(57)【要約】【課題】  従来の生体細胞の運搬は、煩わしい凍結・解凍処理を要する凍結搬送か或いは短時間の冷蔵搬送しかなく、冷蔵搬送では不十分な温度管理のみで搬送所要時間と距離が制限され、凍結搬送でも搬送後の生体細胞の生存率や生理活性に及ぼす悪影響は必至であった。【解決手段】  ペルチェ素子８からなる熱交換手段１０と、温度センサー１６により容器１内の温度を検出しＰＩＤ制御によって自動連続的に温度制御する手段と、供給ポンプ１１からなり容器１内の炭酸ガス濃度を定常状態に維持する手段と、冷気還流ファン６らなる容器内の雰囲気を均一化する手段と、紫外線灯１８からなる殺菌手段と、振動や衝撃を吸収する緩衝及び断熱材３等からなる緩衝手段及び携帯用電源１５を搭載してなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性密閉容器にペルチェ素子による熱交換器手段と冷気還流ファンを設置し、携帯用電源により駆動し定温状態を維持するようにしたことを特徴とする生体細胞運搬容器。
【請求項２】
紫外線による殺菌手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の生体細胞運搬容器。
【請求項３】
一定濃度に自動制御できる炭酸ガス供給手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の生体細胞運搬容器。
【請求項４】
熱交換手段をＰＩＤ制御によって自動的に制御することを特徴とする請求項１記載の生体細胞運搬容器。
【請求項５】
携帯用電源を間欠式電流制御手段によって供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載の生体細胞運搬容器。
【請求項６】
携帯用源として小型の燃料電池を使用することを特徴とする請求項１記載の生体細胞運搬容器。
【請求項７】
炭酸ガスの代わりに酸素ガス、窒素ガス等を用いたことを特徴とする請求項３記載の生体細胞運搬容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は生体細胞（生体組織を含む）運搬用の容器に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来は、冷凍保存容器やクーラーボックスを用い温度調整しながら生体細胞運搬容器の代わりとして使用するもの、又は携帯用保温保冷ケース等を利用したものがある。例えば特許公開番号Ｈ０７−２８０４１０号参照。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従来、生体細胞の移動、運搬は凍結保存した状態で運搬され、その後解凍して使用するか、若しくは凍結せずクーラーボックスで冷蔵して運搬しているが、しかし、凍結保存して運搬する場合は凍結及び解凍に多くの手間と時間がかかり、細菌感染のリスクも増加したり、また、凍結や解凍処理により細胞細胞の状態が悪化して再生率も良好とは言えないなどの問題点があった。
【０００４】  また、前記において非凍結状態でクーラーボックスを冷蔵運搬する場合は、温度管理がおおざっぱなだけでなく、炭酸ガス濃度などの環境管理が全くなされてないため、生体細胞に悪影響を与えることが必至で、生体細胞が生存できるのはごく短時間に限られていた。
【０００５】  従って、生体細胞、生体組織の運搬容器に課せられた最大の条件である温度管理は何れの場合においても不十分であって、現実には設定温度に対し温度差が±１（℃）以内での温度制御ができるものは見られず、恒温状態を保つことが極めて困難であった。
【０００６】  その他これまで運搬容器では、細菌感染に対する対策が全く施されてなく、生体細胞、生体組織に及ぼす影響が懸念される。
【０００７】  更に従来の運搬容器は冷却駆動源として通常のバッテリーを内蔵したものがあり、その結果容器全体の重量が非常に重く持ち運びに大きい負担が強いられたり、その上生体細胞を輸送する場合シャーレ等の収納状態が不安定であったため振動して横になり保存液や生体細胞（組織）等が零れることがあった。
【０００８】  そこで本発明は上記従来例の問題点に対処し生体細胞を凍結させないで適正な温度制御と厳密な環境管理を行い、生体細胞へ及ぼす悪影響をなくし、保存時間の延長を図ることにより長距離運搬を可能にし、しかも凍結による場合のように凍結や解凍作業の煩わしい手間をなくする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  ペルチェ効果を利用した熱交換手段と、容器内の温度を電子温度計によって検出してＰＩＤ制御により熱交換手段を自動連続的に制御する温度制御手段と、容器内の炭酸ガス濃度を定常状態に維持する手段と、容器内の雰囲気を均一化する手段と、紫外線による殺菌手段と、搬送時の振動や衝撃を容器内の生体細胞へ与えないようにする緩衝手段及び小型バッテリーを搭載してなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下図面に示す実施例について述べると、先ずその概要は本発明の最も特徴とするところのペルチェ素子による熱交換手段と、容器内の設定温度を常時一定に維持する温度制御手段と、容器内の炭酸ガス濃度を常に一定に維持する手段と、容器内雰囲気を均一化する手段と、紫外線による殺菌手段と、断熱及び緩衝のためのウレタン容器と、バッテリーとからなる。