(57)【要約】  本開示は、情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路を、および、極低温ストローの側壁に一体化（例えばモールド成型）されるよう構成された導電糸を含む少なくとも１つのアンテナを、含む、極低温ストローのための無線周波数識別システムに関する。本開示は、さらに極低温ストローに関する。この極低温ストローは、少なくとも１つのアンテナを含む。アンテナは導電糸または棒状体を含む。少なくとも１つのアンテナは極低温ストローの側壁に一体化（例えばモールド成型）される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路、および、
−  極低温ストローの側壁に一体化（例えばモールド成型）されるよう構成された導電糸を含む少なくとも１つのアンテナ、
を含む、極低温ストローのための無線周波数識別システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのアンテナの第１部分は前記極低温ストローの側壁に一体化されるよう構成され、前記少なくとも１つのアンテナの第２部分は、実質的に前記極低温ストローの長手方向において前記極低温ストローの外側で上方に突出するよう構成されている、請求項１に記載の無線周波数識別システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのアンテナは前記少なくとも１つの集積回路に対して電磁的に、ワイヤレスで接続されるよう、構成されている、請求項１〜請求項２のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの集積回路は、情報を格納し、かつ、３００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数範囲の無線周波数信号を生成するよう構成されている、請求項１〜請求項３のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項５】
前記導電糸の厚さまたは直径は１００μｍ未満、または９０μｍ未満、または５０μｍ未満、または２０μｍ未満、または１０μｍ未満、または５μｍ未満である、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項６】
前記集積回路は、前記極低温ストローの底部に配置されるよう適応され、および／または、前記極低温ストローに取り付けられるかもしくは一体化されるよう適応されている、請求項１〜請求項５のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項７】
情報を格納し、かつ、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも２つの集積回路を含み、第１集積回路は極低温を含む第１温度範囲で動作するよう構成され、第２集積回路は室温２０℃を含む第２温度範囲で動作するよう構成されている、請求項１〜請求項６のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項８】
前記第第１温度範囲および前記第２温度範囲は重なり合う、請求項７に記載の無線周波数識別システム。
【請求項９】
前記システムの周囲の温度を測定するための温度センサと、前記測定された温度に基づいて前記集積回路のうちの一方の集積回路を有効化するよう構成されたスイッチと、をさらに含む、請求項７〜請求項８のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項１０】
前記第１集積回路は少なくとも−５０℃未満で動作するよう構成され、前記第２集積回路は少なくとも−５０℃〜１２５℃の範囲で動作するよう構成されている、請求項７〜請求項９のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのアンテナは、実質的に管状の極低温ストローの側壁に一体化されるよう構成され、前記少なくとも１つのアンテナは前記極低温ストローの長手方向において延在し、上方に突出する、請求項１〜請求項１０のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのアンテナは、実質的に剛性であり、および／または、前記極低温ストローの外側で剛性構造体（前記極低温ストローのハンドルまたはシャフトなど）により支持され、前記少なくとも１つのアンテナは、前記極低温ストローが液体窒素などの極低温流体内に配置され得るよう構成され、前記極低温ストローは前記極低温流体により覆われ、前記少なくとも１つのアンテナは前記極低温流体の表面の上方に突出する、請求項１〜請求項１１のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【請求項１３】
少なくとも１つのアンテナを含む極低温ストローであって、前記アンテナは導電糸または棒状体を含み、前記少なくとも１つのアンテナは前記極低温ストローの側壁に一体化（例えばモールド成型）されている、極低温ストロー。
【請求項１４】
情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または１００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路をさらに含む、請求項１３に記載の極低温ストロー。
【請求項１５】
前記極低温ストローは実質的に管状であり、１つの閉じられた丸みを帯びた側壁を含み、前記少なくとも１つのアンテナは前記側壁にキャスト成型され、前記丸みを帯びた側壁は０．５ｍｍ未満の厚さを有する、請求項１３〜請求項１４のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【請求項１６】
前記極低温ストローの内部に密閉状態で摺動可能に係合する密閉要素をさらに含み、前記密閉要素は前記少なくとも１つの集積回路を含み、前記少なくとも１つのアンテナは前記密閉要素から突出する、請求項１３〜請求項１５のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１２のうちのいずれかに記載の一体化された無線周波数識別システムを含む、請求項１３〜請求項１６のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【請求項１８】
