(57)【要約】  本発明は、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスに関する。本デバイス（１０）は生体サンプル（６）を収容するための収容空間（２）を有するサンプル容器（１）を備える。本デバイスは少なくとも一つのチャンバ（１１）を更に備え、そのチャンバの内部空間は収容空間と流体的に接続されず、指標物質（７）で少なくとも部分的に充填され、その指標物質の融点は−１０℃から−１４０℃の範囲内にある。チャンバ（１１）は少なくとも一つの開口を更に有し、指標物質の沸点又は昇華点を超えた場合にはその開口（７）を介して指標物質がチャンバ（１１）の内部空間から出て行くことができる。本発明は、更に、凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法に関する。
2019515285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイス（１０、２０）であって、
（ａ）生体サンプル（６）を収容する収容空間（２）を有するサンプル容器（１）と、
（ｂ）少なくとも一つのチャンバ（１１、２１）とを備え、該チャンバの内部空間（１２、２２）が前記収容空間に流体的に接続されておらず且つ指標物質（７）で少なくとも部分的に充填されていて、該指標物質（７）の沸点又は昇華点が−１０℃から−１４０℃の範囲内にあり、前記チャンバ（１１、２１）が少なくとも一つの開口（１３、２３）を備え、前記指標物質（７）の沸点又は昇華点を超えると、前記指標物質（７）が該開口を介して前記チャンバ（１１、２１）の内部空間（１２、２２）から出て行く、デバイス。
【請求項２】
指標物質でそれぞれ少なくとも部分的に充填された複数のチャンバを備え、該指標物質の沸点又は融点が−１０℃から−１４０℃の範囲内にあり、前記複数のチャンバ内の指標物質が異なる沸点又は昇華点を有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記少なくとも一つのチャンバの壁が少なくとも一点において透明又は半透明であることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも一つのチャンバの壁が、前記内部空間内の前記指標物質の充填レベルを表示する目盛り（２４）、及び／又は前記指標物質（７）の沸点又は昇華点を超過した持続時間を表示する目盛りを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記少なくとも一つのチャンバの内部空間内の前記指標物質の充填レベルを決定するように構成された測定装置を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
（ａ）前記指標物質（７）が亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、ドライアイス（ＣＯ２）又はアンモニア（ＮＨ３）であること、及び／又は、
（ｂ）前記指標物質（７）が着色されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記開口が、前記内部空間を周囲環境に流体的に接続する毛細管によって形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
液体吸収構造を有する物質（１５）、例えば多孔質物質が、前記開口が開いていない前記チャンバの部分領域内に存在していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも一つのチャンバが前記サンプル容器の内部、特に前記収容空間及び／又はカバー（３）内に位置していることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
（ａ）前記サンプル容器（１）がクライオチューブであり、前記収容空間を閉じるカバー（３）を有し、前記カバー（３）が、前記収容空間の上端領域に嵌まるシャフト（５）を有することと、
（ｂ）前記少なくとも一つのチャンバ（１１）が前記シャフト（５）に組み込まれていることと、
