２による識別管理を行うことにより、試料に対して解凍処理を行ったか否かを確実に管理できる。また、万一、解凍処理中にチューブ固定治具１１１ａから凍結保存用チューブ７が外れて解凍処理が完了しなかった場合、制御装置は、その情報を把握することができる。
【００４１】
解凍処理完了後、オペレータは、扉９２を開け、チューブ固定治具１１１ａから凍結保存用チューブ７を外して取り出す。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の解凍装置及び凍結保存装置によれば、生体試料が封入された凍結保存用チューブ７に対して均一に解凍処理が行えると共に、着霜しにくい乾燥ガス雰囲気下で識別符号読み取りを実行するため、確実にその識別符号を管理することができる。また、温水ではなく温風を使用しているので、識別符号が損傷を受けることなく、確実に読み取れ、また、温水が凍結保存用チューブ７内に混入することがなく、安全かつ衛生的である。また、温風は、温水と比較して熱容量が小さいので、温度制御が容易で応答性もよく、生体試料の特性に応じた解凍処理条件の変更が容易に行える。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における第２実施形態を説明する。第２実施形態においては、管路とチューブ固定治具のみが、第１実施形態と異なる。凍結保存装置における他の構成は、第１実施形態と同じである。図４は、図３に対応する図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具１１１ｂのｂ−ｂ’線についての断面図である。この第２実施形態においては、羽根車１１１４を回転させるための乾燥ガスを凍結保存用チューブ７の解凍にも用いるところが、第１実施形態と概して異なる点である。以下、異なる点のみ説明する。
【００４４】
チューブ固定治具１１１ｂは、凍結保存用チューブ７が載置されるベース部１１１１と、そのベース部１１１１に載置された凍結保存用チューブ７の外周に当接してそれを支持する複数の固定ピン１１１２と、透明固定筒１１１５と、ベース部１１１１の下方に延設された回転軸に同軸で設けられた羽根車１１１４と、を少なくとも備えている。透明固定筒１１１５は、羽根車１１１４の外周部分から凍結保存用チューブ７の側面を所定のクリアランスをもって囲っており、バーコードラベル読み取りのためアクリル樹脂等の透明材料からなる。所定のクリアランスは、例えば、１〜２ｍｍ程度とする。
【００４５】
一方、管路１２１ｂは、チューブ固定治具１１１ｂに対向する側の端部において、羽根車１１１４の部分に対向した開口を形成している。
【００４６】
そこで、管路１２１ｂの上記開口から排出された乾燥ガスは羽根車１１１４部分に導入され、第１実施形態と同様、羽根車１１１４を回転させ、それにより凍結保存用チューブ７を回転させる。更に、この第２実施形態においては、羽根車１１１４を回転させた乾燥ガスが、更に上記クリアランス部分を上昇する。つまり、凍結保存用チューブ７は、回転しつつ、クリアランス部分を上昇してきた乾燥ガスにより暖められる。
【００４７】
従って、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。また、後述のモータを採用した場合と比較すると、その設置スペースが不要となるので、解凍処理室１の高さを低く抑えることができる。
【００４８】
なお、凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順については、第１実施形態と同様である。
【００４９】
第２実施形態においては、少なくとも管路１２１ｂ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ｂとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００５０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における第３実施形態を説明する。第３実施形態においても、管路とチューブ固定治具のみが、第１実施形態と異なる。凍結保存装置における他の構成は、第１実施形態と同じである。図５は、図３に対応する図であり、同図（ａ）は、正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるチューブ固定治具１１１ｃのｂ−ｂ’線についての断面図である。この第３実施形態においては、凍結保存用チューブ７を回転させることなく、旋回流を発生させて凍結保存用チューブ７を解凍させることが、第１実施形態及び第２実施形態とは概して異なる点である。以下、異なる点のみ説明する。
【００５１】
チューブ固定治具１１１ｃは、凍結保存用チューブ７が載置される台としての機能を有すると共に、外部から流入する気体を旋回流として排出する機構（外周に沿って設けられ、鉛直方向に対して傾斜した複数の貫通孔）を有する旋回流発生部材１１１６と、透明固定筒１１１５と、を少なくとも備えている。透明固定筒１１１５は、第２実施形態のものと同じである。なお、凍結保存用チューブ７を回転させないので、第１実施形態や第２実施形態のような固定ピンは必須ではないが、あってもよい。
【００５２】
一方、管路１２１ｃは、第２実施形態の管路１２１ｂと同一構成であり、チューブ固定治具１１１ｃに対向する側の端部において、旋回流発生部材１１１６の部分に対向した開口を形成している。
【００５３】
そこで、管路１２１ｃの上記開口から排出された乾燥ガスは旋回流発生部材１１１６部分に導入され、上記複数の貫通孔に導かれる。その複数の貫通孔は、上述のように、旋回流発生部材１１１６の外周部に設けられ、鉛直方向に対して所定の傾斜を有しているので、それらの孔を通過した乾燥ガスは、クリアランス部分を渦状に上昇し（その上昇角度は、例えば、１０〜４５度）、凍結保存用チューブ７を暖める。このように、本実施形態においては、乾燥ガスが渦状に旋回して上昇するので、第１及び第２実施形態のように、凍結保存用チューブ７を回転させる必要はない。
【００５４】
上述のように、この第３実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。また、後述のモータを採用した場合と比較すると、その設置スペースが不要となるので、解凍処理室１の高さを低く抑えることができる。
【００５５】