−  一体化された無線周波数識別システムを有する請求項１３〜請求項１６のうちのいずれかに記載の複数の極低温ストロー、
−  前記極低温ストローへの問い合わせ無線周波数信号（単数または複数）を生成するよう構成されたＲＦＩＤ問い合わせユニット、および、
−  前記極低温ストローの前記一体化された無線周波数識別システムからの信号を受信および識別するよう構成されたＲＦＩＤリーダ、
を含む、凍結保存された標本を識別するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、極低温ストロー（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ  ｓｔｒａｗ）のための無線周波数識別システムに、および無線周波数識別システムを含む極低温ストローに、関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ物質および精子標本などの有機物質は、非常に低い格納温度で保存する必要がある。このことは、有機標本を液体窒素（沸点：−１９６℃）内に浸す極低温凍結により、長期にわたり行われてきた。非常に低い温度における極低温格納により、細胞の寿命が顕著に増加する。極低温の温度範囲は−１５０℃〜絶対零度−２７３．１５℃と定義される。なお絶対零度は、分子運動が理論的に可能な限り完全停止に近づく温度である。極低温で格納された標本の検査を実施する際、標本が極低温環境の外に置かれる時間は最小化されることが望ましい。
【０００３】
生物学的標本は、個々のプラスチック・ストロー、すなわちガラス瓶（それぞれが一意的な印刷済みＩＤを有する）に保存され得る。次に、これらのガラス瓶は、通常は大量で、束ねられ、液体窒素が充填されたキャニスター内に浸される。個々のガラス瓶を追跡し続けるには膨大な手作業が必要となる。係る手作業では、ガラス瓶は、登録し、その後に記帳するために、一時的にキャニスターから取り出されなければならない。
【０００４】
極低温ストローのためにＲＦＩＤを使用する概念が、様々な形で提案されてきた。ＥＰ２７４３８６５では、フェライトコアに巻き付けられたコイルにより形成されるアンテナを有するＲＦＩＤタグが提案されている。同特許では、係る組立体が１．４ｍｍまでの寸法を有する容器内に嵌入されると記載されている。ＷＯ２０１４／００１８１９でも、極低温ストローのためのＲＦＩＤタグを導入する課題が解決されている。この特許出願では、生物学的標本をストロー内に位置決めすることに干渉しないよう、ストローの周囲にスリーブが配置されることが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この先行技術文書は、極低温ストローのためのＲＦＩＤタグの使用を全般的に開示し、異なる機能的解決策を提供するものと考えられ得る。しかし、これらの解決策は、サイズ、コスト、および作動温度範囲において最適ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、極低温ストローに、または極低温ストロー内の密閉要素に、一体化（例えばモールド成型またはキャスト成型）され得る組立体を提供することにより、極低温ストローに無線周波数タグを付加することに関する。極超短波（ＵＨＦ）（通常は３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲として定義され、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲に拡張されることも可能である）または超短波（ＶＨＦ）（通常は３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの範囲として定義される）で動作させることにより、ＲＦＩＤタグのアンテナは、例えば実質的に管状の極低温ストローの側壁に一体化され得る薄い導電糸として設計され得る。したがって第１の実施形態では、本開示に係るＲＦＩＤタグは、
−  情報を格納し、３０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の、好適には３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚおよび／または３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの周波数範囲の無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路と、
−  導電糸を含み、かつ、極低温ストローに一体化されるよう構成された、少なくとも１つのアンテナと、
を含む、極低温ストローのための無線周波数識別システムであり得る。
【０００７】
以前から周知の、低い周波数（例えば１２５ｋＨｚまたは１３ＭＨｚ）で動作する解決策では、フェライトコアに巻き付けられたコイルが必要となるであろう。係るコイルは、例えば２ｍｍの直径を有する細い極低温ストローに対して、かなりの空間を必要とする。それとは対照的に、本発明は好適には極超短波で動作する。これは、アンテナが薄い糸／棒状体として設計され得ることを意味する。好適な実施形態では、アンテナはストローの壁部にキャスト成型される。それにより安価、軽量、および堅牢な解決策が提供される。高域周波数を使用することは、より大きい帯域幅の使用が可能となるという利点を有する。より大きい帯域幅は、より高速な応答と、単位時間あたりのより高いデータ転送と、を与える。このことは、短い時間的期間内での大量の極低温ストローに対するＩＤの表示の読み取りを可能にする。さらに、このことは、アンテナが比較的長いリーチを有するということ、および、アンテナが薄く、かつ全般的に小さいサイズで作られ得ること、という利点を有する。好適には、アンテナは０．１ｍｍ未満の直径を有する導電糸／棒状体として実装される。代替的に、アンテナは、薄型シートまたは中空棒状体（好適には金属製）として実装され得る。アンテナは、極低温ストローの内側または外側に取り付けられるよう構成された薄膜の形状でも具体化され得る。一実施形態では、薄膜は２０μｍ未満の厚さを、より好適には１０μｍ未満の厚さを、さらに好適には５μｍ未満の厚さを、有する。全般的に、ストロー／棒状体／薄膜は１０μｍの厚さを有し得、さらに５μｍの厚ささえ有し得る。好適には、薄膜は導電性物質（例えば金属物質など）から作られる。薄膜は、薄い側壁を有する中空円筒の形状と、薄膜が極低温ストローの外側上に装着されるよう極低温ストローの外径に実質的に等しい内径（代替的に、薄膜が極低温ストローの内側上に装着されるよう極低温ストローの内径に実質的に等しい外径）と、を有し得る。アンテナが極低温ストローの円筒形壁部にキャスト成型されことに対して代替的に、アンテナは極低温ストローの内側上にまたは外側上に配置されてもよい。好適には、アンテナは極低温ストローの長手方向において延在する。