（ｃ）前記シャフトの上に位置する前記カバーのヘッド部（９）が、前記少なくとも一つの開口を形成するための貫通開口（１３）を有することとを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのチャンバが、前記サンプル容器の外側に配置可能であり及び／又は配置されている容器（２１）によって形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのチャンバが、前記サンプル容器の外面に押し込み可能であり且つ押し込まれた状態において前記サンプル容器の周りに少なくとも部分的に嵌まる容器（２１）によって形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
凍結保存サンプルの温度監視用の方法であって、
（ａ）請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス（１０、２０）を、前記少なくとも一つのチャンバ内に凍結状態の少なくとも一つの指標物質を含み、前記収容空間が凍結保存サンプルを含むようにして提供するステップと、
（ｂ）凍結保存のために前記デバイスを冷却保管するステップと、
（ｃ）前記少なくとも一つのチャンバ（１１、２１）内の前記少なくとも一つの指標物質の充填レベルを監視するステップとを備える方法。
【請求項１４】
各チャンバ内の指標物質の量の変化を示す、及び／又はサンプルが前記指標物質（７）の沸点又は昇華点を超える温度で費やした期間の尺度を示すパラメータを決定することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
超過が監視される所定の閾値温度に対応する沸点又は昇華点を有する物質を前記指標物質として選択することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスに関する。本発明は、更に、凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞の低温保存（凍結保存）は、生理的温度に温めた後に再始動可能なように細胞レベルにおいて生命活動を可逆的に停止させる（生命力を維持する）ことができる現状で唯一の可能性である。凍結保存は、大型のバイオバンクによって最近数十年にわたって開発されてきて、病院、製薬会社、種の保存、環境保護、健康対策にとって重要な要素となっている。生体物質は、多様なサイズの低温適合性サンプル容器（クライオ容器）、例えば、チューブ、ストロー、バッグに保管される。凍結保存の場合、保管された生体物質は、そのサンプル物質の生命力を維持しながら凍結され、通常は−８０℃未満の温度で、生体収集用には−１４０℃未満から液体窒素の温度で凍結される。以下では、「低温サンプル（クライオサンプル）」との用語が、凍結保存されたサンプルや、凍結保存されるサンプルに対して使用される。
【０００３】
低温でのサンプル保管については、巨視的サンプル、例えば血液や組織用に多数の方法が開発されている。最近の医薬、遺伝子工学、生物学では、小型サンプルを凍結保存させることが益々多くなっている傾向にある。例えば、懸濁させた細胞や細胞集団を有する僅かな体積の懸濁液（ミリリットル単位以下）を凍結させる。ｉｎ‐ｖｉｔｒｏ（インビトロ，体外）培養の細胞の凍結保存は、主に懸濁液中において行われる。しかしながら、生物医学的に重要な細胞の多くは、その伝播及び適切な発達のために基質との接触を要する。従って、サンプルは、例えば培養後に、基質に結合された状態で凍結される。
【０００４】
サンプルは国家資源として病院での細胞治療や、製薬やバイオテクノロジー製品の開発、他の多数の事柄において使用されるものであるので、サンプルの質は極めて重要なものである。保管期間は数日から数十年と様々であるが、長期保管の傾向にある。サンプルは冷却容器に保管され、通常は金属の引き出しやラック内に置かれるが、これによって、新たに入れる際や取り出す際にサンプルが温度変動を受ける。生体保管（細胞、細胞懸濁液、組織片）の場合、途切れない連続的な冷却チェーンだけではなくて、深冷段階において大きな温度ジャンプを防止することが、極めて重要な役割を果たす。低温容器（クライオ容器）から取り出す間にサンプルが凍結したままではあるが、気付かぬままに−８０℃から−２０℃の温度に温められると、質の低下が気付かぬままに生じ、サンプルの価値を低下させるだけではなくて、臨床分野で用いられる際には生命を脅かす事態に繋がり得る。サンプルが短時間解けただけの場合であっても、その再凍結状態においてサンプルが元々の状態に最早一致していないかどうかを見て取ることはできない。