(57)【要約】【課題】多くの生物学的試料を短時間で凍結保存することが可能な予備凍結装置、及び凍結保存システムを提供する。【解決手段】１以上のエンベロープを収納するエンベロープホルダ１０と、エンベロープホルダ１０を鉛直方向に並べて収納する予備凍結用ドロワー２と、予備凍結用ドロワー２を内部に収容するとともに、外部と連通する開口部が上面に設けられた予備凍結用容器３とを備える、予備凍結装置２００、及びこの予備凍結装置２００を含む凍結保存システム１００を選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的試料を箱型のエンベロープに収納した状態で凍結保存する前に、前記生物学的試料を任意の温度まで冷却する予備凍結装置であって、
１以上の前記エンベロープを収納するエンベロープホルダと、
１以上の前記エンベロープホルダを鉛直方向に並べて収納する予備凍結用ドロワーと、
１以上の前記予備凍結用ドロワーを内部に収容するとともに、外部と連通する開口部が上面に設けられた予備凍結用容器と、を備える、予備凍結装置。
【請求項２】
前記エンベロープは、厚み方向において互いに対向する第１の面及び第２の面を有する箱型の収納部材であり、
前記エンベロープホルダは、前記エンベロープの載置面と、前記載置面に対して垂直方向に立設された複数の仕切板と、を有し、
前記仕切板によって区画される空間に、前記第１の面及び前記第２の面が前記仕切板にそれぞれ対向するように前記エンベロープが挿入される、請求項１に記載の予備凍結装置。
【請求項３】
前記エンベロープホルダは、前記載置面が鉛直方向となる向きで、前記予備凍結用ドロワー内に収納される、請求項２に記載の予備凍結装置。
【請求項４】
前記エンベロープホルダは、前記仕切板の材質及び厚みによって大きな熱容量を有する、請求項２又は３に記載の予備凍結装置。
【請求項５】
前記第１の面及び前記第２の面が前記仕切板にそれぞれ接触するように、前記エンベロープホルダに前記エンベロープが挿入される、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
【請求項６】
前記予備凍結用容器は、液体窒素の冷熱によって前記エンベロープホルダ及び前記エンベロープを冷却する１以上のファンを有する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
【請求項７】
前記開口部を介して前記予備凍結用ドロワーを鉛直方向に上昇および下降させるとともに、前記予備凍結用ドロワーを任意の高さに維持する昇降機構と、
前記予備凍結用容器の上方であって、平面視した際に前記開口部に隣接するように設けられるとともに、前記予備凍結用ドロワーとの間で前記エンベロープホルダを受け渡し可能な待機テーブルと、
前記待機テーブルに載置されたエンベロープホルダを、前記予備凍結用ドロワーに移動させる第１の押出アームと、
前記待機テーブルと隣接する高さに位置するエンベロープホルダを、前記予備凍結用ドロワーから前記待機テーブルに移動させる第２の押出アームと、を備える、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
【請求項８】
前記待機テーブルは、前記予備凍結用ドロワーとの間で前記エンベロープホルダの受け渡しをする際、前記エンベロープホルダの前記載置面が鉛直方向となる状態で載置する第１載置面を有する、請求項７に記載の予備凍結装置。
【請求項９】
前記予備凍結用容器の上面に２以上の前記開口部が前記予備凍結用ドロワーから前記待機テーブルに向かう方向と直交する他の方向に隣接するように設けられるとともに、
前記開口部に、前記予備凍結用ドロワーがそれぞれ収納される、請求項８に記載の予備凍結装置。
【請求項１０】
前記予備凍結用ドロワーは、上部に断熱部材を有しており、
前記予備凍結用ドロワーを前記予備凍結用容器に収容した際、前記断熱部材が前記開口部をそれぞれ閉塞する、請求項９に記載の予備凍結装置。
【請求項１１】
前記待機テーブルは、前記他の方向に移動可能である、請求項９又は１０に記載の予備凍結装置。
【請求項１２】
前記エンベロープホルダを載置する搬送テーブルをさらに備え、
前記搬送テーブルは、前記他の方向に移動可能である、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
【請求項１３】
前記搬送テーブルは、前記エンベロープホルダを搬送する際、前記エンベロープホルダの前記載置面が水平方向となる状態で載置する第２載置面を有する、請求項１２に記載の予備凍結装置。
【請求項１４】
前記第１載置面と前記第２載置面とが直交する状態、かつ前記第１載置面と前記第２載置面とが隣接する状態で、前記待機テーブルと前記搬送テーブルとがＬ字状に一体化した回動テーブルと、
前記第１載置面と前記第２載置面とが交わる線を軸として、前記第１載置面と前記第２載置面とのいずれか一方が水平となるように前記回動テーブルを９０°回動させる回動機構と、
前記回動テーブルを前記他の方向に移動させるとともに、前記回動テーブルを当該予備凍結装置の内外に搬送する第１搬送機構と、をさらに備える、請求項１３に記載の予備凍結装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の予備凍結装置と、
前記予備凍結装置によって予備凍結された前記生物学的試料を前記エンベロープに収納した状態で凍結保存する凍結保存装置と、を備える、凍結保存システム。
【請求項１６】
前記予備凍結装置と前記凍結保存装置との間で、１以上の前記エンベロープを収容する前記エンベロープホルダの受け渡しが可能なエンベロープホルダ保持機構をさらに備える、請求項１５に記載の凍結保存システム。
【請求項１７】
前記凍結保存装置が、前記エンベロープを並べて収納する凍結保存用ドロワーを内部に収容するとともに、外部と連通する開口部が上面に設けられた凍結保存容器と、
前記凍結保存用ドロワーを保持した状態で、前記開口部を介して前記凍結保存用ドロワーを鉛直方向に上昇および下降させるとともに、前記凍結保存用ドロワーを任意の高さに維持する第１のアームと、
前記凍結保存容器の上方であって、平面視した際に前記開口部に隣接するように設けられるとともに、前記エンベロープを収納する前記エンベロープホルダを載置可能な第１のステージと、
前記第１のステージと隣接する高さに位置する前記凍結保存用ドロワー内の前記エンベロープを、前記第１のステージに載置された前記エンベロープホルダに移動させる第２のアームと、
前記第１のステージに載置された前記エンベロープホルダ内の前記エンベロープを、前記凍結保存用ドロワーに移動させる第３のアームと、を備える、請求項１５又は１６に記載の凍結保存システム。
【請求項１８】
前記凍結保存装置が、前記凍結保存容器内の底部に回転テーブルをさらに備え、
前記回転テーブルの回転軸を中心とする任意の円の円周上に前記凍結保存用ドロワーが載置可能とされるとともに、
平面視した際に、前記開口部が前記円の円周上に位置する、請求項１７に記載の凍結保存システム。
【請求項１９】
前記凍結保存容器の上面に２以上の前記開口部が前記凍結保存用ドロワーから第１のステージに向かう方向と直交する他の方向に隣接するように設けられ、
前記回転テーブルが、前記回転テーブルの前記回転軸を中心とする任意の２以上の同心円の各円周上に前記凍結保存用ドロワーが載置可能とされるとともに、
平面視した際に、前記開口部が前記同心円の各円周上に位置する、請求項１８に記載の凍結保存システム。
【請求項２０】
前記第３のアームの先端には、複数の押圧アームが設けられ、
前記エンベロープホルダの仕切板によって区画された空間に、前記複数の押圧アームが挿入される、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の凍結保存システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予備凍結装置、及び凍結保存システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
新薬の開発や医療の基礎研究では、血液、実験動物の精子、受精卵、細胞などの生物学的試料（単に「生体試料」、または「試料」という場合もある）が用いられている。生物学的試料は、常温では生物学的作用により劣化するため、凍結保存装置などにより凍結保存されるのが一般的である。凍結保存装置としては、液体窒素を用いた凍結保存装置が、長期間安定して保存できるため、広く用いられている。
【０００３】
ところで、生物学的試料を例えば−１５０℃以下の低温下で長期間凍結保存する場合、常温の試料を−１５０℃の環境に曝して急激に冷却すると細胞の生存率が低下することが知られている。このため、凍結保存する前に、プログラムフリーザー、ドライアイスや機械式冷凍機を用いて冷却速度を制御しながら、凍結保存する際の温度又はそれよりも高い所定の温度まで、例えば−８０℃まで、あらかじめ冷却（これを「予備凍結」という）している。
【０００４】
特許文献１には、このような予備凍結機能を備えた凍結保存装置が開示されている。特許文献１に開示された凍結保存装置は、予備凍結と凍結保存とを自動で行うシステムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５１１８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的に凍結保存装置には、凍結保存するための温度に調整された保管庫内に大量の試料を保存可能であることが求められている。これに対して、凍結保存前の準備である予備凍結には、大量の試料を凍結保存可能な状態にまで早く冷却することが求められている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された凍結保存装置では、予備凍結と凍結保存とを同一の冷凍庫内で行うため、冷凍庫内の温度を段階的に制御する必要があり、凍結保存状態までに多くの時間を要するという課題がある。また、予備凍結と凍結保存とを同一の冷凍庫内で連続して行うため、ロット単位（バッジ単位）での処理となるが、１ロットでの処理量に限界があるため、大量の試料の処理に向かないという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、生物学的試料を凍結保存する前に、多くの生物学的試料を所要の温度まで短時間で冷却することが可能な予備凍結装置を提供することを課題とする。
【０００９】
また、本発明は、多くの生物学的試料を短時間で凍結保存することが可能な凍結保存システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。
［１］  生物学的試料を箱型のエンベロープに収納した状態で凍結保存する前に、前記生物学的試料を任意の温度まで冷却する予備凍結装置であって、
１以上の前記エンベロープを収納するエンベロープホルダと、
１以上の前記エンベロープホルダを鉛直方向に並べて収納する予備凍結用ドロワーと、
１以上の前記予備凍結用ドロワーを内部に収容するとともに、外部と連通する開口部が上面に設けられた予備凍結用容器と、を備える、予備凍結装置。
［２］  前記エンベロープは、厚み方向において互いに対向する第１の面及び第２の面を有する箱型の収納部材であり、
前記エンベロープホルダは、前記エンベロープの載置面と、前記載置面に対して垂直方向に立設された複数の仕切板と、を有し、
前記仕切板によって区画される空間に、前記第１の面及び前記第２の面が前記仕切板にそれぞれ対向するように前記エンベロープが挿入される、［１］に記載の予備凍結装置。
［３］  前記エンベロープホルダは、前記載置面が鉛直方向となる向きで、前記予備凍結用ドロワー内に収納される、［２］に記載の予備凍結装置。
［４］  前記エンベロープホルダは、前記仕切板の材質及び厚みによって大きな熱容量を有する、［２］又は［３］に記載の予備凍結装置。
［５］  前記第１の面及び前記第２の面が前記仕切板にそれぞれ接触するように、前記エンベロープホルダに前記エンベロープが挿入される、［２］乃至［４］のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
［６］  前記予備凍結用容器は、液体窒素の冷熱によって前記エンベロープホルダ及び前記エンベロープを冷却する１以上のファンを有する、［２］乃至［５］のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
［７］  前記開口部を介して前記予備凍結用ドロワーを鉛直方向に上昇および下降させるとともに、前記予備凍結用ドロワーを任意の高さに維持する昇降機構と、
前記予備凍結用容器の上方であって、平面視した際に前記開口部に隣接するように設けられるとともに、前記予備凍結用ドロワーとの間で前記エンベロープホルダを受け渡し可能な待機テーブルと、
前記待機テーブルに載置されたエンベロープホルダを、前記予備凍結用ドロワーに移動させる第１の押出アームと、
前記待機テーブルと隣接する高さに位置するエンベロープホルダを、前記予備凍結用ドロワーから前記待機テーブルに移動させる第２の押出アームと、を備える、［２］乃至［６］のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
［８］  前記待機テーブルは、前記予備凍結用ドロワーとの間で前記エンベロープホルダの受け渡しをする際、前記エンベロープホルダの前記載置面が鉛直方向となる状態で載置する第１載置面を有する、［７］に記載の予備凍結装置。