【０００８】
アンテナは、極低温ストローに組み込まれ得る。本開示に係る無線周波数識別システムの一実施形態では、アンテナは、極低温ストローに一体化されるよう極低温ストローに沿って延在し上方に突出しており、アンテナの第１部分が極低温ストローに一体化され、かつ、第２部分が実質的に極低温ストローの長手方向において極低温ストローの外側で上方に突出している。この解決策より、アンテナの一部が流体表面の上方で動作する一方で標本を極低温流体内に滞在させることが可能である。この文脈の上方では、極低温ストローが実質的に垂直姿勢で配置（すなわち、一方が下端部に、他方が上端部に、配置）され、アンテナが極低温ストローの上端部を越えて延在する構成が示された。この実施形態は、アンテナが液体窒素の表面の上方に突出するようアンテナが設計され得、それにより電波の送受信の状態が改善され得るという利点を有する。集積回路も、極低温ストローの内部に密閉係合するよう構成された密閉要素に一体化され得る。ここでは極低温ストローは、好適には下端部に密閉される。上方に突出するアンテナは、ハンドルまたはシャフトに取り付けられるかまたは一体化され得る。この組立体は、極低温ストローが極低温流体内に配置され得るよう構成される。それにより、極低温ストローは極低温流体に覆われ、少なくとも１つのアンテナは極低温流体の表面の上方に突出する。
【０００９】
市販のＲＦＩＤタグが極低温から室温までの温度範囲を含まないため、本開示の極低温ストローのための無線周波数識別システムは、少なくとも２つの集積回路を使用して動作し得る。先行技術による解決策は通常、極低温で動作するよう設計されるが、例えば電子部品の温度特性により、室温では動作しないであろう。一実施形態では、極低温ストローのための本開示に係る無線周波数識別システムは、情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも２つの集積回路を含み、第１集積回路は極低温を含む第１温度範囲で動作するよう構成され、第２集積回路は室温２０℃を含む第２温度範囲で動作するよう構成される。好適には、タグ情報、および、可能ならば他の情報が、いくつかのメモリセルに格納される。なおこれらのメモリセルは、異なる温度範囲で、好適には重なり合う温度範囲で、動作するよう構成される。好適には、第１温度範囲および第２温度範囲は、システムが全体的かつ連続的な温度範囲上で動作可能となるよう、重なり合う。この実施形態では、ＲＦＩＤタグは、極低温流体内に置かれているとき、および、極低温流体から、例えば、室温に、取り出されたとき、の両方において、使用が可能である。
【００１０】
本開示は、さらに、上述の一体化された無線周波数識別システムを含む極低温ストローに、および、一体化された無線周波数識別システムを有する複数の極低温ストローと、極低温ストローへの問い合わせ無線周波数信号（単数または複数）を生成するよう構成されたＲＦＩＤ問い合わせユニットと、極低温ストローの一体化された無線周波数識別システムからの信号を受信および識別するよう構成されたＲＦＩＤリーダと、を含む、凍結保存された標本を識別するためのシステムに、関する。好適には、極低温ストローは、容器（例えばキャニスターまたは極低温格納デュアー瓶など）内に格納されるよう適応され得る。なお係る容器は液体窒素で充填され得る。
【００１１】
本発明のこれらの態様および他の態様は、本発明に関する以下の詳細な説明において説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】密閉要素を有する授精用の極低温ストローを示す図である。
【図２】２つのアンテナ部分を有し、かつ、一方のアンテナ部分が上方に突出する、極低温ストロー内における本開示に係る無線周波数識別システムの一実施形態を示す図である。
【図３】本開示に係る無線周波数識別システムおよびリーダコイルの一実施形態を示す図である。
【図４】本開示に係る無線周波数識別システムおよびリーダコイルの他の実施形態を示す図である。
【図５】上方に突出するアンテナを有する本開示に係る無線周波数識別システムの一実施形態を示す図である。
【図６】アンテナが極低温ストローにキャスト成型されている本開示に係る無線周波数識別システムの一実施形態を示す図である。
【図７】異なる温度範囲で動作する２つの集積回路を有する本開示に係る無線周波数識別システムの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
定義
極低温とは、非常に低い温度の使用を要求すること、または、非常に低い温度の使用を伴うこと、を指す。温度目盛り上の何度で冷凍が終わり極低温が始まるかについては一般には厳密な定義はなされていないが、それはおよそ−１５０℃であると考えられる。
【００１４】
極低温ストローまたは凍結保存ストローとは、標本（通常は、試験管内受精用の精子）を極低温格納するために使用される小型の格納装置である。本開示における極低温ストローは、この目的のための任意の容器に対して広範な従来の意味において使用される。通常、極低温ストローは実質的に管状であり、その形状において細い。
【００１５】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）は、物体に取り付けられたタグを自動的に識別および追跡する目的のために、データを伝達するための電磁場のワイヤレス使用を指す。これらのタグは、識別番号またはコードなどの電子的に格納された情報を含む。ＲＦＩＤタグは、不揮発性メモリを、および、少なくとも１つのアンテナを通してＲＦＩＤリーダに対してワイヤレス通信するための手段を、含む。
【００１６】
本発明の詳細な説明
本開示は、
−  情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の、または１００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路と、