生体物質の解凍を特定するだけではなくて、−１４０℃から−２０℃の間の範囲内の閾値温度を超えたことを記録実証することが特に重要である。各サンプルに対する温度の制御及び記録実証は、現状では満たされることが稀な要件であり、満たされるとしても高い技術的コストを伴う。また、解凍後の広範な臨床試験も、貴重なサンプル物質を使用するものであって、低温サンプルがその間に無用なものになった場合であってもコストを発生させることに留意されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の一つの目的は、従来の方法の欠点を回避することができる凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスを提供することである。更なる目的は、従来の方法の欠点を回避することができ、単純な方法の実行を特徴とする凍結保存生体サンプルの温度監視用の改善された方法を提供することである。
【０００６】
更なる目的は、低温サンプルが僅かな時間であっても所定の閾値温度を超えて温められたかどうかをマーカーから可能な限り単純に特定することができる可能性を提供することである。凍結に先立って−２０℃から−１４０℃までの間の範囲内で閾値温度を設定することができなければならない。これは、数百万個のサンプルに対し、その個別の低温サンプルにおいて素早く簡単に可能とされなければならず、生体物質を変化させてはならず、深冷状態において為されたものでなければならない。サンプルが保管場所から取り出され戻される度に一般的にはラック全体が引き出されるので、複数のサンプルにサンプル変化の危険性があるため、可能であれば、保管容器内においてもサンプルの状態を検出できることが望ましい。本デバイス及び方法は取り扱いが簡単で、低温耐性があり、調整可能であることが望ましい。冷却状態での生体サンプルの保管が総支出において数ユーロしか掛からないことが望ましいので、エネルギーがほとんど又は全く消費されず、コストを最小にしなければならない。また、使用される物質がこの要求を満たさなければならない。監視される閾値温度の超過だけではなくて、超過の期間の尺度（目安）を検出できることが更に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、独立請求項に記載の特徴を有するデバイス及び方法によって達成される。本発明の有利な実施形態及び応用は従属請求項から明らかとなるものであり、図面を部分的に参照する以下の説明においてより詳細に説明されるものである。
【０００８】
本発明の第一態様によると、上記目的が、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスによって達成される。本デバイスは、生体サンプルを収容するための収容空間を有するサンプル容器を備える。サンプル容器は特に低温（クライオ）サンプル容器である。収容キャビティが凍結保存サンプルを含むことができる。
【０００９】
本デバイスはチャンバを更に備え、そのチャンバの内部空間は収容空間と流体的に接続されず、指標物質で少なくとも部分的に充填され。その指標物質の沸点又は昇華点は−１０℃から−１４０℃の範囲内にある。沸点は標準的な沸点、つまり、常圧（１０１３．２５ｈＰａ）における沸点であり得る。昇華点も標準的な昇華点、つまり、常圧（１０１３．２５ｈＰａ）における昇華点であり得る。チャンバは少なくとも一つの開口を備え、指標物質がその沸点又は昇華点を超えた場合には、その開口を介して指標物質がチャンバの内部空間から出て行くことができる。少なくとも一つの開口又はチャンバは、指標物質が液体又は固体では開口を介してチャンバの外に出て行くことができないように配置構成される。開口は、例えば、毛細管、例えば曲った毛細管で形成され得て、その開口を介して内部空間が周囲環境に流体的に接続される。本デバイスはそのようなチャンバを複数備えてもよい。
【００１０】
本発明に係るチャンバの結果として、指標物質として−１４０℃から−１０℃の間の閾値温度で沸点又は昇華点を有する液体又は固体で充填された追加の区画が提供される。指標物質は気体状態においてチャンバの少なくとも一つの開口を介してのみ出て行くことができ、つまり、検査空間として機能するチャンバの充填レベルが、指標物質の沸騰又は昇華の結果として減少する。指標物質の沸点又は昇華点に対応する監視される閾値温度を超えると、指標物質が気体になり、少なくとも一つの開口を介してチャンバの内部空間から出て行くことができる。従って、その後のチェック時点において、チャンバ内の固体又は液体の指標物質の量が減少していると決定される場合には、閾値温度を一時的に、少なくとも短時間にわたって超過したと結論付けることができる。従って、チャンバを指標要素又は指標装置として用いて、閾値温度を望ましくなく超過したことを表示することができる。