［９］  前記予備凍結用容器の上面に２以上の前記開口部が前記予備凍結用ドロワーから前記待機テーブルに向かう方向と直交する他の方向に隣接するように設けられるとともに、
前記開口部に、前記予備凍結用ドロワーがそれぞれ収納される、［８］に記載の予備凍結装置。
［１０］  前記予備凍結用ドロワーは、上部に断熱部材を有しており、
前記予備凍結用ドロワーを前記予備凍結用容器に収容した際、前記断熱部材が前記開口部をそれぞれ閉塞する、［９］に記載の予備凍結装置。
［１１］  前記待機テーブルは、前記他の方向に移動可能である、請求項９又は１０に記載の予備凍結装置。
［１２］  前記エンベロープホルダを載置する搬送テーブルをさらに備え、
前記搬送テーブルは、前記他の方向に移動可能である、［９］乃至［１１］のいずれか一項に記載の予備凍結装置。
［１３］  前記搬送テーブルは、前記エンベロープホルダを搬送する際、前記エンベロープホルダの前記載置面が水平方向となる状態で載置する第２載置面を有する、［１２］に記載の予備凍結装置。
［１４］  前記第１載置面と前記第２載置面とが直交する状態、かつ前記第１載置面と前記第２載置面とが隣接する状態で、前記待機テーブルと前記搬送テーブルとがＬ字状に一体化した回動テーブルと、
前記第１載置面と前記第２載置面とが交わる線を軸として、前記第１載置面と前記第２載置面とのいずれか一方が水平となるように前記回動テーブルを９０°回動させる回動機構と、
前記回動テーブルを前記他の方向に移動させるとともに、前記回動テーブルを当該予備凍結装置の内外に搬送する第１搬送機構と、をさらに備える、［１３］に記載の予備凍結装置。
［１５］  上記［１］乃至［１４］のいずれか一項に記載の予備凍結装置と、
前記予備凍結装置によって予備凍結された前記生物学的試料を前記エンベロープに収納した状態で凍結保存する凍結保存装置と、を備える、凍結保存システム。
［１６］  前記予備凍結装置と前記凍結保存装置との間で、１以上の前記エンベロープを収容する前記エンベロープホルダの受け渡しが可能なエンベロープホルダ保持機構をさらに備える、［１５］に記載の凍結保存システム。
［１７］  前記凍結保存装置が、前記エンベロープを並べて収納する凍結保存用ドロワーを内部に収容するとともに、外部と連通する開口部が上面に設けられた凍結保存容器と、
前記凍結保存用ドロワーを保持した状態で、前記開口部を介して前記凍結保存用ドロワーを鉛直方向に上昇および下降させるとともに、前記凍結保存用ドロワーを任意の高さに維持する第１のアームと、
前記凍結保存容器の上方であって、平面視した際に前記開口部に隣接するように設けられるとともに、前記エンベロープを収納する前記エンベロープホルダを載置可能な第１のステージと、
前記第１のステージと隣接する高さに位置する前記凍結保存用ドロワー内の前記エンベロープを、前記第１のステージに載置された前記エンベロープホルダに移動させる第２のアームと、
前記第１のステージに載置された前記エンベロープホルダ内の前記エンベロープを、前記凍結保存用ドロワーに移動させる第３のアームと、を備える、［１５］又は［１６］に記載の凍結保存システム。
［１８］  前記凍結保存装置が、前記凍結保存容器内の底部に回転テーブルをさらに備え、
前記回転テーブルの回転軸を中心とする任意の円の円周上に前記凍結保存用ドロワーが載置可能とされるとともに、
平面視した際に、前記開口部が前記円の円周上に位置する、［１７］に記載の凍結保存システム。
［１９］  前記凍結保存容器の上面に２以上の前記開口部が前記凍結保存用ドロワーから第１のステージに向かう方向と直交する他の方向に隣接するように設けられ、
前記回転テーブルが、前記回転テーブルの前記回転軸を中心とする任意の２以上の同心円の各円周上に前記凍結保存用ドロワーが載置可能とされるとともに、
平面視した際に、前記開口部が前記同心円の各円周上に位置する、［１８］に記載の凍結保存システム。
［２０］  前記第３のアームの先端には、複数の押圧アームが設けられ、
前記エンベロープホルダの仕切板によって区画された空間に、前記複数の押圧アームが挿入される、［１７］乃至［１９］のいずれか一項に記載の凍結保存システム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の予備凍結装置は、生物学的試料を扁平状の収納袋に入れるとともに、この収納袋を箱型のエンベロープに収納した状態で凍結保存する前に、生物学的試料を任意の温度まで冷却するものであり、１以上のエンベロープを収納するエンベロープホルダと、１以上のエンベロープホルダを鉛直方向に並べて収納する予備凍結用ドロワーと、１以上の予備凍結用ドロワーを内部に収容するとともに、外部と連通する開口部が上面に設けられた予備凍結用容器とを備える構成となっている。
【００１２】
このように、生物学的試料を大量に収容することが可能な予備凍結専用の収容手段を備えるため、大量の生物学的試料をエンベロープ単位で一括して予備凍結処理を行うことができる。したがって、多くの生物学的試料を凍結保存前の所要温度まで短時間で冷却することができる。
【００１３】
また、本発明の凍結保存システムは、上述した予備凍結装置と、この予備凍結装置によって予備凍結された生物学的試料をエンベロープに収納した状態で凍結保存する凍結保存装置とを備える構成となっている。このように、予備凍結と凍結保存とを別々の装置で行う構成であるため、多くの生物学的試料を短時間で凍結保存することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成を示す正面図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成を示す上面図である。
【図４】本実施形態の予備凍結装置の構成を示す側面図である。
【図５】本実施形態の予備凍結装置の構成を示す平面図である。
【図６】本実施形態の凍結保存システムに用いるエンベロープの構成を示す斜視図である。
【図７】本実施形態の凍結保存システムに用いるエンベロープホルダの構成を示す斜視図である。
【図８】本実施形態の凍結保存システムに用いるエンベロープホルダの構成を示す正面図である。
【図９】本実施形態の凍結保存システムに用いるエンベロープホルダの構成を示す底面図である。
【図１０】本実施形態の予備凍結装置を構成する回動テーブルの動作を説明するための平面図である。
【図１１】本実施形態の予備凍結装置を構成する回動テーブルの動作を説明するための側面図である。
【図１２】本実施形態のエンベロープホルダ保持機構の構成を示す平面図である。
【図１３】本実施形態のエンベロープホルダ保持機構の構成を示す側面図である。
【図１４】本実施形態のエンベロープホルダ保持機構の構成を示す側面図である。
【図１５】本実施形態の凍結保存装置におけるドロワーを示す斜視模式図である。
【図１６】本実施形態の凍結保存装置における凍結保存容器を側面から見た断面模式図である。
【図１７】本実施形態の凍結保存装置における凍結保存容器を上から見た断面模式図である。
【図１８】本実施形態の凍結保存装置におけるドロワー昇降装置の動作を示す側面模式図である。
【図１９】本実施形態の凍結保存装置における第１のステージ、第２のステージ、第１の押圧装置、および第２の押圧装置を示す平面模式図である。
【図２０】本実施形態の凍結保存装置におけるドロワー昇降装置、ドロワー、第１のドロワーガイド、第２のドロワーガイド、第１のステージおよび第２のステージを示す側面模式図である。
【図２１】本実施形態の凍結保存装置におけるドロワー昇降装置、ドロワー、第１のドロワーガイド、第２のドロワーガイド、第１のステージおよび第２のステージを示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した一実施形態である予備凍結装置について、これを用いる凍結保存システムとともに図面を参照しながら詳細に説明する。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。
【００１６】
＜凍結保存システム＞
先ず、本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成の一例について、図１〜図３を参照しながら説明する。ここで、図１は、本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成を示す斜視図である。図２は、本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成を示す正面図である。図３は、本発明を適用した一実施形態である凍結保存システムの構成を示す上面図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本実施形態の凍結保存システム１００は、予備凍結装置２００と、凍結保存装置３００と、エンベロープホルダ保持機構４００とを備えて概略構成されている。凍結保存システム１００は、予備凍結装置２００、凍結保存装置３００、及びエンベロープホルダ保持機構４００がそれぞれ隣接した状態で設けられている。以下、凍結保存装置３００とエンベロープホルダ保持機構４００とが隣接する方向を「Ｘ方向」、予備凍結装置２００とエンベロープホルダ保持機構４００とが隣接する方向を「Ｙ方向」、鉛直方向を「Ｚ軸方向」という場合がある。
【００１８】
凍結保存システム１００は、予備凍結装置２００によって生物学的試料を任意の温度まで冷却して生物学的試料を予備凍結した後、凍結保存装置３００によって、例えば−１８０℃の温度で長期間凍結保存するシステムである。
【００１９】
また、本実施形態の凍結保存システム１００は、凍結保存システム１００は、予備凍結装置２００による予備凍結と、凍結保存装置３００による凍結保存とを連続かつ自動で行うシステムである。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態の凍結保存システム１００は、１以上のエンベロープを収容するエンベロープホルダ（詳しくは、後述する）の受け渡しが可能なエンベロープホルダ保持機構４００を備える。これにより、凍結保存システム１００は、予備凍結及び凍結保存をエンベロープホルダ単位で一括して処理することができるため、大量の生物学的試料を効率的に処理することができる。
【００２１】
（予備凍結装置）
次に、本発明を適用した一実施形態である予備凍結装置２００の構成の一例について説明する。ここで、図４は、本実施形態の予備凍結装置２００の構成を示す側面図である。図５は、本実施形態の予備凍結装置２００の構成を示す平面図である。
【００２２】
図１〜図５に示すように、予備凍結装置２００は、予備凍結対象を収納する予備凍結用ドロワー２と、予備凍結用ドロワー２を内部に収容する予備凍結用容器３と、予備凍結用ドロワー２を鉛直方向に移動させる予備凍結用ドロワー昇降装置（昇降機構）４と、予備凍結用ドロワー２との間で予備凍結対象を受け渡し可能な回動テーブル５と、予備凍結対象を回動テーブル５から予備凍結用ドロワー２側に移動させる第１の押出アーム６と、予備凍結対象を予備凍結用ドロワー２側から前記回動テーブル５に移動させる第２の押出アーム７と、予備凍結対象を予備凍結装置２００の内外に搬送する第１搬送機構２７と、を備えて概略構成されている。
【００２３】
予備凍結装置２００の予備凍結対象は、凍結保存の対象でもある、血液、実験動物の精子、受精卵、細胞などの生物学的試料である。すなわち、予備凍結装置２００は、生物学的試料を凍結保存する前に、冷却速度を制御しながら、凍結保存する際の温度（例えば、−１８０℃）と同一又はそれよりも高い任意の温度まで、具体的には−８０℃まで冷却して予備凍結（「緩慢凍結」ともいう）のみを行うための装置である。
【００２４】
ここで、図６は、本実施形態の凍結保存システム１００に用いるエンベロープの構成を示す斜視図である。図７は、本実施形態の凍結保存システム１００に用いるエンベロープホルダの構成を示す斜視図である。図８は、本実施形態の凍結保存システム１００に用いるエンベロープホルダの構成を示す正面図である。図９は、本実施形態の凍結保存システム１００に用いるエンベロープホルダの構成を示す底面図である。
【００２５】
図６及び図８に示すように、エンベロープ８は、厚み方向において互いに対向する第１の面８Ａ及び第２の面８Ｂを有する箱（ボックス）型の収納部材であり、その中に血液バッグや臍帯血バッグ等のバッグ（収納袋）９を収納する保護具（プロテクタ）である。また、バッグ９の中には、生物学的試料が入れられている。バッグ９は、不定形状の生物学的試料を保存するための扁平状樹脂製の収納袋である。エンベロープ８を用いることにより、予備凍結対象が不定形状であっても取り出しまたは収納しやすくなると同時に、予備凍結対象を衝撃などから守ることもできる。本実施形態の予備凍結装置２００では、凍結保存の対象でもある生物学的試料をエンベロープ８内に収容した状態で予備凍結を行うため、エンベロープ８が予備凍結対象ともいえる。
【００２６】
エンベロープ８は、それ自体の形状を維持できる材料であればどのような材料で形成されてもよい。エンベロープ８は、樹脂で形成されてもよいし、熱伝導率の大きい金属、例えばアルミニウムで形成されてもよい。予備凍結する際、エンベロープ８内への熱伝導の観点から、エンベロープ８はアルミニウム製であることが好ましい。
また、このエンベロープ８には、識別コードが設けられることが好ましい。