−  導電糸を含み、かつ、極低温ストローに、または、極低温ストローの内部に配置されるよう構成された密閉要素に、一体化されるよう構成された、少なくとも１つのアンテナと、
を含む極低温ストローのための無線周波数識別システムに関する。
【００１７】
極超短波範囲で動作させることにより、非常に薄いアンテナ（好適には金属製の薄い導電糸であり得る）の使用が可能となる。なお係るアンテナは、極低温ストローに、または代替的に、極低温ストローの内部に配置された密閉要素に、埋め込まれ得る。一実施形態では、したがって、少なくとも１つの集積回路および少なくとも１つのアンテナは、例えば４００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、および２．４５ＭＨｚをカバーする、デシメートル帯としても知られる３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚで動作するよう構成される。上述のように、この範囲はさらに１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚに拡張され得る。動作周波数範囲は、３００ＭＨｈｚ〜１ＧＨｚもしくは３００ＭＨｚ〜９００ＭＨｚであってもよく、または最も高い範囲２ＧＨｚ〜３ＧＨｚのみをカバーしてもよい。より低い周波数を使用して無線通信が可能である環境および状況では、少なくとも１つの集積回路および少なくとも１つのアンテナは、さらに３０ＭＨｚで、および３００ＭＨｚで、動作するよう構成され得る。
【００１８】
ＲＦＩＤシステムおよび極低温ストローの寸法および形状
極超短波周波数範囲において動作させることにより、非常に薄いアンテナが使用され得る。係るアンテナは極低温ストローに一体化（例えばキャスト成型など）され得る。アンテナ糸の厚さ（または、糸が実質的に円形の断面を有する場合には、直径）は、中空の極低温ストローの側壁において利用可能な空間に依存し得る。一般に、より厚いアンテナは、送受信に関して、より効率的であるが、状況に応じては、厚さが５μｍ未満ほどの糸も、作動可能および好適となり得る。アンテナは、代替的に、薄型シートまたは中空棒状体（好適には金属製）として実装され得る。極低温ストローの全直径が例えば２ｍｍであるため、極低温ストローの側壁に配置されるアンテナ糸に対する好適な幅も、１００μｍ未満、または９０μｍ未満、または５０μｍ未満、または２０μｍ未満、または１０μｍ未満になり得る。これらの実施形態は、より低い周波数で動作する既存の解決策よりも薄いと考えられる。
【００１９】
導電糸として成形されたアンテナは、異なる形状およびサイズの範囲を有し得る。一実施形態では、糸の断面は実質的に円形である。糸の断面は、他の形状も取り得、例えば実質的に平坦な形状を有し得る。
【００２０】
本開示は、さらに、アンテナおよび／または上述の一体化された無線周波数識別システムを含む極低温ストローに関する。極低温ストローの一実施形態は、少なくとも１つのアンテナを含む。この少なくとも１つのアンテナは、導電糸または棒状体を含み、極低温ストローの側壁に一体化（例えばモールド成型）される。極低温ストローは、情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または１００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路をさらに含み得る。極低温ストローは、本開示に係る一体化された無線周波数識別システムの任意の実施形態を含み得る。上述のように、一体化された無線周波数識別システムのアンテナは、好適には、極低温ストローに一体化（例えばキャスト成型）され、それにより軽量かつ安価な解決策が提供される。極低温ストローにキャスト成型された少なくとも１つのアンテナのいくつかの変形体が可能である。１つの事例が図６に示されており、図６には、アンテナ４がキャスト成型された側壁９を有する中空の極低温ストロー１が示されている。この実施形態では、集積回路３は密閉要素５に埋め込まれている。この事例では、集積回路３とアンテナ４との間には直接的な物理的ワイヤ接続は存在せず、代わって、集積回路３とアンテナ４との間の電磁的ワイヤレス通信が使用される。
【００２１】
極低温ストローにおけるアンテナの一体化
一実施形態では、極低温ストローはポリマー・ストローから作られる。極低温ストローが作られ得る物質は、化学的に不活性で、生体適合性を有する。その物理的特性により、極低温ストローは、極低温ストローの格納条件により作られる極度に低い温度および圧力（その結果、液体および液体窒素は膨張する）に対する耐性を有することとなる。少なくとも１つのアンテナは極低温ストローに全体的にキャスト成型され得る。アンテナと集積回路との間に直接的接触が必ずしも存在しない係る解決策では、少なくとも１つのアンテナは、ポリマー物質を通して少なくとも１つの集積回路に電磁的、ワイヤレスに接続され得る。極低温ストローの典型的な形状は、１つの閉じられた丸みを帯びた側壁を含む、実質的に管状の中空形状である。なお、少なくとも１つのアンテナは側壁にキャスト成型される。側壁の幅は、側壁に一体化されるアンテナの好適なサイズを決定すると言われ得る。一実施形態では、アンテナは極低温ストローの側壁内に完全に密閉される。係る解決策では、集積回路は、例えば、極低温ストローを密閉するための密閉要素に、または、極低温ストロー内に永久的もしくは一時的に配置され得る任意の他の要素に、埋め込まれ得る。一実施形態では、集積回路は、好適には極低温ストローに格納された内容物／標本から集積回路が分離されるよう、極低温ストローの底部に配置され得る。集積回路は、極低温ストローの底部に配置されるよう適応されてもよく、および／または、極低温ストローに取り付けられるかもしくは一体化されるよう適応されてもよい。集積回路は、極低温ストローに取り付けられてもよく、または、部分的にもしくは完全に極低温ストローに組み込まれてもよい。
【００２２】
代替的に、極低温ストローに設けられた穴（例えば極低温ストローの側壁に設けられた穴など）を通して、集積回路とアンテナとの間に物理的接続が存在してもよい。
【００２３】