【００１１】
更に、本発明に係るデバイス特有の利点の一つは、沸点又は昇華点を超過して経過した持続時間の尺度を、特定の時点においてチャンバ内に未だ位置している指標物質の量から導出することができる点である。減少量は持続時間にのみ依存するものではなく、温度の超過レベルにも依存するものではあるが、それでも、その超過が許容可能となり得るような短期間のものか、それとも長期間のものであるかの指標が提供される。
【００１２】
例えば、以下の物質が、指標物質として使用可能であって、何ら問題なく少量で周囲の大気中に放出可能なものとして挙げられる：亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）（沸点−８８．４６℃、融点−９０．８６℃）、ドライアイス（ＣＯ２）（昇華点−７８．５０℃）、アンモニア（ＮＨ３）（沸点−３３．３５℃、融点−７７．７２℃）。上記目的に適した沸点又は昇華点を有する更に多数の化合物を関連する化学情報の表から推測することができる。従って、超過を監視したい所定の閾値温度に対応する又は少なくとも近い沸点又は昇華点を有する物質を指標物質として適宜選択することができる。
【００１３】
検出性能を改善するため、指標物質は、指標物質の物理的特性の検出性能を向上させる指標添加剤を備えることができる。例えば、指標添加剤は染料であり、指標物質が着色又は染色されて透明ではなくなる。従って、確認時点においてチャンバ内に未だ位置している指標物質の量をより簡単に決定することができる。指標添加剤は、指標物質に当たる電磁放射に対する指標物質の散乱作用及び／又は偏光作用を増大させる粒子、特にナノ粒子であり得る。結果として、例えば、光透過測定、散乱測定及び／又は偏光測定を用いて、確認時点においてチャンバ内に未だ位置している指標物質の量をより確実に検出することができる。指標添加剤は導電性粒子であり得る。導電性粒子を加えることで指標物質の導電性又はインピーダンスに影響を与え得る。このようにして、指標物質の構成変化を導電性測定又はインピーダンス測定を用いて検出することができる。指標添加剤を加える結果として、それに応じて適切に構成された測定装置を用いて、指標物質の対応する特性を検出することができ、チャンバ内の指標物質の充填レベルをより確実に決定することができる。
【００１４】
更なる好ましい実施形態によると、本デバイスは指標物質でそれぞれ少なくとも部分的に充填された複数のチャンバを有し得て、その指標物質の沸点又は昇華点は−１０℃から−１４０℃の範囲内にあり、異なるチャンバ内の指標物質は異なる沸点又は昇華点を有する。
【００１５】
例えば、複数のチャンバを形成するための容器は、分離壁によって形成された複数の部分キャビティを有し得る。この場合、各部分キャビティが、複数の指標物質のうち一つを含むチャンバを形成する。異なるチャンバ内の指標物質は異なる沸点又は昇華点を有し得る。従って、異なる複数の温度閾値を監視することができ、各指標物質は、その沸点又は昇華点が監視される複数の温度閾値のうち一つに対応する又は少なくとも近くなるように選択される。本実施形態は、サンプルが達した到達温度範囲をより正確に限定することができるという利点を有する。
【００１６】
更に、少なくとも一つのチャンバの壁は、少なくとも一点において透明又は半透明であるように実現され得て、チャンバの充填レベルが外部から観測可能であるようにされる。
【００１７】
更に有利には、少なくとも一つのチャンバの壁が、内部空間内の指標物質の充填レベルを表示する目盛り、及び／又は、指標物質の沸点又は昇華点を超過した持続時間を表示する目盛りを備える。チャンバの充填レベルと沸点又は昇華点を超過した持続時間との間の関係性を、例えば、事前に実験的に確かめることができる。この変形例は目視検査に特に適している。
【００１８】
本発明の更なる態様によると、本デバイスは、少なくとも一つのチャンバの内部空間内の指標物質の充填レベルを決定するように形成された測定装置を備え得る。この変形例は、低温サンプルの自動温度監視に特に適している。測定装置は、単に例として、光学的又は光電気的な測定装置であり得て、例えば光透過、散乱光、又は反射の測定を用いて指標物質の充填レベルを決定する。