【００２７】
図７〜図９に示すように、エンベロープホルダ１０は、１以上のエンベロープ８を収納する棚型の収納具である。エンベロープホルダ１０は、底板１１と、複数の仕切板１２とを有している。底板１１は、エンベロープ８の載置面１１Ａを有している。仕切板１２は、載置面１１Ａに対して垂直方向となるようにそれぞれ立設されている。また、仕切板１２の端部１２ａには、それぞれテーパが形成されている。
【００２８】
図８に示すように、エンベロープホルダ１０には、一対の仕切板１２，１２によって区画される空間（「収納空間」ともいう）に、第１の面８Ａ及び第２の面８Ｂが一対の仕切板１２，１２にそれぞれ対向するようにエンベロープ８が挿入される。本実施形態の予備凍結装置２００では、１つのエンベロープホルダ１０に、例えば１０個のエンベロープ８を収納することができる。
【００２９】
図９に示すように、エンベロープホルダ１０の底面１１Ｂの中央部分には、円形の凹部１１Ｃが設けられている。これにより、例えば、凹部１１Ｃと形状が一致する円形の支持部を有する部材を用い、エンベロープホルダ１０の下方から凹部１１Ｃに円形の支持部を当接させることにより、エンベロープホルダ１０を支持することができる。
【００３０】
本実施形態の予備凍結装置２００は、エンベロープ８が収容されたエンベロープホルダ１０単位で、予備凍結を行う。すなわち、予備凍結装置２００は、エンベロープ８を収納したエンベロープホルダ１０ごと、予備凍結を行う。
【００３１】
したがって、エンベロープホルダ１０は、エンベロープ８を効率よく冷却する観点から、大きな熱容量を有することが好ましい。エンベロープホルダ１０を構成する底板１１及び仕切板１２の材質としては、熱伝導率の大きい金属、例えばアルミニウムで形成されることが好ましい。また、底板１１及び仕切板１２の厚みは、熱容量を高める観点から、より厚くすることが好ましい。各仕切板１２の厚みとしては、一対の仕切板１２，１２によって区画される収納空間にエンベロープ８を挿入した際に、エンベロープ８の第１及び第２の面８Ａ，８Ｂが仕切板１２，１２にそれぞれ接触する程度であることが好ましい。
【００３２】
本実施形態の予備凍結装置２００によれば、エンベロープ８を収納したエンベロープホルダ１０ごと予備凍結を行う際、エンベロープホルダ１０が熱伝導性に優れるとともに、エンベロープホルダ１０に各エンベロープ８が密着するように保持されているため、各試料を均等に冷却することができる。また、熱容量が大きなエンベロープホルダ１０ごと冷却するため、予備凍結が完了した後に予備凍結装置２００から凍結保存装置３００に移送する際の、各試料の昇温を抑制することができる。
【００３３】
図１、図２及び図４に示すように、予備凍結用ドロワー２は、１以上のエンベロープホルダ１０を鉛直方向に並べた（重ねた）状態で収納する部材である。図２に示すように、予備凍結用ドロワー２は、側面となる一対の縦板２Ａ，２Ａと、縦板２Ａ，２Ａ間に亘って設けられた複数の床板２Ｂとによって構成される。これにより、縦板と床板とによって区画された棚（以下、「収納空間」という場合がある）がＺ軸方向に連続して設けられ、各棚にエンベロープホルダ１０を収納することができる。また、一対の縦板と直交する少なくとも一つの側面が開口しているため、エンベロープホルダ１０の出し入れが可能となっている。
【００３４】
また、予備凍結用ドロワー２には、区画された収納空間の上部に断熱部材１３が設けられている。断熱部材１３の材質としては、断熱性能の高いものであれば特に限定されないが、例えば、発泡ウレタン樹脂などを用いることができる。
【００３５】
予備凍結用ドロワー２は、後述の予備凍結用ドロワー昇降装置４によって、Ｚ軸方向に上昇および下降させることができる。予備凍結用ドロワー２としては、エンベロープホルダ１０を収納することができ、かつ、予備凍結用ドロワー昇降装置４によりＺ軸方向に上昇および下降させることが可能であれば、特に限定されない。
【００３６】
図２〜図４に示すように、予備凍結用容器３は、本実施形態の予備凍結装置２００の下方に設けられた容器である。予備凍結用容器３は、予備凍結用ドロワー２を容器の内部に収容し、所要の温度まで冷却して予備溶結する、液体窒素式プログラムフリーザーの機能を有する。予備凍結用容器３としては、ステンレス鋼などからなる内槽と外槽とから形成される二重構造であり、内槽と外槽との間の空隙が真空である真空二重断熱容器を用いることができる。
【００３７】
予備凍結用容器３には、容器内に液体窒素を供給する噴射ノズル１４と、容器内に供給された液体窒素を撹拌する電動ファン（ファン）１５と、容器内の温度を測定するための温度センサ（図示略）とが設けられている。ここで、噴射ノズル１４は、図２に示すように、予備凍結用容器３の内側に、Ｚ軸方向に沿って異なる高さに５個ずつ、これを２列となるように設けられている。また、電動ファン１５は、図３及び図４に示すように、Ｚ軸方向に沿って異なる高さとなるように２基設けられている。したがって、予備凍結用容器３の内部に噴射ノズル１４から液体窒素を噴出し、これを電動ファン１５によって撹拌することにより、液体窒素の冷熱によって容器の内側を低温状態に保持することができる。これにより、予備凍結用ドロワー２内に収納されたエンベロープホルダ１０を、室温（１〜３０℃）から任意の温度（例えば、−８０℃）まで制御しながら冷却して予備凍結（緩慢凍結）することができる。
【００３８】
図３及び図５に示すように、予備凍結用容器３の上面には平坦部１６が設けられており、この平坦部１６には２つの開口部１６Ａ，１６Ｂが設けられている。また、２つの開口部１６Ａ，１６Ｂは、Ｙ軸方向に互いに隣接するように設けられている。この開口部１６Ａ，１６Ｂを介して、予備凍結用容器３の内部空間と平坦部１６が面する作業空間（外部）２１とが連通されている。
【００３９】
各開口部１６Ａ，１６Ｂの開口面積は、予備凍結用ドロワー２を平面視した際の面積とほぼ同等となっている。このため、作業空間２１において予備凍結用ドロワー２からエンベロープホルダ１０を搬送する際に、誤ってエンベロープホルダ１０が開口部１６Ａ，１６Ｂから予備凍結用容器３内に落下することを防止することができる。
【００４０】
図２〜図５に示すように、各開口部１６Ａ，１６Ｂには、それぞれ予備凍結用ドロワー２が挿入されている。この際、予備凍結用ドロワー２の上部に設けられた断熱部材１３の上面と、各開口部１６Ａ，１６Ｂが設けられた平坦部１６の上面とを同じ高さとすることにより、当該開口部１６Ａ，１６Ｂが閉塞されるため、予備凍結用容器３内の温度の上昇を抑制することができる。
【００４１】
また、開口部１６Ａ，１６Ｂに予備凍結用ドロワー２をそれぞれ挿入する際、予備凍結用ドロワー２の開口側がＸ軸方向となるように方向を整える。このような向きに予備凍結用ドロワー２を開口部１６Ａ，１６Ｂに挿入することで、後述するように、回動テーブル５との間でエンベロープホルダ１０の受け渡しが可能となる。
【００４２】
作業空間２１は、図１〜図５に示すように、予備凍結用容器３の上方に設けられており、開口部１６Ａ，１６Ｂを介して予備凍結用容器３と連通している。本実施形態の予備凍結装置２００は筐体に囲まれており、作業空間２１は、予備凍結用容器３内から蒸発した窒素ガスなどにより、例えば露点−４０℃以下、好ましくは露点−５０℃以下のドライ環境に維持されている。予備凍結用容器３の開口部１６Ａ，１６Ｂを含んだ作業空間２１を筐体で覆うことによって、予備凍結用ドロワー２や液体窒素に作業者が直接触れることによる凍傷や、開口部１６Ａ，１６Ｂから蒸発する窒素ガスによる酸欠の危険を解消できる。また、ドライ環境に筐体内を維持することにより、作業空間２１内での結露などを防止することができる。
【００４３】
図２〜図５に示すように、予備凍結用ドロワー昇降装置４は、開口部１６Ａ，１６Ｂを閉塞するとともに予備凍結用容器３にそれぞれ収納された予備凍結用ドロワー２を鉛直方向に上昇および下降させるとともに任意の高さに維持するための部材であり、作業空間２１内に設けられている。この予備凍結用ドロワー昇降装置４は、支持柱１７と、可動部１８と、連結部材２０とによって構成されている。
【００４４】
支持柱１７は、図２及び図４に示すように、予備凍結用ドロワー２をＺ軸方向に沿って上方に引き上げるための柱状部材であり、開口部１６Ａ，１６Ｂを閉塞するとともに予備凍結用容器３内にそれぞれ収納された予備凍結用ドロワー２をＺ軸方向に沿って上方に引き上げることができる。
【００４５】
支持柱１７には、図示しないボールねじ式アクチュエータ等によって支持柱１７に沿ってＺ軸方向に移動可能な可動部１８が設けられている。また、可動部１８にはＺ軸方向に沿って下方に垂下するように連結部材２０が設けられている。
【００４６】
連結部材２０は、可動部１８と予備凍結用ドロワー２の上端との間に所定の間隔（クリアランス）を設けた状態となるように、可動部１８と予備凍結用ドロワー２とを連結する部材であり、予備凍結用ドロワー２を保持できる機能を発揮できる限りにおいて、特に限定されるものではない。
【００４７】
また、予備凍結用ドロワー昇降装置４は、開口部１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ閉塞するとともに、予備凍結用容器３内に収納された予備凍結用ドロワー２ごとに、それぞれ１基ずつ設けられている。これにより、複数の開口部１６Ａ，１６Ｂを介して予備凍結用容器３内に収納された予備凍結用ドロワー２を、それぞれ独立して入出庫することができる。
【００４８】
さらに、アクチュエータの駆動を停止することにより、可動部１８をＺ軸方向の任意の高さに維持することができる。すなわち、予備凍結用ドロワー２を任意の高さに維持することができる。
【００４９】
図５に示すように、作業空間２１の下方には、エンベロープホルダ保持機構４００の近傍まで延在するプレート２２がＹ軸方向に亘って設けられている。プレート２２上には、第１のＹ軸レール２３がプレート２２の延在方向（すなわち、Ｙ軸方向）に沿って設けられている。第１のＹ軸レール２３には搬送ステージ２４が設けられており、駆動装置２５によってＹ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。また、搬送ステージ２４上には、回動テーブル５と、回動テーブル５を回動させる回動機構２６とが設けられている。
【００５０】
なお、本実施形態の予備凍結装置２００では、搬送ステージ２４と駆動装置２５とによって、第１搬送機構２７が構成される。第１搬送機構２７は、搬送ステージ２４をＹ軸方向に移動することで、平面視で開口部１６Ａおよび開口部１６Ｂのそれぞれに隣接する位置に回動テーブル５に載置されたエンベロープホルダ１０を搬送することができる。また、第１搬送機構２７は、搬送ステージ２４をＹ軸方向に移動することで、回動テーブル５に載置されたエンベロープホルダ１０を予備凍結装置２００の内外に搬送することができる。
【００５１】
回動テーブル５が、平面視で開口部１６Ａ，１６Ｂのいずれかに隣接することにより、予備凍結用ドロワー２の任意の高さの収納空間にエンベロープホルダ１０を収納する際、あるいは予備凍結用ドロワー２から任意の高さに収納された所望のエンベロープホルダ１０を取り出す際、予備凍結用ドロワー２全体を予備凍結用容器３から出庫させる必要がなくなる。これにより、所望のエンベロープホルダ１０が収納されている収納空間の底面と回動テーブル５とが同じ高さとなるまで予備凍結用ドロワー２を上昇させることにより、後述する第１の押出アーム６によって、予備凍結処理前のエンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２の所望の高さの収納空間へ収納することができる。同様に、第２の押出アーム７によって、予備凍結処理が完了した所望のエンベロープホルダ１０のみを回動テーブル５上に取り出すことができる。したがって、目的の試料以外の試料が昇温することを抑えることができる。さらに、予備凍結用ドロワー２の全体を引き上げる必要がないため、装置の高さ方向を小型化することができる。
【００５２】
ここで、図１０は、本実施形態の予備凍結装置２００を構成する回動テーブルの動作を説明するための平面図である。図１１は、本実施形態の予備凍結装置２００を構成する回動テーブルの動作を説明するための側面図である。
図１０及び図１１に示すように、回動テーブル５は、予備凍結用容器３の上方においてエンベロープホルダ１０を保持した状態で、平面視した際に開口部１６Ａ，１６Ｂそれぞれに隣接するように移動可能であり、予備凍結用ドロワー２との間でエンベロープホルダ１０を受け渡し可能な可動テーブルである。
【００５３】
回動テーブル５は、エンベロープホルダ１０を搬送する際に用いる搬送テーブル部（搬送テーブル）２８と、予備凍結用ドロワー２との間でエンベロープホルダ１０の受け渡しを行う際に用いる待機テーブル部（待機テーブル）２９とが結合（接合）して一体化されたものである。したがって、回動テーブル５がＹ軸方向に移動する際、搬送テーブル部２８と待機テーブル部２９とが一体となって移動する。
【００５４】
具体的には、搬送テーブル部２８は、搬送ステージ２４をＹ軸方向に移動させて、平面視で開口部１６Ａ，１６Ｂそれぞれに隣接する位置にエンベロープホルダ１０を搬送する際、エンベロープホルダ１０を載置する部分である。搬送テーブル部２８は、エンベロープホルダ１０を搬送する際、底板１１が水平となるように底面１１Ｂを支持する。すなわち、搬送テーブル部２８は、エンベロープホルダ１０の載置面１１Ａが水平方向となる状態でエンベロープホルダ１０を載置する載置面（第２載置面）２８Ａを有する。