極低温ストローの多数の変形体が存在する。１つの解決策は密閉された下端部を有する。係る解決策では、極低温ストロー内に格納される内容物が極低温ストロー内に配置された後、密閉部が極低温ストローの上端部を密閉する。一実施形態では、密閉部が極低温ストローの内部に配置され、次に極低温ストローの下端部が切断されて極低温ストローの内容物が使用されるときに密閉部がプランジャとして使用され、密閉部（プランジャとして作用する）が極低温ストローの下端部に向かって移動し、それにより極低温ストローの中身が出る。この種の解決策では、少なくとも１つの集積回路は密閉要素に埋め込まれ得る。密閉部は、極低温ストローの内部に配置されているかぎり、好適には極低温ストローの側壁にキャスト成型されたアンテナに対してワイヤレス接続状態にあり得る。代替的に、少なくとも１つのアンテナを少なくとも１つの集積回路に接続する電気ワイヤ（例えば金属接続など）が存在し得る。その場合、側壁を通って集積回路に達する開口部が必要となる。係る実施形態では、電気ワイヤはリング形状であり得る。密閉要素を含む実施形態では、少なくとも１つのアンテナは、密閉要素に対して一体化され得、例えば図５で示されるように密閉要素かから突出し得る。無線周波数識別タグは、２つのアンテナも含み得る。なお図２において示されているように、一方のアンテナは極低温ストローの長手方向において下方に延在し、他方のアンテナは極低温ストローの長手方向において上方に延在する。
【００２４】
極低温ストローは一定範囲のサイズで入手可能である。本開示に係る無線周波数識別タグは、一定範囲のサイズの極低温ストロー（例えば５０ｍｍ〜２００ｍｍの長さ、または３０ｍｍ〜２００ｍｍの長さ、または３０ｍｍ〜１００ｍｍの長さ、または１００ｍｍ〜１５０ｍｍの長さ、または１００ｍｍ〜２００ｍｍの長さ、または５０ｍｍ〜３００ｍｍの長さ、または５０ｍｍ〜１５０ｍｍの長さを有するストロー）に適応され得る。上述のように、極低温ストローの通常の直径は２ｍｍであり得る。しかし本開示に係る無線周波数識別タグは、１０ｍｍ未満の直径、または９ｍｍ未満の直径、または８ｍｍ未満の直径、または７ｍｍ未満の直径、または６ｍｍ未満の直径、または５ｍｍ未満の直径、または４ｍｍ未満の直径、または３ｍｍ未満の直径、または２ｍｍ未満の直径、または１ｍｍ未満の直径、または０．５ｍｍ未満の直径有する極低温ストローに対しても好適である。極低温ストローは通常、丸みを帯びた側壁を有し、係る側壁は、２ｍｍ未満の厚さ、または１ｍｍ未満の厚さ、または０．５ｍｍ未満の厚さ、０．４ｍｍ未満の厚さ、０．３ｍｍ未満の厚さ、０．２ｍｍ未満の厚さ、０．１ｍｍ未満の厚さを有し得る。
【００２５】
一実施形態では、少なくとも１つのアンテナは、実質的に管状の極低温ストローの側壁に一体化されるよう構成される。なお少なくとも１つのアンテナは、極低温ストローの長手方向において延在し、上方に突出する。例えば図６において示されているようにアンテナが上方に突出する場合、結果的にアンテナは、極低温ストローの側壁の内部で部分的にのみ（すなわち、上方を除く全側面に対して）密閉され得る。この実施形態では、少なくとも１つの集積回路は、極低温ストローの上端部に一体化されてもよく、または極低温ストローの密閉要素に一体化されてもよい。
【００２６】
突出
極低温ストローの外側に突出するアンテナの部分は、実質的に剛性であってもよく、および／または、極低温ストローの外側において剛性構造体（例えば極低温ストローのハンドルまたはシャフトなど）により支持されてもよい。少なくとも１つのアンテナは、極低温ストローが極低温流体（例えば液体窒素など）内に配置され得るよう構成され、極低温ストローは極低温流体により覆われ、少なくとも１つのアンテナは極低温流体の表面の上方に突出する。
【００２７】
突出するアンテナを有する実施形態では、アンテナは、極低温ストローに一体化された少なくとも１つのアンテナの第１部分を含むと言われ得、少なくとも１つのアンテナの第２部分は、実質的に極低温ストローの長手方向において極低温ストローの外側で上方に突出するよう構成される。上方とは、極低温ストローを容器／瓶／キャニスターにおいて実質的に垂直姿勢で直立させたときの、極低温ストローの長手方向における上方と解釈され得る。好適には、アンテナの長さ、および極低温ストローの液体窒素内での配置は、アンテナの少なくとも１部分が液体窒素の表面の上方となるよう構成される。係る構成により、アンテナが完全に液体窒素内に浸される場合と比較して、信号通信状況はより良好となる。第１部分の長さは、少なくとも５ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも２０ｍｍ、または少なくとも３０ｍｍ、または少なくとも４０ｍｍ、または少なくとも５０ｍｍ、または少なくとも６０ｍｍであり得る。極低温ストローの外側で上方に突出する第２部分は、少なくとも５ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも２０ｍｍ、または少なくとも３０ｍｍ、または少なくとも４０ｍｍ、または少なくとも５０ｍｍ、または少なくとも６０ｍｍ、または少なくとも１００ｍｍ、または２５ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲であり得る。
【００２８】
温度範囲
一実施形態では、極低温ストローのための本開示に係る無線周波数識別システムは、極低温のみをカバーするものではなく、室温を含む範囲もカバーする。これは、標本が極低温液体から取り出されたときにも標本が識別されなければならない場合、貴重となり得る。先行技術による解決策は通常、極低温で動作するよう設計されるが、例えば電子部品の温度特性により、室温では動作しないであろう。一実施形態では、極低温ストローのための本開示に係る無線周波数識別システムは、情報を格納し、かつ、３０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の、または３００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも２つの集積回路を含み、第１集積回路は極低温を含む第１温度範囲で動作するよう構成され、第２集積回路は室温２０℃を含む第２温度範囲で動作するよう構成される。第１温度範囲および第２温度範囲は、２つの範囲が１つのより広い範囲を構成するよう、重なり合い得る。
【００２９】