なお、凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順については、第１実施形態と同様である。
【００５６】
第３実施形態においては、少なくとも管路１２１ｃ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ｃとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００５７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明における第４実施形態を説明する。第４実施形態においては、管路とチューブ固定治具のみが、第１実施形態と異なる。凍結保存装置における他の構成は、第１実施形態と同じである。図６は、管路とチューブ固定治具の部分の正面図である。この第４実施形態においては、第１実施形態と比較して、チューブ固定治具１１１ｄ（凍結保存用チューブ７）を回転させるための羽根車１１１４の代わりに、モータ１１３を採用した点が概して異なる。
【００５８】
ベース部１１１１、複数の固定ピン１１１２、メッシュ状の固定筒１１１３、及び開口ＦＯについては、第１実施形態のチューブ固定治具１１１ａと同一である。しかしながら、ベース部１１１１は、回転軸を介してモータ１１３が取り付けられている。
【００５９】
一方、管路１２１ｄについては、チューブ固定治具１１１ｄに対向する側の端部において、その端部全体に開口を有している。
【００６０】
そこで、送風機１２２により管路１２１ｄ内を搬送されてきた乾燥ガスは、全て、固定筒１１１３のメッシュを介して、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の部分に吹き付けられる。
【００６１】
モータ１１３の回転によりチューブ固定治具１１１ｄが回転することとなり、それにより凍結保存用チューブ７が回転することとなる。つまり、凍結保存用チューブ７が回転している状態で、管路１２１ｄの開口から排出された乾燥ガスが、固定筒１１１３のメッシュを介して、それに吹き付けられることとなる。なお、固定筒１１１３のメッシュの機能は、第１実施形態と同様である。
【００６２】
上述のように、この第４実施形態においても、第１乃至第３実施形態と同様、凍結保存用チューブ７のチューブ胴部７２の全体をムラなく加熱し、故に凍結保存用チューブ７内の凍結保存試料を均一に解凍処理できる。
【００６３】
なお、凍結保存装置の解凍処理室による解凍処理の手順については、第１実施形態と同様である。
【００６４】
第４実施形態においては、少なくとも管路１２１ｄ、送風機１２２、及びヒータ１２３とで、温風生成手段を構成しており、その温風生成手段と、チューブ固定治具１１１ｄとで、温風生成吹付け手段を構成している。
【００６５】
なお、以上の各実施形態における説明では、凍結保存装置の一部としての解凍処理室１を例として説明したが、同様の構成及び機能を有する、凍結保存装置とは、別体の独立した解凍装置であってもよい。
【００６６】
また、識別管理番号等を示す符号としてバーコードを採用しているが、これに限らず、他の識別符号であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の解凍装置及び凍結保存装置は、動物の精子、受精卵、細胞などの生体試料の凍結保存及び解凍に採用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・解凍処理室
１１・・・解凍処理ゾーン
１１１ａ〜１１１ｄ・・・チューブ固定治具
１１２・・・解凍処理用バーコードリーダー（識別符号読み取り手段）
１２・・・加温ユニット部
１２１ａ〜１２１ｄ・・・管路
２・・・パスボックス
２１・・・凍結保存試料管理用バーコードリーダー
３・・・凍結保存容器
４・・・三軸ロボット
５・・・ケーン
６・・・カップ状収納部
７・・・凍結保存用チューブ
８・・・搬送移動室
９・・・箱体
１０・・・解凍処理操作盤
ＢＬ・・・バーコードラベル（識別符号）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別符号が付された凍結保存用チューブに封入された凍結生体試料の解凍装置であって、
露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、
前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段と、を備えることを特徴とする解凍装置。
【請求項２】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車とを有するチューブ固定治具と、
前記羽根車に吹き付けられる第一の温風と、前記凍結保存用チューブに吹き付けられる第二の温風とを生成する温風生成手段と、を備え、
前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記第二の温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項３】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車と、を有するチューブ固定治具と、
前記羽根車に吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、
前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記羽根車を回転させた前記温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項４】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されると共に、導入した温風を旋回流として出力する旋回流発生部材とを有するチューブ固定治具と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、を有するチューブ固定治具と、
前記前回流発生部材に導入される前記温風を生成する温風生成手段と、を備え、
前記旋回流としての温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項５】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されるベース部を有するチューブ固定治具と、