【００５５】
載置面２８Ａには、開口部３０が設けられている。開口部３０は、載置面２８Ａの中央部分を貫通する円形部３０Ａと、平面視で円形部３０Ａからエンベロープホルダ保持機構４００と対向する側の側面に向かって設けられたスリット部３０Ｂとから構成されている。これにより、開口部３０を介して、回動テーブル５に載置されたエンベロープホルダ１０を底板１１の底面１１Ｂ側から押し出す、あるいは押し上げることができる。
【００５６】
なお、開口部３０の形状としては、エンベロープホルダ１０の底板１１を押し出す、あるいは押し上げることが可能であれば、特に限定されるものではない。例えば、円形ではなく、多角形であってもよい。
【００５７】
また、載置面２８Ａの外周部には、ホルダガイド３１が設けられている。このホルダガイド３１により、後述の回動テーブル５が回動する際に、エンベロープホルダ１０が載置面２８Ａ上の所定の位置に載置されるように位置を規制することができる。これにより、回動テーブル５によってエンベロープホルダ１０を安全に搬送することができる。
【００５８】
待機テーブル部２９は、回動テーブル５が平面視で開口部１６Ａ，１６Ｂそれぞれに隣接する位置に移動した後、予備凍結用ドロワー２との間でエンベロープホルダ１０を受け渡す際に用いる部分である。待機テーブル部２９は、予備凍結用ドロワー２との間でエンベロープホルダ１０の受け渡しを行う際、底板１１（換言すると載置面１１Ａ）が垂直となるように、両端の仕切板１２のうち一端側の仕切板１２を支持する。すなわち、待機テーブル部２９は、エンベロープホルダ１０の載置面１１Ａが垂直方向となる状態でエンベロープホルダ１０を載置する載置面（第１載置面）２９Ａを有する。
【００５９】
また、載置面２９Ａの外周部には、ホルダガイド３２が設けられている。ホルダガイド３２は、載置面２９Ａ上にＸ軸方向に延在する一対のレールから構成されている。このホルダガイド３２により、予備凍結用ドロワー２との間でエンベロープホルダ１０を受け渡す際に、エンベロープホルダ１０が載置面２９Ａ上の一対のレールの間を移動するため、Ｙ軸方向への移動を規制することができる。これにより、予備凍結用ドロワー２との間でエンベロープホルダ１０を確実に受け渡すことができる。
【００６０】
回動テーブル５は、搬送テーブル部２８の載置面２８Ａと待機テーブル部２９の載置面２９Ａとが直交する状態、かつ載置面２８Ａと載置面２９Ａとが隣接する状態で、搬送テーブル部２８と待機テーブル部２９とがＬ字状に一体化されている。回動テーブル５にエンベロープホルダ１０を載置する際、底板１１を搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに、両端の仕切板１２のうち、一方の仕切板１２を待機テーブル部２９の載置面２９Ａに、それぞれ当接した状態となる。
【００６１】
回動機構２６は、搬送テーブル部２８の載置面２８Ａと待機テーブル部２９の載置面２９Ａとが交わる線を回動軸（軸）３３として、載置面２８Ａ及び載置面２９Ａのいずれか一方が水平となるように、回動テーブル５を直角（９０°）に回動させる装置である。
【００６２】
回動機構２６は、回動軸３３と、搬送ステージ２４上に設けられ、回動テーブル５の両端にて回動軸３３の両端を支持する支持部３４と、回動軸３３に軸支される回動プレート３５と、回動プレート３５と接触して動力を伝達するローター部３６と、搬送ステージ２４上に設けられた駆動部３７と、駆動部３７の回転運動をローター部３６に伝達するベルト３８とを備えて概略構成されている。また、回動プレート３５は、円周の四分の一の大きさの円板状の部材であって、円の中心部分で回動軸３３と接続されるとともに、円周部分でローター部３６と当接されている。したがって、駆動部３７を時計回り、あるいは反時計回りに回転させると、回転運動がベルト３８を介してローター部３６に伝達される。そして、ローター部３６が回動プレート３５の円周部分に当接したまま回転すると、回動プレート３５も円周の四分の一（すなわち、９０°）だけ回転する。これにより、回動プレート３５の中心部分に接続された回動軸３３が円周の四分の一（すなわち、９０°）だけ回転することで、回動テーブル５を９０°回動させることができる。
【００６３】
なお、搬送ステージ２４には、搬送テーブル部２８の載置面２８Ａが水平となる状態にて、回動テーブル５（すなわち、搬送テーブル部２８）を支持する支持部材３９が設けられている。また、プレート２２には、待機テーブル部２９の載置面２９Ａが水平となる状態にて、回動テーブル５（すなわち、待機テーブル部２９）を支持する支持部材４０が設けられている。これらの支持部材３９，４０により、回動テーブル５を２つの状態で安定して支持することができる。
【００６４】
図４に示すように、作業空間２１内であってプレート２２の上方には、プレート４１が設けられている。プレート４１の底面には、Ｙ軸方向に延在する一対のレール４２，４２が設けられている。搬送ステージ４３は、一対のレール４２，４２上に取り付けられており、搬送ステージ２４及び回動テーブル５の上方においてＹ軸方向に移動可能とされている。そのため、搬送ステージ４３は、平面視で開口部１６Ａ，１６Ｂのそれぞれに隣接する位置に移動することができる。
【００６５】
また、作業空間２１の下方であって、開口部１６Ａ，１６Ｂを挟んでプレート２２の反対側に、プレート４４が設けられている。プレート４４上には、Ｙ軸方向に延在する一対のレール４５，４５が設けられている。搬送ステージ４６は、一対のレール４５，４５上に取り付けられており、Ｙ軸方向に移動可能とされている。そのため、搬送ステージ４６は、平面視で開口部１６Ａ，１６Ｂのそれぞれに隣接する位置に移動することができる。
【００６６】
搬送ステージ４３および搬送ステージ４６は、上述したようにＹ軸方向に移動可能であり、一対となってＹ軸方向に移動可能である。これにより、図４及び図５に示すように、例えば、開口部１６Ａ側の予備凍結用ドロワー２を予備凍結用容器３から入出庫する際に、搬送ステージ４３、回動テーブル５（待機テーブル部２９）、開口部１６Ａ、および搬送ステージ４６が、Ｘ軸方向にこの順に隣接して並ぶことができる。なお、搬送ステージ４３および搬送ステージ４６は、一対で同時に動くだけでなく、個々に動作することも可能である。
【００６７】
図４に示すように、第１の押出アーム６は、待機テーブル部２９に載置されたエンベロープホルダ１０を、予備凍結用ドロワー２の所定の収納空間に移動させるための部材である。第１の押出アーム６は、搬送ステージ４３上に設けられている。第１の押出アーム６は、第１の支持部４７と、第１の押圧部４８とによって構成されている。
【００６８】
第１の支持部４７は、搬送ステージ４３の下方であって、開口部１６Ａ，１６Ｂと対向する側の側面と反対側の側面に基端が設けられている。この第１の支持部４７は、先端がＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００６９】
第１の押圧部４８は、第１の支持部４７の先端に設けられている。この第１の押圧部４８により待機テーブル部２９上のエンベロープホルダ１０をＸ軸方向に押圧することができる。
【００７０】
なお、上述したように、回動テーブル５を構成する搬送テーブル部２８の載置面２８Ａには開口部３０が設けられているため、この開口部３０を介して第１の押圧部４８がエンベロープホルダ１０を押圧することができる。
【００７１】
また、第１の押出アーム６は、回動テーブル５が回動する際、第１の押圧部４８をＸ軸方向のいずれかの位置に退避させることができる。このため、回動テーブル５と第１の押出アーム６との干渉を避けることができる。
【００７２】
このように構成された第１の押出アーム６によれば、待機テーブル部２９の載置面２９Ａ上に載置されたエンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２側へ押圧することで、エンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２の所定の収納空間に収納することができる。
【００７３】
なお、本実施形態の予備凍結装置２００によれば、待機テーブル部２９の載置面２９Ａ上に載置されたエンベロープホルダ１０は、図１１に示すように、底板１１の載置面１１Ａが鉛直方向となる向きで、予備凍結用ドロワー２内に収納される。このため、エンベロープホルダ１０内に収納されている各エンベロープ８は、厚み方向において互いに対向する第１の面８Ａ及び第２の面８Ｂがそれぞれ水平となる向きで予備凍結される。このように、各エンベロープ８をいわゆる寝かせた状態で予備凍結（緩慢凍結）するため、エンベロープ８に収納された扁平状のバッグ９内で生物学的試料が偏ってしまうおそれがない。したがって、生物学的試料の温度を均一に保った状態で予備凍結（緩慢凍結）できる。
【００７４】
図４及び図５に示すように、第２の押出アーム７は、予備凍結用ドロワー昇降装置４により待機テーブル部２９と隣接する高さに維持される予備凍結用ドロワー２の収納空間に収容されたエンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９側へ押圧することで、エンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９側に移動させる部材である。第２の押出アーム７は、搬送ステージ４６上に設けられている。この第２の押出アーム７は、第２の支持部４９と、第２の押圧部５０とによって構成されている。
【００７５】
第２の支持部４９は、搬送ステージ４６上であって、開口部１６Ａ，１６Ｂと対向する側の側面と反対側の側面に基端が設けられている。この第２の支持部４９は、先端がＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００７６】
第２の押圧部５０は、第２の支持部４９の先端に設けられている。この第２の押圧部５０により所定の高さに押し上げられ、その高さに維持された予備凍結用ドロワー２内の所定のエンベロープホルダ１０をＸ軸方向に押圧することができる。
【００７７】
このように構成された第２の押出アーム７によれば、予備凍結用ドロワー２の内の、待機テーブル部２９と隣接する高さに位置する収納空間に収納されたエンベロープホルダ１０を、待機テーブル部２９側へ押圧することにより、エンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９の載置面２９Ａに載置することができる。
【００７８】
予備凍結用ドロワー昇降装置４と、回動テーブル５と、第１の押出アーム６と、第２の押出アーム７とが、連携して動作することにより、待機テーブル部２９上に載置されたエンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー昇降装置４により予備凍結用容器３から出庫した予備凍結用ドロワー２へ収納可能とされている。また、予備凍結用ドロワー昇降装置４により予備凍結用容器３から出庫した予備凍結用ドロワー２からエンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９上に載置可能とされている。
【００７９】
例えば、図４，図５，図１０及び図１１に示すように、予備凍結用ドロワー２からエンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９に載置する場合、先ず、回動テーブル５および搬送ステージ４６が、平面視で開口部１６Ａを挟んで対向する位置へ移動する。次いで、待機テーブル部２９の載置面２９Ａが水平となるように回動テーブル５が回動する。これにより、載置面２９Ａと開口部１６ＡとがＸ軸方向に隣接した状態となる。
【００８０】
次に、予備凍結用ドロワー昇降装置４により、予備凍結用容器３から開口部１６Ａを介して予備凍結用ドロワー２を出庫し、目的のエンベロープホルダ１０が収納されている収納空間の底面と待機テーブル部２９の載置面２９Ａとが同じ高さとなるまで予備凍結用ドロワー２を上昇させる。
【００８１】
次に、予備凍結用ドロワー２を所要の高さに維持した状態で、第２の押出アーム７によよって目的のエンベロープホルダ１０をＸ軸方向に押圧することで、所望のエンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２から待機テーブル部２９の載置面２９Ａへ移動させる。以上の動作により、待機テーブル部２９上に所望のエンベロープホルダ１０を載置することができる。
【００８２】
次に、待機テーブル部２９の載置面２９Ａ上に載置されたエンベロープホルダ１０の底板１１が搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに当接した状態で、回動テーブル５を９０°回動する。これにより、水平となった搬送テーブル部２８の載置面２８Ａにエンベロープホルダ１０が載置される。
【００８３】
次に、搬送テーブル部２８上に取り出されたエンベロープホルダ１０は、図５に示すように、作業空間２１に設けられている第１搬送機構２７によって、本実施形態の予備凍結装置２００の筐体の取り出し口５１の外側まで搬送される。
【００８４】