【００１９】
好ましい一実施形態では、少なくとも一つの開口が開いていないチャンバの部分領域内に、液体吸収構造を有する物質、例えば、多孔質物質が存在し得る。
【００２０】
本実施形態は、指標物質が直接昇華せずに、その沸点未満の温度範囲において液体である指標物質、特に亜酸化窒素の場合に有利である。液体状態では、指標物質は液体吸収構造を有する物質内にゆっくりと拡散し得て、これを定量的に読み取ることができる。保管温度が沸点を超えると、亜酸化窒素はチャンバの少なくとも一つの開口を介して蒸発する。そして、指標物質のレベルの減少が、監視される閾値温度を超えたことの尺度となり、多孔質物質も指標物質を有さなくなる。この組み合わせからは、単純な物質の融解によるよりも、保管温度に関するはるかに多くの情報を得ることができる。更に、物質の消失が、特定の組成の場合には不正防止となる。再充填も適切な方法で防止可能である。
【００２１】
少なくとも一つのチャンバは、サンプル容器の外側に配置可能及び／又は配置されている一つ以上のキャビティを備える容器によって形成され得る。「配置可能及び／又は配置されている」との用語は、「取り付け可能及び／又は取り付けられている」、「結合可能及び／又は結合されている」、「接続可能及び／又は接続されている」を含むものである。従って、指標物質で少なくとも部分的に充填される少なくとも一つのチャンバを形成するための容器は、サンプル容器とは区別可能なものである。
【００２２】
ここで、容器は、サンプル容器の外側又はサンプル容器の内側に配置可能及び／又は配置されていてもよい。本発明に係る一つの実現可能性では、少なくとも一つのチャンバを形成するための容器は、サンプル容器に脱着可能に取り付けられる。脱着可能な取り付けは、特に、容器をサンプル容器に対してスライドさせること又は押し込むことも含むものである。これは、容器をサンプル容器とは空間的に別に保管して準備すること（例えば、指標物質で充填すること）ができるという利点を有する。
【００２３】
例えば、サンプル容器は、収容空間を閉じるためのカバーを備え得る。好ましい例示的な一実施形態によると、少なくとも一つのチャンバはカバーに組み込まれ得て、例えば、カバーのヘッド部及び／又はシャフト内に組み込まれ得る。例えば、カバーは、サンプル容器の収容空間の上端領域に嵌め込まれるシャフトを備え得て、少なくとも一つのチャンバがそのシャフト内に組み込まれる。この例示的な実施形態の好ましい一変形例によると、サンプル容器は、低温チューブ（クライオチューブ）であり、収容空間を閉じるためのカバーを備え、そのカバーが、収容空間の上端領域に嵌まるシャフトを有する。この場合、少なくとも一つのチャンバはシャフト内に組み込まれて、シャフトの上に位置するカバーのヘッド部が、少なくとも一つの開口を形成するために、チャンバの内部空間を周囲環境に接続する貫通開口を備える。
【００２４】
カバー内に少なくとも一つのチャンバを配置することは、サンプル容器の外側に追加の設置空間を要さないという特有の利点を有する。更なる利点は、指標装置として機能する少なくとも一つのチャンバをカバーと共に、サンプル容器の残りの部分とは空間的に別に保管して準備すること（例えば、指標物質をチャンバに充填し、指標物質を冷却して、固体又は液体にすること）ができる点である。
【００２５】
本発明に係る更なる実現可能性では、少なくとも一つのチャンバが容器によって形成され、サンプル容器の外壁に格納部、例えば、鞘や挿入ポケットが設けられ、容器はサンプル容器に対して保持されるためにその格納部に挿入可能及び／又は挿入されている。
【００２６】
更なる有利な実施形態によると、少なくとも一つのチャンバは二重壁の押し込み部によって形成され、その押し込み部はサンプル容器のシェル外面に押し込み可能又はスライド可能であり、押し込まれた状態でサンプル容器の周りに少なくとも部分的に嵌まる。この変形例は、シリンダ状のサンプル容器、特に低温チューブ（クライオチューブ）に対して特に有利である。二重壁の押し込み部は、中空のシリンダ又は部分的に中空のシリンダ
によって実現され得て、その内径がサンプル容器の外径に対応して、押し込み部が、手錠やクランプのようにシリンダ状のサンプル容器の周りに嵌まる。
【００２７】