２つのシステムの有効化および無効化を実施するにあたり、異なるアプローチが可能である。簡単な解決策は、２つのシステムを並列的に実行し、メモリセルを共有するか、または、両方が機能している温度においてメモリセルの内容をコピーすることである。係る解決策は、簡単ではあるが、干渉が導入され得る。代替的に、システムは、集積回路のうちのいずれが有効化されるかを選択するためのスイッチを含み得る。スイッチは、温度センサに基づき得るが、例えば、読み取りユニットまたは問い合わせユニットからのコマンドであり得る。一実施形態では、システムは、周囲の温度を測定するための温度センサと、測定された温度に基づいてこれらの集積回路のうちの一方の集積回路を有効化するよう構成されたスイッチと、を含む。
【００３０】
図７では、より広い温度範囲をカバーするシステムがどのように構成され得るかが示されている。なお、このシステムは、より低い範囲で動作するよう構成された１つの無線周波数識別システム１０と、より高い範囲で動作するよう構成された１つの無線周波数識別システム１１と、を有する。システムは、別個のメモリセル１２および１３を使用してもよく、または同一のメモリセルを共有してもよい。一実施形態では、無線周波数識別システムは２つの別個のアンテナを有し、この場合、一方のアンテナは第１集積回路により使用され、第１アンテナに関連付けられ、第２集積回路は第２アンテナに関連付けられる。
【００３１】
２つのシステムに対して好適な温度範囲は、極低温液体の実際の温度と、例えば、回路の所与の温度特性に対する信頼性に関する回路の要件と、に依存し得る。一実施形態では、第１集積回路は、−３０℃未満、または−５０℃未満、または−７０℃未満、または−１００℃未満、または−１２０℃未満、または−１４０℃未満、または−１６０℃未満、または−１８０℃未満、または−１９６℃未満、または−２００℃未満で動作するよう構成され、その一方で、第２集積回路は、−５０℃〜１２５℃の範囲で、または−７０℃〜１２５℃の範囲で、または１００℃〜１２５℃の範囲で、または３０℃〜１２５℃の範囲で、またはこれらの組み合わせで動作するよう構成される。一実施形態では、第１回路は、少なくとも−５０℃未満で動作し、第２回路は少なくとも−５０℃より上で動作する。
【００３２】
無線周波数識別システムに対する電力供給
本開示に係る無線周波数識別システムは、局所的なバッテリーによる電力供給は不必要である。好適には、システムはワイヤレス電力伝達により電力供給される。したがって、一実施形態では、システムは、電力の誘導結合、または共振誘導結合、または容量性結合、または電磁伝達を含み得る。代替的に、システムは、ＲＦＩＤリーダの放出からのエネルギーから生成された後方散乱信号により電力供給され得る。
【００３３】
ＲＦＩＤ読み取りシステム
本開示は、
−  本発明に係る一体化された無線周波数識別システムを有する複数の極低温ストロー、
−  極低温ストローへの問い合わせ無線周波数信号（単数または複数）を生成するよう構成されたＲＦＩＤ問い合わせユニット、および、
−  極低温ストローの一体化された無線周波数識別システムからの信号を受信および識別するよう構成されたＲＦＩＤリーダ、
を含む、凍結保存された標本を識別するためのシステムに関する。
【００３４】
読み取りユニットおよび問い合わせユニットは、複数の極低温ストローおよび極低温液体を保持する容器の内部に配置され得る。液体は液化天然ガス（ＬＮＧ）であり得る。
【００３５】
システムは、極低温ストローに一体化された無線周波数識別システムにより生成された無線周波数信号の復調および処理と、極低温ストローの識別に関する追加的なタスクの実行と、を実施するよう構成された処理ユニットをさらに含み得る。
【００３６】
図面の詳細な説明
本発明について、添付の図面を参照して、以下でより詳細に説明する。これらの図面は例示的であり、本開示に係る無線周波数識別システムおよび極低温授精ストローの特徴の一部を例示することを意図するものであり、本開示の発明を限定するものと解釈すべきでない。
【００３７】
図２〜図５では、アンテナが極低温ストローの側壁にキャスト成型され得ることが見られない。これらの実施形態のうちの各実施形態に対して、アンテナは管状の極低温ストローの側壁にキャスト成型され得る。
【００３８】
図１では、識別システムを有さない、授精用の極低温ストロー１００が示されている。なお極低温ストローは密閉要素１０１を有する。
【００３９】
図２では、２つのアンテナ部分４ａおよび４ｂを有する極低温ストロー１における本開示に係る無線周波数識別システム２が示されている。なお一方のアンテナ（４ａ）は上方に突出している。この事例では、集積回路３は、２つの部分を有する密閉要素５および電気的に絶縁された中間媒体６に埋め込まれている。
【００４０】
図３では、本開示に係る無線周波数識別システム２およびリーダコイル７のさらなる実施形態が示されている。この実施形態では、システム２は、２つの部分を有する密閉要素５と電気的に絶縁された中間媒体６に埋め込まれた１つの集積回路３と、極低温ストローの長手方向において下方に延在する１つのアンテナ４と、を有する。上述のように、アンテナ４は極低温ストロー１の側壁に一体化（例えばキャスト成型）され得る。
【００４１】
図４では、図３の本開示に係る無線周波数識別システム２が示されている。ここでは、アンテナの１部分は環状コイルの形状を有する。
【００４２】
図５では、図３および図４の本開示に係る無線周波数識別システム２が示されている。ここでは、アンテナ４は極低温ストローの外側で上方に突出している。
【００４３】
図６では本開示に係る無線周波数識別システム２の一実施形態が示されている。なお、アンテナ４は極低温ストロー１の側壁９にキャスト成型される。この事例では、集積回路３は、密閉状態で摺動可能に極低温ストロー１の内部に係合する密閉要素５に、埋め込まれている。集積回路３はアンテナ４にワイヤレス接続される。この事例では、アンテナ４は側壁９の内部で部分的に密閉される（上方を除く全方向で密閉される）。
【００４４】
図７では、より低い範囲で動作するよう構成された１つの無線周波数識別システム１０と、より高い範囲で動作するよう構成された１つの無線周波数識別システム１１と、を有する本開示に係る無線周波数識別システム２が示されている。この事例では、システムは、別個のメモリセル１２および１３を有する。
【００４５】
本発明のさらなる詳細
項目１