図示略の入出力装置（操作パネル）は、筐体の外部に設けられた、表示部および入力部を持つ例えばパーソナルコンピュータである。作業者は、入出力装置を操作して、予備凍結装置２００に内蔵された制御装置５２に指示を出すことにより、エンベロープホルダ１０を収納および取り出しするための様々な操作をすることができる。例えば、作業者が、筐体の外部において回動テーブル５にエンベロープホルダ１０を載置し、エンベロープホルダ１０の収納を指示することで、自動で第１搬送機構２７によって開口部１６Ａ又は開口部１６Ｂに隣接する位置まで移動し、エンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２内に収納、予備凍結用容器３内にて予備凍結させることができる。また、外部の入出力装置が備える記憶部において、予備凍結装置２００において予備凍結されるエンベロープホルダ１０の情報を記憶することもできる。
【００８５】
また、図２〜図４に示すように、予備凍結装置２００内の制御装置５２には、予備凍結用ドロワー昇降装置４、第１搬送機構２７、回動テーブル５、搬送ステージ４３、搬送ステージ４６、第１の押出アーム６、第２の押出アーム７などへ動作を指示する制御プログラムが組み込まれている。これにより、例えば、第２の押出アーム７によりエンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９の載置面２９Ａ上に載置した後に、予備凍結用ドロワー昇降装置４により予備凍結用ドロワー２を下降させ、予備凍結用容器３内に移動させるといった動作指示をすることができる。これにより、予備凍結用ドロワー２内に収納された他のエンベロープホルダ１０（生物学的試料）が昇温するのを抑制することができる。
【００８６】
次に、本実施形態の予備凍結装置２００の運転方法、すなわち、上述した予備凍結装置２００を用いて、凍結保存前に生物学的試料を予備凍結する方法について説明する。
【００８７】
先ず、図６に示すように、予めバッグ９を収納したエンベロープ８をエンベロープホルダ１０に複数個（例えば、１０個）収納する。
【００８８】
次に、図１、図２及び図５に示すように、予備凍結装置２００の筐体の取り出し口５１の外側において、エンベロープホルダ１０の載置面１１Ａが水平となるように、回動テーブル５を構成する搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに、エンベロープホルダ１０を載置する。次いで、入出力装置により、運転開始を実行する。これにより、第１搬送機構２７によって回動テーブル５が取り付けられた搬送ステージ２４が筐体の内側にＹ軸方向に沿って移動し、平面視で例えば開口部１６Ａに隣接する位置までエンベロープホルダ１０を搬送する。また、搬送ステージ２４の上方において、搬送ステージ４３が回動テーブル５と同じ位置になるようにＹ軸方向に沿って移動する。
【００８９】
次に、図４、図５、図１０及び図１１に示すように、第１の押圧部４８が退避していることを確認した後、回動機構２６によって回動テーブル５が時計回りに９０°回動することで、待機テーブル部２９の載置面２９Ａが水平となる。そして、この載置面２９Ａ上に、エンベロープホルダ１０の載置面１１Ａが垂直となるように、エンベロープホルダ１０が載置される。
【００９０】
一方、予備凍結用ドロワー昇降装置４によって、開口部１６Ａを閉塞する予備凍結用ドロワー２がＺ軸方向に沿って上方に引き上げられて、予備凍結用ドロワー２内の所望の収納空間の底面と待機テーブル部２９の載置面２９Ａとが同一平面となる高さで維持される。
【００９１】
次に、第１の押出アーム６を構成する第１の押圧部４８により、搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに設けられた開口部３０を介して、エンベロープホルダ１０の底板１１の底面１１Ｂを予備凍結用ドロワー２側へ押圧することで、エンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２の所定の収納空間に自動的に収納する。
【００９２】
次に、エンベロープホルダ１０の予備凍結用ドロワー２内への収納が完了すると、予備凍結用ドロワー昇降装置４によって、予備凍結用ドロワー２がＺ軸方向に沿って下方に押し下げられ、予備凍結用ドロワー２によって開口部１６Ａが閉塞される。
【００９３】
一方、第１の押圧部４８が退避していることを確認した後、回動機構２６によって回動テーブル５が反時計回りに９０°回動することで、搬送テーブル部２８の載置面２８Ａが水平となる。次いで、第１搬送機構２７によって回動テーブル５が取り付けられた搬送ステージ２４がＹ軸方向に沿って移動し、筐体の取り出し口５１から外側に搬送テーブル部２８の載置面２８Ａが自動的に戻ってくる。
【００９４】
例えば、１００個のエンベロープ８を１０個のエンベロープホルダ１０に収納した場合は、以上の操作を１０回繰り返す。次いで、予備凍結装置２００は、全てのエンベロープ８が予備凍結用容器３内に収納されたことを検知すると、液体窒素式プログラムフリーザーが自動で冷却を開始する。本実施形態の予備凍結装置２００によれば、大量（最大で１００枚）のバッグ９を、常温から−８０℃まで１時間以内で冷却して、予備凍結（緩慢凍結）を完了することができる。
【００９５】
次に、予備凍結装置２００は、予備凍結完了の信号を検知すると、予備凍結用容器３内から予備凍結用ドロワー２を引き上げ、収納されているエンベロープホルダ１０を予備凍結装置２００の筐体の取り出し口５１の外側に次々と搬出する。
【００９６】
具体的には、先ず、第１搬送機構２７によって回動テーブル５が取り付けられた搬送ステージ２４が筐体の内側にＹ軸方向に沿って、平面視で例えば開口部１６Ａに隣接する位置まで移動する。
【００９７】
次に、図４、図５、図１０及び図１１に示すように、第１の押圧部４８が退避していることを確認した後、回動機構２６によって回動テーブル５が９０°回動することで、待機テーブル部２９の載置面２９Ａが水平となる。
【００９８】
一方、搬送ステージ４６がＹ軸方向に沿って移動し、平面視で開口部１６Ａを挟んで待機テーブル部２９の載置面２９Ａと反対側となる位置に移動する。
【００９９】
待機テーブル部２９と搬送ステージ４６とが平面視で開口部１６Ａと隣接する位置に移動したことを確認した後、予備凍結用ドロワー昇降装置４によって、開口部１６Ａを閉塞する予備凍結用ドロワー２がＺ軸方向に沿って上方に引き上げられて、予備凍結用ドロワー２内の所望の収納空間の底面と待機テーブル部２９の載置面２９Ａとが同一平面となる高さで維持される。
【０１００】
次に、第２の押出アーム７を構成する第２の押圧部５０により、待機テーブル部２９と隣接する高さに維持される予備凍結用ドロワー２の収納空間に収容されたエンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９側へ押圧する。これにより、エンベロープホルダ１０を待機テーブル部２９側に移動させる。
【０１０１】
次に、予備凍結用ドロワー２内から待機テーブル部２９の載置面２９Ａへのエンベロープホルダ１０の移動が完了すると、予備凍結用ドロワー昇降装置４によって、予備凍結用ドロワー２がＺ軸方向に沿って下方に押し下げられて、予備凍結用ドロワー２によって開口部１６Ａが閉塞される。
【０１０２】
一方、第１の押圧部４８が退避していることを確認した後、回動機構２６によって回動テーブル５が反時計回りに９０°回動することで、搬送テーブル部２８の載置面２８Ａが水平となる。そして、この載置面２８Ａ上に、エンベロープホルダ１０の載置面１１Ａが水平となるように、エンベロープホルダ１０が載置される。
【０１０３】
次いで、第１搬送機構２７によって回動テーブル５が取り付けられた搬送ステージ２４がＹ軸方向に沿って移動し、筐体の取り出し口５１から外側にエンベロープホルダ１０が自動的に搬出される。
【０１０４】
搬送テーブル部２８の載置面２８Ａ上に載置されたエンベロープホルダ１０は、後述する凍結保存装置３００内に自動的に保存されるか、作業者によって取り出されることになる。その後、残りのエンベロープホルダ１０についても同様に、自動的に搬出される。
【０１０５】
以上、説明したように、本実施形態の予備凍結装置２００によれば、生物学的試料を扁平状のバッグ（収納袋）９に入れるとともに、このバッグ９を箱型のエンベロープ８に収納した状態で凍結保存する前に、生物学的試料を凍結保存する際の温度（例えば、−１８０℃）と同一又はそれよりも高い任意の温度（例えば、−８０℃）まで冷却するものであり、１以上のエンベロープ８を収納するエンベロープホルダ１０と、１以上のエンベロープホルダ１０を鉛直方向に並べて収納する予備凍結用ドロワー２と、１以上の予備凍結用ドロワー２を内部に収容するとともに、外部と連通する開口部１６Ａ，１６Ｂが上面に設けられた予備凍結用容器３とを備える構成となっている。
【０１０６】
このように、生物学的試料を大量に収容することが可能な予備凍結専用の予備凍結用容器３を備えるため、大量の生物学的試料をエンベロープ単位で一括して予備凍結処理を行うことができる。したがって、多くの生物学的試料を凍結保存前の所要温度まで短時間で冷却することができる。
【０１０７】
また、本実施形態の予備凍結装置２００によれば、エンベロープ８を収納したエンベロープホルダ１０ごと予備凍結を行う際、エンベロープホルダ１０が熱伝導性に優れるとともに、エンベロープホルダ１０に各エンベロープ８が密着するように保持されているため、各試料を均等に冷却することができる。また、熱容量が大きなエンベロープホルダ１０ごと冷却するため、予備凍結が完了した後に予備凍結装置２００から凍結保存装置３００に移送する際の、各試料の昇温を抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施形態の予備凍結装置２００によれば、待機テーブル部２９の載置面２９Ａ上に載置されたエンベロープホルダ１０が、底板１１の載置面１１Ａが鉛直方向となる状態で予備凍結用ドロワー２内に収納される。このため、エンベロープホルダ１０内に収納されている各エンベロープ８は、厚み方向において互いに対向する第１の面８Ａ及び第２の面８Ｂがそれぞれ水平となる向きで予備凍結される。このように、各エンベロープ８をいわゆる寝かせた状態で予備凍結（緩慢凍結）するため、エンベロープ８に収納された扁平状のバッグ９内で生物学的試料が偏ってしまうおそれがない。したがって、生物学的試料の温度を均一に保った状態で予備凍結（緩慢凍結）することができる。
【０１０９】
また、本実施形態の予備凍結装置２００によれば、エンベロープホルダ１０を載置した状態でエンベロープホルダ１０の載置面１１Ａが水平又は垂直となるように回動する回動テーブル５を備えた構成となっている。このため、エンベロープホルダ１０の向きを自動で変更することができる。
【０１１０】
また、本実施形態の予備凍結装置２００によれば、自動的にエンベロープホルダ１０を予備凍結用ドロワー２及び予備凍結用容器３内に収納、搬出することができるため、大量のバッグ９を一括で予備凍結する場合であっても、膨大な時間及び労力を要することがない。
【０１１１】
本実施形態の凍結保存システム１００によれば、上述した予備凍結専用の予備凍結装置２００と、この予備凍結装置２００によって予備凍結された生物学的試料をエンベロープ８に収納した状態で凍結保存する、凍結保存専用の凍結保存装置３００とを備える構成となっている。このように、予備凍結と凍結保存とを別々の装置で行う構成であるため、多くの生物学的試料を短時間で凍結保存することができる。
【０１１２】
なお、発明の一実施形態である予備凍結装置２００について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述した予備凍結装置２００では、２つの予備凍結用ドロワー２が予備凍結用容器３内で隣接するように並べられ、２つの開口部１６Ａ，１６Ｂを備える例について説明したが、この実施形態に限られるものではない。例えば、１つの予備凍結用ドロワー２が予備凍結用容器３内に収納され、開口部が１つであってもよいし、予備凍結用ドロワー２が予備凍結用容器３内で３つ以上隣接するように並べられ、開口部が３つ以上であってもよい。
【０１１３】
また、上述した予備凍結装置２００では、入出力装置（図示略）が筐体の外部に設けられている例について説明したが、この実施形態に限られるものではない。例えば、入出力装置の入力部および表示部の一方又は両方が筐体の外壁に設けられる等により、予備凍結装置２００と一体に構成されていても構わない。
【０１１４】
また、上述した予備凍結装置２００では、制御装置５２に、予備凍結用ドロワー昇降装置４、第１搬送機構２７、回動テーブル５、搬送ステージ４３、搬送ステージ４６、第１の押出アーム６、第２の押出アーム７などへ動作を指示する制御プログラムが組み込まれ、外部に接続された入出力装置を作業者が操作することにより制御部に各種指示を出す例について説明したが、この実施形態に限られるものではない。例えば、入出力装置を介さず、作業者が制御装置５２を操作することにより、予備凍結用ドロワー昇降装置４などの各動作部に直接指示するものであってもよい。
【０１１５】
また、上述した予備凍結装置２００では、エンベロープ８内に扁平状のバッグ９を収容する場合について説明したが、チューブ形状等、エンベロープ８内に収納可能であれば特に限定されるものではない。
【０１１６】
（エンベロープホルダ保持機構）
次に、本発明を適用した一実施形態であるエンベロープホルダ保持機構４００の構成の一例について説明する。