サンプル容器は、押し込み部に接着、溶融、又は他の方法で固定され得る。結果として、改竄目的で押し込み部を取り外すこと、例えば、望ましくなく温まったことを示している押し込み部を新しい押し込み部と交換することを防止することができる。
【００２８】
サンプル容器との用語は、好ましくは、凍結保存（低温保存）用に構成された容器、例えば、血液や幹細胞の保管用のバッグ（袋）、チューブ、ストロー（シードチューブとも称される）や、凍結保存に適した箱や他の容器である。そのため、このような容器は、低温チューブ（クライオチューブ）、低温ストロー（クライオストロー）、低温バッグ（クライオバッグ）、低温箱（クライオボックス）、まとめて低温容器（クライオ容器）とも称される。
【００２９】
低温チューブ（クライオチューブ）はバイオバンクチューブや低温バンク（精子バンク）チューブとも称される。低温チューブは、生体サンプルを収容するための内部キャビティを形成する収容空間を有する。更に、低温チューブは、通常は、収容空間を閉じるためのカバーを備える。カバーは嵌め込み部を有することができて、ツールを用いその嵌め込み部を介してカバーを回転させることができる。また、低温チューブは、マーク、例えば機械可読コードを有する基部要素を有することもできる。
【００３０】
サンプル容器は、−１４０℃未満の温度の低温適合性プラスチック物質を用いて製造される。プラスチック物質は、変化したり損傷したりせずに繰り返しの温度変化に耐えることができる。プラスチック物質は、好ましくは、正味質量の＜１％（１％未満）、特に正味質量の＜０．１％（０．１％未満）の吸水性能のものが使用される。本発明に係る低温保管要素は、例えば、ポリウレタンやポリエチレンに基づく。
【００３１】
「生体サンプル」との用語は、サンプル容器中で凍結保存され、適切な場合には、懸濁液中にあり及び／又は基質物質と組み合わせられる細胞、組織、細胞成分、生体高分子等の生体物質のことを称する。生体サンプルの一部である生体細胞に付着して受容するように構成されている基質を収容空間内に配置することができる。
【００３２】
本発明の第二態様によると、上記目的が、上述のような温度監視用のデバイスを用いる、凍結保存サンプルの温度監視用の方法によって達成される。ここで、本デバイスに関する実施形態、特にその有利な実施形態の変形例については、繰り返しを避けるために、本方法に関しても開示されているとされるものであって、特許請求可能なものである。
【００３３】
超過することを監視したい所定の閾値温度に対応する又は近い融点又は昇華点を有する物質が、好ましくは指標物質として選択され得る。
【００３４】
本方法によると、上述のような温度監視用のデバイスが提供され得て、そのデバイスは、少なくとも一つのチャンバ内に液体又は固体の状態の少なくとも一つの指標物質を含み、指標物質の沸点又は昇華点は−１０℃から−１４０℃の範囲内にある。チャンバは少なくとも一つの開口を備え、指標物質の沸点又は昇華点を超えた場合には、その開口を介して指標物質がチャンバの内部空間から出て行くことができる。好ましくは、サンプル容器の収容空間は凍結保存生体サンプルを含む。
【００３５】
本方法は、凍結保存のためにデバイスを冷却保管することを更に備える。本方法は、少なくとも一つのチャンバ内の少なくとも一つの指標物質の充填レベルを監視することを更に備える。
【００３６】
低温保存の開始後において、開始時の充填レベルと比較して、充填レベルが減少している場合には、指標物質が少なくとも一つの開口から気体として出て行ったことになる。結果として、沸点又は昇華点、つまりは監視される閾値温度を超過したと、特に短期間であっても超過したと結論付けることができる。
【００３７】
本発明特有の利点の一つは、チャンバ内の指標物質の現在の充填レベルが、低温サンプルが、所定の閾値温度を超えて、たとえ短時間であっても温まったかどうかを直接表示することである。これは、目視検査によって、又はこれに対応して構成された測定装置を用いて技術的に自動化された方法であっても、サンプルをサンプル容器から取り出したり融解させたりせずに、素早く簡単に決定可能である。
【００３８】
本方法の更なる有利な一発展例によると、各チャンバ内の指標物質の量の変化を示す、及び／又はサンプルが指標物質の沸点又は昇華点を超えた温度において費やした期間の尺度を示すパラメータを更に決定することができる。
【００３９】