−  情報を格納し、かつ、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の、または３０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも１つの集積回路と、
−  導電糸または中空棒状体を含む少なくとも１つのアンテナであって、極低温ストローに、または、極低温ストローの内部に配置されるよう構成された密閉要素に、一体化されるよう構成された、少なくとも１つのアンテナと、
を含む、極低温ストローのための無線周波数識別システム。
【００４６】
項目２
アンテナは極低温ストローの側壁に組み込まれる（例えばモールド成型）よう適応されている、項目１に記載の無線周波数識別システム。
【００４７】
項目３
集積回路は極低温ストローに組み込まれる（例えばモールド成型）よう、例えば極低温ストローの底部に、または、極低温ストローの側壁に組み込まれるよう、適応されている、項目１〜項目２のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００４８】
項目４
アンテナおよび集積回路は、極低温ストローに組み込まれたワイヤにより互いに接続されるよう、または、電磁的に接続されるよう、適応されている、項目３に記載の無線周波数識別システム。
【００４９】
項目５
導電糸／棒状体の厚さまたは直径は１００μｍ未満、または９０μｍ未満、または５０μｍ未満、または２０μｍ未満、または１０μｍ未満、または５μｍ未満である、項目１〜項目４のいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５０】
項目６
少なくとも１つの集積回路は、情報を格納し、かつ、３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または３００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数範囲の、または３００ＭＨｚ〜９００ＭＨｚの周波数範囲の、または２ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲の、または３５０ＭＨｚ〜２．５ＧＨｚの周波数範囲の、無線周波数信号を生成するよう構成されている、項目１〜項目５のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５１】
項目７
導電糸／棒状体は、実質的に円形の断面を、または実質的に平坦な断面を有する、項目１〜項目６のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５２】
項目８
少なくとも１つのアンテナは少なくとも１つの集積回路に対して電磁的に、ワイヤレスで接続されるよう、構成されている、項目１〜項目７のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５３】
項目９
電気ワイヤ（例えば金属接続など）をさらに含み、前述の電気ワイヤは少なくとも１つのアンテナを少なくとも１つの集積回路に接続するよう構成されている、項目１〜項目８のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５４】
項目１０
少なくとも１つのアンテナの第１部分は極低温ストローに一体化されるよう構成され、少なくとも１つのアンテナの第２部分は、実質的に極低温ストローの長手方向において極低温ストローの外側で上方に突出するよう構成されている、項目１〜項目９のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５５】
項目１１
第１部分の長さは、少なくとも５ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも２０ｍｍ、または少なくとも３０ｍｍ、または少なくとも４０ｍｍ、または少なくとも５０ｍｍ、または少なくとも６０ｍｍである、項目１０に記載の無線周波数識別システム。
【００５６】
項目１２
第２部分の長さは、少なくとも５ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも１０ｍｍ、または少なくとも２０ｍｍ、または少なくとも３０ｍｍ、または少なくとも４０ｍｍ、または少なくとも５０ｍｍ、または少なくとも６０ｍｍ、または少なくとも１００ｍｍ、または２５ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲である、項目１０〜項目１１のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５７】
項目１３
情報を格納し、かつ、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の無線周波数信号を生成するよう構成された、少なくとも２つの集積回路を含み、第１集積回路は極低温を含む第１温度範囲で動作するよう構成され、第２集積回路は室温２０℃を含む第２温度範囲で動作するよう構成されている、項目１〜項目１２のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００５８】
項目１４
第第１温度範囲および第２温度範囲は重なり合う、項目１３に記載の無線周波数識別システム。
【００５９】
項目１５
システムの周囲の温度を測定するための温度センサと、測定された温度に基づいて集積回路のうちの一方の集積回路を有効化するよう構成されたスイッチと、をさらに含む、項目１３〜項目１４のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６０】
項目１６
２つのアンテナを含み、アンテナのうちの一方のアンテナは、実質的に極低温ストローの長手方向において極低温ストローの外側で上方に突出する、項目１〜項目１５のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６１】
項目１７
少なくとも２つのアンテナを含み、アンテナのうちの一方のアンテナは第１集積回路に接続され、他方のアンテナは第２集積回路に接続されている、項目１６に記載の無線周波数識別システム。
【００６２】
項目１８
第１集積回路は、−３０℃未満、または−５０℃未満、または−７０℃未満、または−１００℃未満、または−１２０℃未満、または−１４０℃未満、または−１６０℃未満、または−１８０℃未満、または−１９６℃未満、または−２００℃未満で動作するよう構成されている、項目１〜項目１７のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６３】