図１〜図３、図５に示すように、エンベロープホルダ保持機構４００は、予備凍結装置２００の筐体（図示略）及び凍結保存装置３００の筐体（図示略）の外側であって、予備凍結装置２００及び凍結保存装置３００のそれぞれに隣接する位置に設けられている。エンベロープホルダ保持機構４００は、予備凍結装置２００と凍結保存装置３００との間で、１以上のエンベロープ８を収容するエンベロープホルダ１０の受け渡しを行う際、エンベロープホルダ１０を一時的に保持するための装置である。
【０１１７】
ここで、図１２は、本発明の一実施形態であるエンベロープホルダ保持機構４００の構成を示す平面図である。図１３は、本発明の一実施形態であるエンベロープホルダ保持機構４００の構成を示す側面図である。図１４は、本発明の一実施形態であるエンベロープホルダ保持機構４００の構成を示す側面図である。
【０１１８】
図１２〜図１４に示すように、本発明を適用した一実施形態であるエンベロープホルダ保持機構４００は、軸部材４５３と、支持部４５４と、駆動部４５５によって概略構成されている。
【０１１９】
軸部材４５３は、鉛直方向上下に延在する棒状の部材である。この軸部材４５３は、駆動部４５５によってＺ軸方向上下に移動可能に取り付けられている。また、軸部材４５３は、上述した回動テーブル５を構成する搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに設けられた開口部３０のうち、Ｙ軸方向に延在するスリット部３０Ｂの幅よりも細い幅となっている。さらに、軸部材４５３は、後述する凍結保存装置３００の第１のステージ３０５の載置面３０５Ａに設けられた開口部３５２のうち、Ｘ軸方向に延在するスリット部３５２Ｂの幅よりも細い幅となっている。
【０１２０】
支持部４５４は、軸部材４５３の上端に設けられた円盤状の部材である。支持部４５４の上面は、エンベロープホルダ１０の底面１１Ｂの中央部分に設けられた円形の凹部１１Ｃと一致する形状となっている。エンベロープホルダ１０の下方から凹部１１Ｃに円形の支持部４５４の上面を当接させることにより、エンベロープホルダ１０を支持することができる。
【０１２１】
また、支持部４５４は、上述した回動テーブル５を構成する搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに設けられた開口部３０のうち、載置面２８Ａの中央部分を貫通する円形部３０Ａよりも小さな面積となっている。さらに、支持部４５４は、後述する凍結保存装置３００の第１のステージ３０５の載置面３０５Ａに設けられた開口部３５２のうち、載置面３０５Ａの中央部分を貫通する円形部３５２Ａよりも小さな面積となっている。
【０１２２】
駆動部４５５は、軸部材４５３をＺ軸方向上下に移動させるとともに、軸部材４５３を所定の高さに維持することができる。これにより、支持部４５４によって支持されたエンベロープホルダ１０を所定の高さに押し上げるととともに、エンベロープホルダ１０を所定の高さに維持することができる。
【０１２３】
次に、本実施形態のエンベロープホルダ保持機構４００の運転方法の一例について説明する。
予備凍結装置２００との間でエンベロープホルダ１０を受け渡す場合、先ず、支持部４５４の上面に予備凍結前のエンベロープホルダ１０を載置する。この際、エンベロープホルダ１０の底面１１Ｂの中央部分に設けられた円形の凹部１１Ｃと支持部４５４の上面との形状が一致するため、容易に位置決めすることができる。
【０１２４】
次に、駆動部４５５を駆動して、軸部材４５３をＺ軸方向上方に移動させた後、軸部材４５３を所定の高さに維持する。これにより、支持部４５４によって支持されたエンベロープホルダ１０は、Ｚ軸方向の上方に退避される。
【０１２５】
次に、予備凍結装置２００の第１搬送機構２７により、搬送ステージ２４をＹ軸方向に移動させて、取り出し口５１から回動テーブル５を予備凍結装置２００の筐体（図示略）の外側に送り出す。回動テーブル５は、支持部４５４によって支持されたエンベロープホルダ１０の下方となり、エンベロープホルダ１０と搬送テーブル部２８の載置面２８Ａとが平面視で重なる位置まで移動する。なお、搬送テーブル部２８の載置面２８ＡにはＹ軸方向に延在するスリット部３０Ｂが設けられているため、軸部材４５３は、回動テーブル５と干渉することなく開口部３０の内側に移動できる。
【０１２６】
次に、駆動部４５５を駆動して、軸部材４５３をＺ軸方向下方に移動させる。これにより、エンベロープホルダ１０は、回動テーブル５の搬送テーブル部２８の載置面２８Ａに載置される。なお、支持部４５４は、軸部材４５３とともに下降し、載置面２８Ａに設けられた開口部３０を介して回動テーブル５の下方に退避される。
【０１２７】
次いで、予備凍結装置２００の第１搬送機構２７により、搬送ステージ２４をＹ軸方向に移動させて、取り出し口５１から回動テーブル５を予備凍結装置２００の筐体（図示略）の内側に収容する。以上のようにして、エンベロープホルダ保持機構４００から予備凍結装置２００へ、予備凍結前のエンベロープホルダ１０が受け渡される。
【０１２８】
なお、予備凍結装置２００からエンベロープホルダ保持機構４００へ、予備凍結が済んだエンベロープホルダ１０が受け渡される場合には、上述した手順と逆の手順が行われる。
【０１２９】
同様に、後述する凍結保存装置３００との間でエンベロープホルダ１０を受け渡す場合、先ず、支持部４５４の上面にエンベロープホルダ１０を載置する。次に、駆動部４５５を駆動して、軸部材４５３をＺ軸方向上方に移動させた後、軸部材４５３を所定の高さに維持する。これにより、支持部４５４によって支持されたエンベロープホルダ１０は、Ｚ軸方向の上方に退避される。
【０１３０】
次に、凍結保存装置３００の後述する第２搬送機構３６１により、第１のステージ３０５をＸ軸方向に移動させて、取り出し口３６２から第１のステージ３０５を凍結保存装置３００の筐体（図示略）の外側に送り出す。第１のステージ３０５は、支持部４５４によって支持されたエンベロープホルダ１０の下方となり、エンベロープホルダ１０と第１のステージ３０５の載置面３０５Ａとが平面視で重なる位置まで移動する。なお、第１のステージ３０５の載置面３０５ＡにはＸ軸方向に延在するスリット部３５２Ｂが設けられているため、軸部材４５３は、第１のステージ３０５と干渉することなく開口部３５２の内側に移動できる。
【０１３１】
次に、駆動部４５５を駆動して、軸部材４５３をＺ軸方向下方に移動させる。これにより、エンベロープホルダ１０は、第１のステージ３０５の載置面３０５Ａに載置される。なお、支持部４５４は、軸部材４５３とともに下降し、載置面３０５Ａに設けられた開口部３５２を介して第１のステージ３０５の下方に退避される。
【０１３２】
次いで、凍結保存装置３００の第２搬送機構３６１により、第１のステージ３０５をＸ軸方向に移動させて、取り出し口３６２から第１のステージ３０５を凍結保存装置３００の筐体（図示略）の内側に収容する。以上のようにして、エンベロープホルダ保持機構４００から凍結保存装置３００へ、エンベロープホルダ１０が受け渡される。
【０１３３】
なお、凍結保存装置３００からエンベロープホルダ保持機構４００にエンベロープホルダ１０が受け渡される場合には、上述した手順と逆の手順が行われる。
【０１３４】
また、エンベロープホルダ保持機構４００は、予備凍結装置２００内の制御装置５２によって運転を制御できるものであってもよい。
【０１３５】
以上説明したように、本実施形態のエンベロープホルダ保持機構４００によれば、予備凍結装置２００と凍結保存装置３００との間で、１以上のエンベロープ８を収容するエンベロープホルダ１０の受け渡しを行う際、エンベロープホルダ１０を一時的に保持することができる。その際、予備凍結装置２００及び凍結保存装置３００と連動することで、予備凍結前のエンベロープホルダ１０を自動で予備凍結装置２００に搬入することができ、予備凍結が済んだエンベロープホルダ１０を予備凍結装置２００から自動で取り出した後、そのまま凍結保存装置３００内に搬入することができる。したがって、大量のエンベロープ８を一括で予備凍結、あるいは凍結保存する場合であっても、膨大な時間及び労力を要することがなく、安全である。
【０１３６】
（凍結保存装置）
次に、本発明を適用した一実施形態である凍結保存装置の構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態の凍結保存装置３００は、凍結保存容器３０２と、作業空間３０３にドロワー昇降装置（第１のアーム）３０４と、第１のステージ３０５と、第２のステージ３０６と、第１の押圧装置（第３のアーム）３０７と、第２の押圧装置（第２のアーム）３０８と、を備えて概略構成されている。
【０１３７】
本実施形態の凍結保存装置３００は、上述した予備凍結装置２００に設けられた制御装置５２によってドロワー昇降装置３０４および第２の押圧装置３０８を独立して駆動させることにより、凍結保存容器３０２内に保存されている目的の生物学的試料を自動で取り出すとともに、目的以外の生物学的試料の昇温を低減するものである。
【０１３８】
図１５に示すように、ドロワー（凍結保存用ドロワー）３１３は、側面となる一対の縦板３３１，３３１と、縦板３３１，３３１間に亘って設けられた複数の床板３３２とによって構成される。これにより、Ｚ軸方向に連続して棚が設けられる。なお、本実施形態の凍結保存装置３００では、生物学的試料が収納されたエンベロープ８を凍結保存する。エンベロープ８は、Ｚ軸方向に対して垂直に設けられたドロワー３１３の棚に一定の間隔をあけて収容されている。図１５では、４つの棚にそれぞれ１０個のエンベロープ８が直立して収容されている。エンベロープ８の位置および姿勢を規制するために、ドロワー３１３の棚には仕切板が設けられていることが好ましい。なお、仕切板の代わりにエンベロープ８を直立させる溝が設けられていてもよい。また、一対の縦板と直交する少なくとも一つの側面が開口しているため、エンベロープ８の出し入れが可能となっている。
【０１３９】
図１及び図２に示すように、凍結保存容器３０２は、本実施形態の凍結保存装置３００の下方に設けられている。凍結保存容器３０２は、ドロワー３１３を内部に収容し、凍結保存するための容器である。
【０１４０】
図１６は、本発明を適用した一実施形態である凍結保存装置３００における凍結保存容器３０２を側面から見た断面模式図である。
図１６に示すように、凍結保存容器３０２は、ステンレス鋼などからなる内槽３２１と外槽３２２とから形成される二重構造であり、内槽３２１と外槽３２２との間の空隙が真空である真空二重断熱容器である。したがって、内槽３２１の内部に液体窒素などの低温液化ガスを満たすことにより、内部を低温状態に保持することができる。例えば、内槽３２１の底部付近まで、具体的には後述のドロワーテーブル（回転テーブル）３２４の下まで液体窒素を満たすことにより、内槽３２１の内部の気相部を−１５０℃以下に保持することができる。
【０１４１】
凍結保存容器３０２の上面には、２つの開口部３２３ａ，３２３ｂが設けられている。この開口部３２３ａ，３２３ｂを介して、凍結保存容器３０２の内部空間と作業空間３０３とが連通されている。
２つの開口部３２３ａ，３２３ｂは、後述のドロワーテーブル３２４の半径方向に互いに隣接するように設けられている。
【０１４２】
各開口部３２３ａ，３２３ｂの開口面積は、ドロワー３１３を平面視した際の面積とほぼ同等となっている。このため、作業空間３０３においてドロワー３１３からエンベロープ８を搬送する際に、誤ってエンベロープ８が開口部３２３ａ，３２３ｂから凍結保存容器３０２内に落下することを防止することができる。
【０１４３】
各開口部３２３ａ，３２３ｂは、当該開口部を閉塞するキャップ３２５が設置可能とされている。ここで、図１６では、開口部３２３ａにキャップ３２５が設けられて閉塞されており、開口部３２３ｂにはキャップ３２５が設けられていない場合を一例として説明する。各開口部３２３ａ，３２３ｂにそれぞれキャップ３２５を設けることにより、当該開口部が閉塞されるため、凍結保存容器３０２内の温度の上昇を抑制することができる。
【０１４４】
キャップ３２５の材質としては、断熱性能の高いものであれば特に限定されないが、例えば、発泡ウレタン樹脂などが挙げられる。
【０１４５】
キャップ３２５の上面には、把持部３２６が設けられている。この把持部３２６の形状は、キャップ３２５を各開口部３２３ａ，３２３ｂから着脱させる際に把持しやすいものであれば特に限定されるものではないが、後述するドロワー昇降装置３０４によって把持することが可能な形状が好ましい。ドロワー昇降装置３０４によって把持部３２６を把持することが可能であれば、ドロワー昇降装置３０４をＺ軸方向に上昇および下降させることで、キャップ３２５を開口部３２３ａ，３２３ｂから自動で着脱させることができる。
【０１４６】
図１６および図１７に示すように、凍結保存容器３０２内の底部には、ドロワー３１３を載置させるためのドロワーテーブル３２４が設けられている。このドロワーテーブル３２４は、凍結保存容器３０２の外側に設けられドロワーテーブル３２４の回転軸３２８に結合したモーター３２７により、回転軸３２８を中心として回転させることができるように構成されている。
【０１４７】
また、図１７に示すように、ドロワーテーブル３２４上には、回転軸３２８を中心とする任意の２つの同心円の各円周上に、複数のドロワー３１３をそれぞれ載置可能とされている。なお、平面視した際に、開口部３２３ａ，３２３ｂが上記同心円の各円周上となるように、各開口部と同心円とが位置合わせされている。
【０１４８】