上記本発明の好ましい実施形態及び特徴は互いに組み合わせ可能である。以下、添付図面を参照して、本発明の更なる詳細及び利点について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１Ａ〜図１Ｃは、凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスの第一の例示的な実施形態の模式図を示す。図１Ｄは、第一の例示的な実施形態の一変形例の模式図を示す。
【図２】凍結保存生体サンプルの温度監視用のデバイスの第二の例示的な実施形態の模式図を示す。
【図３】凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法の例示的な実施形態を示すフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
同一の要素や機能的に等価な要素は全図面において同じ参照番号で指称され、一部は個別に記載されていない。
【００４２】
図１Ａは、一例として、開いた低温チューブ（クライオチューブ）１を断面図で示し、これは、これは、ストロー、バッグ（袋）、ボックス（箱）等の他の低温（クライオ）サンプル容器を代表して示しているものである。このような低温チューブ１はバイオバンクチューブとも称される。
【００４３】
低温チューブ１は一般的に生体サンプル用の収容空間２を備え、その収容空間２内に生体物質が配置される。生体サンプルはここでは細胞懸濁液６である。図１Ａに示される低温チューブは、ネジ式のカバーで閉められずに示されている。図１Ｂに示される低温チューブはカバー（ネジ式のカバー）３を更に備え、そのカバー３は、低温チューブ１をその頂部において閉じるものであり、嵌め込み部４を有し、自動化の場合には、ツール（図示せず）を用いその嵌め込み部４を介して、カバー３を回転させることができる。低温チューブ１は基部（底部）も含み得て、その基部には、任意でバーコードや他のマークが入れられる。この形態では通常は低温コンテナの格納部に垂直に立てて、低温チューブ１が保管される。
【００４４】
保管準備が整っている低温保管用のデバイス１０が図１Ｂに示されている。カバー３は、収容空間２の上に位置するヘッド部９と、その上に形成されたシャフト５とを有し、シャフト５はねじ込まれた状態で収容空間２内に嵌まる。収容空間２の対応する領域がネジ山８を有する。検査空間を形成するチャンバ１１がネジ式のカバー３に組み込まれる。
【００４５】
チャンバ１１は外部空間に対して開いた一つ以上の開口接続部１３を有するが、生体サンプル６が配置される低温チューブの収容空間２に対する接続部は有さない。
【００４６】
チャンバ１１を個別に冷却し、そして指標物質７を充填する。これは、低温（＜−１４０℃（−１４０℃未満））の結果としてチャンバ１１で液体又は固体になるＣＯ２ガス又は亜酸化窒素を流すことによって行うことができる。チャンバ１１の空間１２が部分的に又は完全に充填されると、図１Ｂに示されるように、低温チューブ１をカバー３で閉じる。指標物質７の充填は黒色の領域で表されている。
【００４７】
指標物質７がドライアイスである場合には−７８．５℃を超える温度でサンプル６が無断で保管されると、固体のＣＯ２が昇華し、開口１３を介して、参照番号１４で示されるように周囲環境に出て行く。結果として、時間と共に、充填物の充填レベルが差分Δｘの分だけ減少する。チャンバの充填レベルに基づいて、閾値温度の超過と、不適切な保管期間との両方をある程度において決定することができる。これが図１Ｃに示されている。このために、検査物質を適切な方法で染色したり、その量をセンサを介して決定することもできる。
【００４８】
このようにして、サンプル容器１と、指標物質７で充填されて組み込まれたチャンバ１１とから形成されたデバイス１０が、凍結保存生体サンプルの温度監視用に構成される。
【００４９】
図１Ｄに示される更なる変形例によると、チャンバ１１の内部空間が、その底の多孔質物質１５でも部分的に充填され得て、その中に液体がゆっくりと拡散する。例えば、ＣＯ２の代わりに、指標物質７として亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）をチャンバ１１の冷たい空間に導入する場合、図１Ｄに示されるように、多孔質物質の上方の空間が指標物質７で充填されて、−１４０℃未満の温度において固体になる。デバイス１０が垂直位置において−９０．８６℃の融点を超えて温まり、長期間にわたって保管されると、液体の亜酸化窒素が多孔質物質中に拡散して、これを定量的に読み取ることができる。保管温度が−８８．４６℃を超えると、亜酸化窒素が開口１３ａを介して周囲環境に蒸発する。亜酸化窒素の減少レベルが尺度（目安）となり、多孔質物質も亜酸化窒素を有さなくなる。この組み合わせから、単純な物質の融解によるものよりも、保管温度に関するはるかに多くの情報を得ることができる。更に、物質の消失が特定の組成では不正防止となる。再充填も適切な方法で防止可能である。