項目１９
第２集積回路は、−５０℃〜１２５℃の範囲で、または−７０℃〜１２５℃の範囲で、または−１００℃〜１２５℃の範囲で、または−３０℃〜１２５℃の範囲で、動作するよう構成されている、項目１〜項目１８のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６４】
項目２０
少なくとも１つのアンテナは、実質的に管状の極低温ストローの側壁に一体化されるよう構成され、少なくとも１つのアンテナは極低温ストローの長手方向において延在し、上方に突出する、項目１〜項目１９のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６５】
項目２１
少なくとも１つの集積回路は極低温ストローの上端部に一体化される、項目１〜項目２０のうちのいずれか１項に記載の無線周波数識別システム。
【００６６】
項目２２
少なくとも１つのアンテナは、実質的に剛性であり、および／または、極低温ストローの外側で剛性構造体（極低温ストローのハンドルまたはシャフトなど）により支持され、少なくとも１つのアンテナは、極低温ストローが液体窒素などの極低温流体内に配置され得るよう構成され、極低温ストローは極低温流体により覆われ、少なくとも１つのアンテナは極低温流体の表面の上方に突出する、項目１〜項目２１のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６７】
項目２３
システムはワイヤレス電力伝達により電力供給される、項目１〜項目２２のうちのいずれかに記載の無線周波数識別システム。
【００６８】
項目２４
システムは誘導結合、または共振誘導結合、または容量性結合を含む、項目２３に記載の極低温ストロー。
【００６９】
項目２５
システムはＲＦＩＤリーダの放出からのエネルギーから生成された後方散乱信号により電力供給される、項目１〜項目２４のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７０】
項目２６
項目１〜項目２５のうちのいずれかに記載の一体化された無線周波数識別システムを含む極低温ストロー。
【００７１】
項目２７
極低温ストローはポリマー物質から作られ、少なくとも１つのアンテナは極低温ストローにキャスト成型される、項目２６に記載の極低温ストロー。
【００７２】
項目２８
極低温ストローは実質的に管状であり、１つの閉じられた丸みを帯びた側壁を含み、少なくとも１つのアンテナは側壁にキャスト成型される、項目２６〜項目２７のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７３】
項目２９
極低温ストローは実質的に円形の断面を有する、項目２６〜項目２８のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７４】
項目３０
極低温ストローは、５０ｍｍ〜２００ｍｍの長さ、または３０ｍｍ〜２００ｍｍの長さ、または３０ｍｍ〜１００ｍｍの長さ、または１００ｍｍ〜１５０ｍｍの長さ、または１００ｍｍ〜２００ｍｍの長さ、または５０ｍｍ〜３００ｍｍの長さ、または５０ｍｍ〜１５０ｍｍの長さを有する、項目２６〜項目２９のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７５】
項目３１
極低温ストローは、１０ｍｍ未満の直径、または９ｍｍ未満の直径、または８ｍｍ未満の直径、または７ｍｍ未満の直径、または６ｍｍ未満の直径、または５ｍｍ未満の直径、または４ｍｍ未満の直径、または３ｍｍ未満の直径、または２ｍｍ未満の直径、または１ｍｍ未満の直径、または０．５ｍｍ未満の直径を有する、項目２６〜項目３０のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７６】
項目３２
丸みを帯びた側壁は、２ｍｍ未満の厚さ、または１ｍｍ未満の厚さ、または０．５ｍｍ未満の厚さ、０．４ｍｍ未満の厚さ、０．３ｍｍ未満の厚さ、０．２ｍｍ未満の厚さ、０．１ｍｍ未満の厚さを有する、項目２６〜項目３１のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７７】
項目３３
極低温ストローは一方の端部において密閉されている、項目２６〜項目３２のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７８】
項目３４
少なくとも１つの集積回路を含む密閉要素をさらに含み、少なくとも１つのアンテナは密閉要素から突出する、項目２６〜項目３３のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００７９】
項目３５
極低温ストローは格納時には両方の端部において密閉されている、項目２６〜項目３４のうちのいずれかに記載の極低温ストロー。
【００８０】
項目３６
−  一体化された無線周波数識別システムを有する項目２６〜項目３５のうちのいずれかに記載の複数の極低温ストロー、
−  極低温ストローへの問い合わせ無線周波数信号（単数または複数）を生成するよう構成されたＲＦＩＤ問い合わせユニット、および、
−  極低温ストローの一体化された無線周波数識別システムからの信号を受信および識別するよう構成されたＲＦＩＤリーダ、
を含む、凍結保存された標本を識別するためのシステム。
【００８１】
項目３７
極低温ストローに一体化された無線周波数識別システムにより生成された無線周波数信号を復調および処理するよう構成された処理ユニットをさらに含む、項目３６に記載の凍結保存された標本を識別するためのシステム。
【図１】
2019505042.tif 000003
【図２】
2019505042.tif 000004
【図３】
2019505042.tif 000005
【図４】
2019505042.tif 000006
【図５】
2019505042.tif 000007
【図６】
2019505042.tif 000008
【図７】
2019505042.tif 000009
【国際調査報告】
2019505042.tif 000010
2019505042.tif 000011
2019505042.tif 000012