これにより、任意のドロワー３１３を取り出す際に、ドロワーテーブル３２４を回転させることにより、任意のドロワー３１３を開口部３２３ａまたは開口部３２３ｂの真下に位置するように移動させることができる。
【０１４９】
また、図１６に示すように、ドロワーテーブル３２４上には、各ドロワー３１３を載置する位置に対応するように、上端部が広がったテーパ形状とされたドロワーガイド３２９が設けられている。ドロワーガイド３２９を設けることにより、各ドロワー３１３が所定の位置に載置されるように固定することができる。これにより、ドロワーテーブル３２４を回転させた際に、ドロワーテーブル３２４上で各ドロワー３１３の位置がずれることを防止することができる。また、ドロワーガイド３２９のテーパ部がドロワー３１３下降時の位置ずれを補正することができる。
【０１５０】
各ドロワー３１３をドロワーテーブル３２４上に載置する際は、後述するドロワー昇降装置３０４によりドロワー３１３を上昇した場合に、開口している側面が第１のステージ３０５側を向くように載置する。
【０１５１】
ドロワー３１３の上面には把持部３３３が設けられている。この把持部３３３の形状は、ドロワー３１３をＺ軸方向に上昇および下降させることができるものであれば特に限定されるものではないが、後述するドロワー昇降装置３０４によって把持することが可能な形状が好ましい。ドロワー昇降装置３０４によって把持部３３３を把持することが可能であれば、ドロワー昇降装置３０４をＺ軸方向に上昇および下降させることで、ドロワー３１３を開口部３２３ａ，３２３ｂから自動で入出庫させることができる。
【０１５２】
作業空間３０３は、図１及び図２に示すように、凍結保存容器３０２の上方に設けられており、開口部３２３ａ，３２３ｂを介して凍結保存容器３０２と連通している。本実施形態の凍結保存装置３００は筐体（図示略）に囲まれており、作業空間３０３は、凍結保存容器３０２内から蒸発した窒素ガスなどにより、凍結保存容器３０２から取り出したエンベロープ８等への霜付きを低減できるドライ環境（例えば、−２０℃以下）に維持されている。凍結保存容器３０２の開口部３２３ａ，３２３ｂを含んだ作業空間を筐体で覆うことによって、ドロワー３１３や液体窒素に作業者が直接触れることによる凍傷や、開口部３２３ａ，３２３ｂから蒸発する窒素ガスによる酸欠の危険を解消できる。また、ドライ環境に筐体内を維持することにより、作業空間３０３内での結露などを防止することができる。
【０１５３】
図１８に示すように、ドロワー昇降装置３０４は、ドロワー３１３を把持するなどにより保持した状態で、開口部３２３ａ，３２３ｂのいずれか一方を介してドロワー３１３をＺ軸方向に上昇および下降させるための部材であり、作業空間３０３内に設けられている。このドロワー昇降装置３０４は、支持レール３４１と、昇降装置駆動部３４２と、主軸部３４３と、フック３４４とによって構成されている。
【０１５４】
支持レール３４１は、作業空間３０３の上方にＸ軸方向に亘って設けられている。この支持レール３４１には、昇降装置駆動部３４２が上記Ｘ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【０１５５】
昇降装置駆動部３４２には、主軸部３４３が垂下するように設けられている。また、主軸部３４３の下端には、フック３４４が設けられている。フック３４４の形状は、ドロワー３１３を把持することができるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、鉤状とすることができる。これにより、ドロワー３１３の上部に設けられた把持部３３３を把持することができる。
【０１５６】
このように構成されたドロワー昇降装置３０４によれば、支持レール３４１上をＸ軸方向に移動させることで、目的の試料が保管されたドロワー３１３の位置に対応する開口部３２３ａおよび開口部３２３ｂのいずれかの上方にフック３４４を移動させることができる。
【０１５７】
また、ドロワー昇降装置３０４を凍結保存容器３０２内に下降させてドロワー３１３の上部に設けられた把持部３３３を把持する際に、支持レール３４１上をＸ軸方向に移動させることでフック３４４の位置を容易に調整することができる。これにより、ドロワー昇降装置３０４が１本であっても、複数の開口部３２３ａ，３２３ｂからドロワー３１３を入出庫することができる。
【０１５８】
また、昇降装置駆動部３４２を駆動させることにより、主軸部３４３を介してフック３４４をＺ軸方向に上昇および下降させることができる。すなわち、ドロワー３１３を把持した状態で、開口部３２３ａ，３２３ｂのいずれかを介してドロワー３１３をＺ軸方向に上昇および下降させることができる。これによりドロワー３１３を凍結保存容器３０２から入出庫させることができる。
【０１５９】
さらに、昇降装置駆動部３４２の駆動を停止することにより、フック３４４をＺ軸方向の任意の高さに維持することができる。すなわち、ドロワー３１３を把持した状態で、ドロワー３１３を任意の高さに維持することができる。
【０１６０】
図３及び図１９に示すように、作業空間３０３の下方に、第１のＸ軸レール３５１がＸ軸方向に亘って設けられている。第１のステージ３０５は、上記第１のＸ軸レール３５１に取り付けられており、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そのため、第１のステージ３０５は、平面視した際に、開口部３２３ａおよび開口部３２３ｂのそれぞれに隣接する位置に移動することができる（特に、図３を参照）。
【０１６１】
第１のステージ３０５が、平面視した際に、開口部３２３ａ，３２３ｂのいずれかに隣接していることにより、ドロワー３１３から任意の高さに収納された所望のエンベロープ８を取り出す際、ドロワー３１３全体を凍結保存容器３０２から出庫させる必要がなくなる。これにより、所望のエンベロープ８が収納されている収納空間の底面と第１のステージ３０５とが同じ高さとなるまでドロワー３１３を上昇させることにより、後述する第２の押圧装置３０８（第２のアーム）によって、所望のエンベロープ８のみを第１のステージ３０５上に取り出すことができる。したがって、目的の試料以外の試料が昇温するのを抑えることができる。さらに、ドロワー３１３の全体を引き上げる必要がないため、装置の高さ方向を小型化することができる。
【０１６２】
図１９に示すように、第１のステージ３０５は、載置面３０５Ａを有しており、この載置面３０５Ａにエンベロープホルダ１０を載置可能である。
また、図１２に示すように、載置面３０５Ａの一部に開口部３５２が設けられている。開口部３５２は、載置面３０５Ａの中央部分を貫通する円形部３５２Ａと、円形部３５２Ａと連通し、Ｘ軸方向に延在するスリット部３５２Ｂとを有する。
【０１６３】
また、図３及び図１９に示すように、作業空間３０３の下方であって、開口部３２３ａ，３２３ｂを挟んで第１のＸ軸レール３５１の反対側に、第２のＸ軸レール３５４がＸ軸方向に亘って設けられている。第２のステージ３０６は、上記第２のＸ軸レール３５４に取り付けられており、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そのため、第２のステージ３０６は、平面視した際に、開口部３２３ａおよび開口部３２３ｂのそれぞれに隣接する位置に移動することができる（特に、図３を参照）。
【０１６４】
第１のステージ３０５および第２のステージ３０６は、上述したようにＸ軸方向に移動可能であり、一対となってＸ軸方向に移動可能である。これにより、例えば、図１９に示すように、開口部３２３ａからドロワー３１３を入出庫する際に、第１のステージ３０５、開口部３２３ａ、および第２のステージ３０６が、この順に隣接して並ぶことができる。なお、第１のステージ３０５及び第２のステージ３０６は、一対で同時に動くだけでなく、個々に動作することも可能である。
【０１６５】
第１の押圧装置３０７は、第１のステージ３０５上に載置させられたエンベロープホルダ１０に収納されているエンベロープ８をドロワー３１３側へ押圧することで、エンベロープ８をドロワー３１３に収納するための部材である。図３に示すように、第１の押圧装置３０７，３０７は、第１のステージ３０５を挟んで開口部３２３ａ，３２３ｂと対向する側にそれぞれ設けられている。この第１の押圧装置３０７は、図１９に示すように、第１の支持部３５６と、第１の押圧部３５７とによって構成されている。
【０１６６】
第１の支持部３５６は、先端がＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。
第１の押圧部３５７は、第１の支持部３５６の先端に設けられている。さらに、第１の押圧部３５７には、複数本の押圧アーム１５７…が設けられている。なお、図３及び図１９に示すように、本実施形態の凍結保存装置３００では、第１の押圧装置３０７は、エンベロープホルダ１０内に収納されるエンベロープ８の数と対応するように、１０本の押圧アーム１５７がそれぞれ設けられている。この第１の押圧部３５７に設けられた複数本の押圧アーム１５７により、エンベロープホルダ１０内に収納された各エンベロープ８をＹ軸方向に押圧することができる。
【０１６７】
このように構成された第１の押圧装置３０７によれば、第１のステージ３０５上に載置されたエンベロープホルダ１０内に収納された各エンベロープ８をドロワー３１３側へ押圧することで、各エンベロープ８をドロワー３１３に収納することができる。
【０１６８】
第２の押圧装置３０８は、ドロワー昇降装置３０４により第１のステージ３０５と隣接する高さに維持されるドロワー３１３内に収納されたエンベロープ８を、第１のステージ３０５側へ押圧することで、エンベロープ８を第１のステージ３０５上に載置されたエンベロープホルダ１０内に移動させる部材である。第２の押圧装置３０８は、第２のステージ３０６上に設けられている。この第２の押圧装置３０８は、図１９に示すように、移動テーブル３５８と、第２の押圧部３５９とによって構成されている。
【０１６９】
移動テーブル３５８は、第２のステージ３０６上でＸ軸方向に移動可能に設けられている。また、第２の押圧部３５９は、移動テーブル３５８上でＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。さらに、第２の押圧部３５９の先端には、１本の押圧アーム１５９が設けられている。
【０１７０】
上記第２の押圧装置３０８が第２のステージ３０６上でＸ軸方向に移動し、第２の押圧部３５９が移動テーブル３５８上でＹ軸方向に移動することにより、第２の押圧部３５９の先端に設けられた押圧アーム１５９が、第１のステージ３０５と隣接する高さに位置するドロワー３１３内の特定のエンベロープ８を第１のステージ３０５側へ押圧する。これにより、押圧されたエンベロープ８をドロワー３１３から第１のステージ３０５上に載置されたエンベロープホルダ１０内に収納することができる。なお、押圧アーム１５９は、一つのエンベロープ８を押し出すことができる大きさであることが好ましい。
なお、本実施形態では、押圧アーム１５９が１本である構成を一例として説明したが、複数本設けることも可能である。この場合、複数のエンベロープ８を同時に押し出すことができる。
【０１７１】
上述したように、第１の押圧装置３０７，３０７の第１の押圧部３５７には、それぞれ複数本の押圧アーム１５７…が設けられている。これにより、エンベロープ８がエンベロープホルダ１０のどの部分に収容されていても、その位置を考慮することなく、第１の押圧部３５７をドロワー３１３に向かって押し出すことでエンベロープホルダ１０内のエンベロープ８をドロワー３１３に収容することができる。また、エンベロープホルダ１０内にエンベロープ８が複数ある場合であっても、ドロワー３１３に一度に収容できる。
【０１７２】
なお、本実施形態の凍結保存装置３００では、第１の押圧装置３０７が開口部３２３ａ，３２３ｂに対向するように２つ設けられている構成を一例として説明したが、第１の押圧装置３０７は、第２の押圧装置３０８と同様に、一つのみ具備することもできる。その場合、第１の押圧装置３０７はＸ軸方向に移動できる。
【０１７３】
図２０に示すように、第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５が、ドロワー３１３が移動するＺ軸方向に上下に位置して設けられている。このように、Ｚ軸方向に沿って二か所にガイドを設けることにより、ドロワー３１３が昇降する際、ドロワー３１３の位置ずれを規制することができ、したがって、ドロワー３１３の昇降をより正確な場所により正確な姿勢で行うことができる。
【０１７４】
第１のドロワーガイド１５５は、ドロワー昇降装置３０４の一部である支持レール３４１に設けられていることが好ましい。これにより、ドロワー３１３を引き上げる際、特にドロワー３１３の上部の位置ずれを規制できる。
【０１７５】
第２のドロワーガイド２５５は、第１のドロワーガイド１５５よりも下方に設けられている。これにより、ドロワー３１３を引き上げる際、特にドロワー３１３の下部の位置ずれを規制できる。第２のドロワーガイド２５５は、第２のステージ３０６に取り付けられている。
【０１７６】
図２１に示すように、第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５は、平面視した際にドロワー３１３の周囲を囲むように設けられている。これにより、Ｘ軸およびＹ軸方向の二方向における位置ずれを規制できる。また、ドロワー３１３の形状が四角柱であれば、第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５の形状は、四角の枠形であることが好ましい。