前記チューブ固定治具を回転させるためのモータと、
前記凍結保存用チューブに吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、
前記モータにより前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項６】
前記温風生成手段は、
管路と、
前記管路に乾燥ガスを導入させる送風機と、
前記管路に導入された乾燥ガスを暖めて前記第一の温風及び第二の温風又は前記温風を生成するヒータと、を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の解凍装置。
【請求項７】
凍結生体試料が封入されると共に識別符号が付された少なくとも１つの凍結保存用チューブを収容する凍結保存容器と、
乾燥ガスで充満され、前記凍結保存容器に対する前記凍結保存用チューブの搬入出作業空間となる搬送移送室と、
外部環境と前記搬送移送室との間に設けられ、前記凍結保存用チューブの受け渡しを行うためのパスボックスと、
前記凍結保存用チューブに対する解凍処理を行うための解凍処理室と、を備えた凍結保存装置であって、
前記解凍処理室は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段とを有することを特徴とする凍結保存装置。
【請求項８】
箱体を仕切り板で分割することにより、前記パスボックスと前記解凍処理室とが構成されていることを特徴とする請求項７に記載の凍結保存装置。
【請求項１】
識別符号が付された凍結保存用チューブに封入された凍結生体試料の解凍装置であって、
露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、
前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段と、を備えることを特徴とする解凍装置。
【請求項２】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車とを有するチューブ固定治具と、
前記羽根車に吹き付けられる第一の温風と、前記凍結保存用チューブに吹き付けられる第二の温風とを生成する温風生成手段と、を備え、
前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記第二の温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項３】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されるベース部と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、前記ベース部に回転同軸で固定された羽根車と、を有するチューブ固定治具と、
前記羽根車に吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、
前記羽根車の回転により前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記羽根車を回転させた前記温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項４】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されると共に、導入した温風を旋回流として出力する旋回流発生部材とを有するチューブ固定治具と、載置された凍結保存用チューブを所定のクリアランスを持って囲う透明固定筒と、を有するチューブ固定治具と、
前記前回流発生部材に導入される前記温風を生成する温風生成手段と、を備え、
前記旋回流としての温風が、前記クリアランスを通過することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項５】
前記温風生成吹付け手段は、
前記凍結保存用チューブが載置されるベース部を有するチューブ固定治具と、
前記チューブ固定治具を回転させるためのモータと、
前記凍結保存用チューブに吹き付けられる温風を生成する温風生成手段と、を備え、
前記モータにより前記凍結保存用チューブは回転されつつ、前記温風が吹き付けられることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。
【請求項６】
前記温風生成手段は、
管路と、
前記管路に乾燥ガスを導入させる送風機と、
前記管路に導入された乾燥ガスを暖めて前記第一の温風及び第二の温風又は前記温風を生成するヒータと、を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の解凍装置。
【請求項７】
凍結生体試料が封入されると共に識別符号が付された少なくとも１つの凍結保存用チューブを収容する凍結保存容器と、
乾燥ガスで充満され、前記凍結保存容器に対する前記凍結保存用チューブの搬入出作業空間となる搬送移送室と、
外部環境と前記搬送移送室との間に設けられ、前記凍結保存用チューブの受け渡しを行うためのパスボックスと、
前記凍結保存用チューブに対する解凍処理を行うための解凍処理室と、を備えた凍結保存装置であって、
前記解凍処理室は、露点−４０℃以下の乾燥ガスを加熱して温風を生成し、生成した温風が、前記凍結保存用チューブの周囲を均一に暖める温風生成吹付け手段と、前記識別符号を読み取る識別符号読み取り手段とを有することを特徴とする凍結保存装置。
【請求項８】
箱体を仕切り板で分割することにより、前記パスボックスと前記解凍処理室とが構成されていることを特徴とする請求項７に記載の凍結保存装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９８１５（Ｐ２０１３−９８１５Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４１３７（Ｐ２０１１−１４４１３７）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
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