【００５０】
図２Ａは、まず、低温バンクで一般的に使用されているようにカバー３で完全に閉じられた低温チューブ（クライオチューブ）１を示す。図２Ｂは押し込み部２１を示し、その押し込み部２１は、二重壁として実現されていて、プラスチック製であり、図２Ｃに示されるように低温チューブ１のシェル外面に配置可能である。
【００５１】
図１に示される例示的な実施形態と同様に、指標物質７で充填された空間２２は、垂直に整列されて、このプラスチック部２１内に位置する。空間は、気体（例えば、ＣＯ２ガスや亜酸化窒素）や液体を導入することができる二つの開口２３を有する。
【００５２】
この追加部２１を、図２Ｃに示されるように、既存の低温チューブ１に押し込んで締め付けるすることができる。これは、保管温度、一般的には−１４０℃未満において行われ、押し込み部２１内の指標物質７が液体又は固体であって、開口２３を介して出て行くことができないようにされる。
【００５３】
図１に示される例示的な実施形態と同様に、指標物質７は、指標物質７の沸点又は昇華点を超えて、指標物質７が気体状態に転移した際にのみ、開口２３を介して内部空間２２から出て行く。
【００５４】
図２Ｃは、指標物質の大部分が内部空間２２から既に出て行った状態を示す。
【００５５】
押し込み部の壁は目盛り２４を有し、その点において透明にされて、指標物質７の充填レベルを外部から見ることができる。指標物質７の経時的な減少も、目盛り２４を介して検出可能である。同様にして、このようなシステムを、ボックス、ケース、ストロー、バッグ、又は他の従来の低温容器に取り付けることもできる。
【００５６】
図３は、凍結保存生体サンプルの温度監視用の方法をフローチャートに基づいて示す。ステップＳ１では、本発明に係る温度監視用のデバイス、例えば、デバイス１０又は２０の一方が提供され、そのチャンバは指標物質で充填される。この場合、低温保管中に監視したい温度閾値に応じて、適切な沸点又は昇華点を有する物質が指標物質７として選択される。
【００５７】
ステップＳ２では、デバイスを低温サンプルと共に、指標物質の沸点又は昇華点未満の保管温度においてサンプル容器の収容空間内で保管する。
【００５８】
その後、保管プロセス中の所望の時点において指標物質を用いて、低温サンプルが望ましくなく一時的であったとしても温まったかどうかを調べることができる（ステップＳ３）。このため、チャンバの充填レベルを調べる、つまり、指標物質の充填レベルが初期状態と比較して変化したかどうか、可能であればどのくらい変化したかどうかを調べる。後の確認時点において、チャンバ内の固体又は液体の指標物質の量が減少していることが確かめられると、閾値温度を一時的に、少なくとも短時間超過したと結論付けることができる。従って、チャンバを指標要素又は指標装置として用いて、閾値温度の望ましくない超過を表示することができる。
【００５９】
具体的な例示的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、当業者には、本発明の範囲を逸脱せずに多様な変更が可能であり、また等価物との置換が可能であることは明らかである。従って、本発明は開示されている例示的な実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に落とし込まれる全ての例示的な実施形態を含むものである。特に、本発明は、引用先の請求項に関係なく、従属請求項の特徴及び主題の保護も請求するものである。
【符号の説明】
【００６０】
１  サンプル容器
２  収容空間
６  生体サンプル
７  指標物質
１０、２０  デバイス
１１、２１  チャンバ
１２、２２  内部空間
１３、２３  開口
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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