【０１７７】
図３に示すように、本実施形態の凍結保存装置３００には、作業空間３０３を覆う筐体に、取り出し口３６２が設けられている。また、取り出し口３６２として、自動扉を用いるとともに、この自動扉に連動して第１のステージ３０５をＸ軸上に動かし、自動スライド扉としてもよい。この場合、作業者は筐体内に手を入れることなく凍結保存装置３００内外にエンベロープホルダ１０を搬送することができる。
【０１７８】
入出力装置（操作パネル）及び制御装置５２としては、上述した実施形態に係る予備凍結装置２００と共通して用いることができる。
作業者は、入出力装置を操作して、制御装置５２に指示を出すことにより、エンベロープ８を取り出しおよび収納するための様々な操作をすることができる。例えば、作業者が、在庫情報から取り出す試料を選択し、エンベロープ８の取出しを指示することで、自動で所望のエンベロープ８が収納されたエンベロープホルダ１０を取り出し口３６２の外側まで移動させることができる。また、入出力装置が備える記憶部において、凍結保存装置３００において管理されるエンベロープ８の情報を記憶することもできる。
【０１７９】
また、制御装置５２には、ドロワー昇降装置３０４、第１のステージ３０５、第２のステージ３０６、第１の押圧装置３０７、第２の押圧装置３０８などへ動作を指示する制御プログラムが組み込まれている。これにより、例えば、第２の押圧装置３０８によりエンベロープ８を第１のステージ３０５上に載置されたエンベロープホルダ１０に収納した後に、ドロワー昇降装置３０４によりドロワー３１３を下降させ、凍結保存容器３０２内に移動させるといった動作指示をすることができる。これにより、ドロワー３１３内に収納された他の試料が昇温するのを抑制することができる。
【０１８０】
次に、上述した凍結保存装置３００を用いて、開口部３２３ｂを介してドロワー３１３を出庫し、所望のエンベロープ８を取り出す方法について説明する。
【０１８１】
先ず、作業者が入出力装置（図示略）を操作して、制御装置５２に所望のエンベロープ８の取出しを指示する。これにより、所望のエンベロープ８が収納されている収納空間の底面と第１のステージ３０５とが同じ高さとなるまで、開口部３２３ｂを介して、ドロワー３１３を上昇させる。この時、第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５が、ドロワー３１３が移動するＺ軸方向に上下に設けられているため、ドロワー３１３を所定位置に、かつ所定の姿勢で移動させることができる。
【０１８２】
次に、第２の押圧装置３０８の押圧アーム１５９がＸ軸方向に移動し、所望のエンベロープ８に相対する。次いで、押圧アーム１５９が所望のエンベロープ８をＹ軸方向へ押圧することで、所望のエンベロープ８のみをドロワー３１３から第１のステージ３０５上のエンベロープホルダ１０へ移動させる。以上の動作により、エンベロープホルダ１０上に所望のエンベロープ８が載置される。
【０１８３】
次に、エンベロープ８が載せられたエンベロープホルダ１０を載置した第１のステージ３０５をＸ軸方向に移動させ、作業空間３０３を覆う筐体の取り出し口３６２の外側まで移動させる。この際、上述したエンベロープホルダ保持機構４００を連動させることにより、エンベロープホルダ１０をエンベロープホルダ保持機構４００の支持部４５４上に保持する。この場合、作業者は凍結保存装置３００の筐体内に手を入れることなくエンベロープ８を取り出すことができる。以上の動作により、所望のエンベロープ８の取り出し動作が完了する。
【０１８４】
以下、エンベロープ８を凍結保存装置３００に収容する方法を説明する。
先ず、エンベロープホルダ保持機構４００の支持部４５４上にエンベロープホルダ１０を保持する。次いで作業者は、エンベロープホルダ１０の指定場所にエンベロープ８を収容する。この指定場所は、入出力装置が入出庫状況に基づいて指示する。次いで、入出力装置（図示略）を操作して、第１のステージ３０５をＸ軸方向に移動させ、エンベロープホルダ１０をエンベロープホルダ保持機構４００から第１のステージ３０５に受け渡した後、取り出し口３６２から凍結保存装置３００内に第１のステージ３０５を搬入する。
【０１８５】
次に、エンベロープホルダ１０を載置する第１のステージ３０５をＸ軸方向に移動させ、開口部３２３ｂに隣接させる。この時、第１のステージ３０５と、収容すべきドロワーの棚の底面とが同じ高さになるように、ドロワー３１３は移動している。
【０１８６】
次いで、第１の押圧装置３０７の押圧アーム１５７をＹ軸方向に移動させ、エンベロープホルダ１０に収納されているエンベロープ８に突き当てる。その後、さらにエンベロープ８を押し出し、エンベロープ８の全体がドロワー３１３に収容されたら、動きを停止させる。これによりエンベロープ８をドロワー３１３に収容させる。
この際、第１の押圧装置３０７は、複数の押圧アーム１５７を有するため、エンベロープ８がエンベロープホルダ１０のどこに収容されていても、１回の押し出しにて確実にドロワーに収容できる。また、複数のエンベロープ８であっても１回の押し出しにて収容できる。その後、ドロワー３１３は、凍結保存容器３０２に収容される。
【０１８７】
本実施形態の凍結保存装置３００によれば、エンベロープ８を鉛直方向に並べて数段に収納するドロワー３１３を内部に収容するとともに、作業空間３０３と連通する開口部３２３ａ，３２３ｂが上面に設けられた凍結保存容器３０２と、ドロワー３１３を把持した状態で、開口部３２３ａ，３２３ｂを介してドロワー３１３を鉛直方向に上昇および下降させるとともに、ドロワー３１３を任意の高さに維持するドロワー昇降装置３０４と、凍結保存容器３０２の上方であって、平面視した際に開口部３２３ａ，３２３ｂに隣接するように設けられるとともに、エンベロープ８を収容できるエンベロープホルダ１０を載置した第１のステージ３０５と、エンベロープ８を押圧して第１のステージ３０５上のエンベロープホルダ１０に移動させる第２の押圧装置３０８とを備える構成となっている。
【０１８８】
このように、平面視した際に開口部３２３ａ，３２３ｂに隣接するように第１のステージ３０５が設けられているため、ドロワー昇降装置３０４によって目的のエンベロープ８を凍結保存容器３０２から取り出す際に、ドロワー３１３の全体を凍結保存容器３０２から引き上げることなく、目的のエンベロープ８のみを第２の押圧装置３０８によって第１のステージ３０５上に載置されたエンベロープホルダ１０に取り出すことができる。したがって、目的のエンベロープ８を自動で取り出すことができ、かつ、目的のエンベロープ８以外が昇温することを抑えることができる。
【０１８９】
また、本実施形態の凍結保存装置３００によれば、少なくとも、ドロワー昇降装置３０４と、第２の押圧装置３０８とを制御する構成となっている。そのため、第２の押圧装置３０８によりエンベロープ８を第１のステージ３０５上のエンベロープホルダ１０に載置した後に、ドロワー昇降装置３０４によりドロワー３１３を下降させ、凍結保存容器３０２内に収容させる一連の操作を自動で行うことができる。これにより、目的のエンベロープ８以外が昇温することをさらに抑えることができる。
【０１９０】
また、本実施形態の凍結保存装置３００によれば、第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５が、ドロワー３１３が昇降するＺ軸方向の上下に２か所設けられている。このため、Ｘ軸およびＹ軸方向におけるドロワー３１３の位置ずれを規制することができる。本発明においては、ドロワー３１３の棚に複数載置されたエンベロープ８の中の所定のエンベロープ８のみを取り出すため、エンベロープ８の位置について高い精度が求められる。第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５が設けられていると、Ｘ軸およびＹ軸方向におけるドロワー３１３の位置ずれをより規制することができるため好ましい。さらに、第１および第２のドロワーガイド１５５および２５５がＺ軸方向における上下に設けられていると、ドロワー３１３を昇降させる際に生じる可能性がある傾きや揺れも規制できるため好ましい。
【０１９１】
また、本実施形態の凍結保存装置３００によれば、第１の押圧部３５７は複数の押圧アーム１５７を有し、第２の押圧部３５９は１本の押圧アーム１５９を具備する。押圧アーム１５９は、第２のステージ３０６上をＸ軸方向に移動し、所望のエンベロープ８のみを第１のステージ３０５方向に押し出すことができる。ドロワー３１３には、複数収容されるエンベロープ８の収納空間が、エンベロープホルダ１０の収納空間と対応する幅となるように設けられている。また、エンベロープホルダ１０は、その収納空間と、ドロワー３１３の収納空間とがＹ軸方向で一致するように配置される。このため、押圧アーム１５９をＹ軸方向に押し出すことでドロワー３１３に収容されたエンベロープ８を第１のステージ３０５上のエンベロープホルダ１０に収容できる。
【０１９２】
以上、本実施形態の凍結保存装置３００について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述した凍結保存装置３００では、ドロワー３１３が凍結保存容器３０２内で同心円状に２段にわたり並べられ、２つの開口部３２３ａ，３２３ｂを備える例について説明したが、この実施形態に限られるものではない。例えば、ドロワー３１３が凍結保存容器３０２内で１つの任意の円状に並べられ、開口部が１つであってもよいし、ドロワー３１３が凍結保存容器３０２内で３つ以上の任意の同心円状に並べられ、開口部が３つ以上であってもよい。
【０１９３】
また、上述した実施形態の凍結保存装置３００では、ドロワー３１３には、複数のエンベロープ８が収納される収納空間が設けられている構成を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、ドロワー３１３には、エンベロープホルダ１０をＺ軸方向に並べて収納するための棚が設けられていてもよい。この場合、第１の押圧装置３０７は、第１の支持部３５６と、第１の押圧部３５７とによって構成され、複数の押圧アーム１５７は不要となる。また、第２の押圧装置３０８は、第２の押圧部３５９によって構成され、一本の押圧アーム１５９は不要となる。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
本発明の予備凍結装置、凍結保存装置及び凍結保存システムは、血液、実験動物の精子、受精卵、細胞などの生物学的試料を凍結保存するための装置として利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１９５】
２…予備凍結用ドロワー、３…予備凍結用容器、４…予備凍結用ドロワー昇降装置（昇降機構）、５…回動テーブル、６…第１の押出アーム、７…第２の押出アーム、８…エンベロープ、９…バッグ（収納袋）、１０…エンベロープホルダ、１１…底板、１１Ａ…載置面、１１Ｂ…底面、１１Ｃ…凹部、１２…仕切板、１３…断熱部材、１４…噴射ノズル、１５…電動ファン（ファン）、１６…平坦部、１６Ａ，１６Ｂ…開口部、１７…支持柱、１８…可動部、２０…連結部材、２１…作業空間（外部）、２２…プレート、２３…第１のＹ軸レール、２４…搬送ステージ、２５…駆動装置、２６…回動機構、２７…第１搬送機構、２８…搬送テーブル部（搬送テーブル）、２８Ａ…載置面（第２載置面）、２９…待機テーブル部（待機テーブル）、２９Ａ…載置面（第１載置面）、３０…開口部、３０Ａ…円形部、３０Ｂ…スリット部、３１，３２…ホルダガイド、３３…回動軸（軸）、３４…支持部、３５…回動プレート、３６…ローター部、３７…駆動部、３８…ベルト、３９，４０…支持部材、４１，４４…プレート、４２，４５…レール、４３，４６…搬送ステージ、４７…第１の支持部、４８…第１の押圧部、４９…第２の支持部、５０…第２の押圧部、５１…取り出し口、５２…制御装置、１００…凍結保存システム、１５５…第１のドロワーガイド、１５７…押圧アーム、１５９…押圧アーム、２００…予備凍結装置、２５５…第２のドロワーガイド、３００…凍結保存装置、３０２…凍結保存容器、３０３…作業空間、３０４…ドロワー昇降装置（第１のアーム）、３０５…第１のステージ、３０６…第２のステージ、３０７…第１の押圧装置（第３のアーム）、３０８…第２の押圧装置（第２のアーム）、３１３…ドロワー（凍結保存用ドロワー）、３２１…内槽、３２２…外槽、３２３ａ，３２３ｂ…開口部、３２４…ドロワーテーブル（回転テーブル）、３２５…キャップ、３２６…把持部、３２７…モーター、３２８…回転軸、３２９…ドロワーガイド、３３１…縦板、３３２…床板、３３３…把持部、３４１…支持レール、３４２…昇降装置駆動部、３４３…主軸部、３４４…フック、３５１…第１のＸ軸レール、３５２・・・開口部、３５３…ボックスガイド、３５４…第２のＸ軸レール、３５６…第１の支持部、３５７…第１の押圧部、３５８…移動テーブル、３５９…第２の押圧部、３６１…第２搬送機構、３６２…取り出し口、４００…エンベロープホルダ保持機構、４５３…軸部材、４５４…支持部、４５５…駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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