【００１１】  先ず本発明における生体細胞（生体組織を含む）運搬容器の本体は、内部容器１を熱伝導が良いアルミ又は耐蝕性に優れたステンレス製とし、その全周囲を発泡ポリウレタン、発泡スチロール等の断熱材３で覆って断熱構造とすると共に、下部には該容器１内に収納した生体細胞が安定保持できるように振動を抑制するための免振ゴム１７を敷設し、又外箱２についても前記内部容器１と同様にアルミ或いはステンレス製とし、その外径寸法は３５０×４５０×２００（ｍｍ）で持ち運びし易く１０ｋｇ以下の重量に構成する。【００１２】  又、容器１の底部には結露その他トレー等から零れて滞留した液体を外部へ排除するように液抜き管を接続し、容器１の下部側面に設置したコック４によって操作し、容器１内の良好な環境維持を図るようにしている。【００１３】  次に本発明の熱交換手段１０は熱交換作用の主要部をなすもので低温・高温の制御ができるペルチェ素子８の低温側をアルミ製内部容器１の側面（底部を含む任意の個所）に取着すると共に、該容器１の内側に取着した拡散ダクト７の部分に臨ませ、該ダクト７に取り付けた冷気還流ファン６により冷気を拡散（邪魔板は特に図示せず）するようにしており、一方該ペルチェ素子８の高温側には放熱ファン９を連設してペルチェ素子８によって生じた熱気を該放熱ファン９によりアルミ製外箱２から外部へ排出するようにしている。【００１４】  また、ガス供給手段は、炭酸ガスＣＯ２（その他のガスとしては酸素Ｏ２、窒素Ｎ２）の供給ポンプ１１と炭酸ガス供給タンク（図示せず）とからなり、供給ポンプ１１の能力は０〜１００（％）の範囲内で濃度の調節が可能であり、例えば生体細胞運搬容器１内の環境を維持するため供給ポンプ１１の動作によって常時５（％）混合濃度（気体の組成が変わる程度で圧力がかからない状態を維持する）を保つものとする。また、外付けのガス調節供給装置や携帯用混合ガスボンベからのガス供給も可能である。【００１５】  温度制御手段は容器１内に設置した温度センサー１６により容器内の温度を検出し、温度調節器１３にて設定した温度と比較してサーモスタットや補助リレー１２が所定温度を維持するように動作する。温度の選択幅は−２０〜６０（℃）の範囲内で任意であり、しかも調節器１３にて設定した値より高くならないように設定値に対し±１（℃）の誤差で常に自動制御で監視する。【００１６】  また、蓋体５の内側には紫外線灯１８を設置し、生体細胞が細菌感染しないように配慮しているが、特にこの紫外線灯１８は蓋体の内面（下面）に限るものではなく、他の個所であっても良い。【００１７】  携帯用電源１５としては、広く使用されている通常の小型バッテリー（１２Ｖ又は２４Ｖ）或いは現在脚光を浴びている小型燃料電池又はソーラーシステムによる電源等が使用でき、又搬送中��自動車やヘリコプターなどの移動体が保有する電源からの給電をも可能な供給アダプターを保有するものとする。【００１８】  上述の如く本発明の運搬容器は、容器内温度を定温状態で長時間維持することが最も重要であり、そのため容器１及びその蓋体５の外周は発泡ポリウレタンなどの断熱材３によって包囲密閉し、外部から熱が輻射や対流或いは伝導等によって容易に入らないように遮断している。尚、図例では薄肉の発泡ポリウレタン製断熱材３で囲っているが、電源１５の挿脱部分や各装置部分を除いて容器１と外箱２の空間を前記発泡ポリウレタンにて充填してもよい。【００１９】  次に一連の作用について述べると、容器１内の温度分布を一様に保つためにＰＩＤ制御を行うが、先ず容器１内に収納した生体細胞を予め設定した温度にするためペルチェ素子８に電源１５を通電することでペルチェ素子８の低温側が冷却し、これに伴ってダクト７内の空気や炭酸ガスが冷やされ、冷気還流ファン６を回転して冷気をダクト７の上下（吹き出し口を左右に設けてもよい）から矢印のように気流を発生させ、容器１内の全域へ送り出し、一方該ファン６の中央部からは容器内の空気をペルチェ素子８の低温側へ向かって吹きつけ冷気と交換し低温状態を維持する。【００２０】  またペルチェ素子８の他方では温度上昇を伴うので放熱ファン９を回動してペルチェ素子８の周辺の熱風を絶えず外箱２外へ放出し、冷却効率を高めるようにしている。実際の容器１内の温度分布は図３に示す通りで温度調節器１３による設定温度に対して変動幅は約±０．５（℃）の範囲で制御が可能である。【００２１】  実施例では設定温度を３０（℃）とし自動制御で間欠的（電源を間欠供給）に補正した場合、容器１内の中央水平線上における二点の位置ａ、ｂつまりダクト７の吹き出し口に近い位置と、遠い位置の二点における温度分布を見ると、開始後約１１分で３０（℃）付近にまで到達し、その後は際立った変動は見られず±０．５（℃）以内の変動幅で略々設定値の３０（℃）を維持していることが観察され、温度管理が良好に行われていることを示している。【００２２】  また、ダクト７の上向き吹き出し口の部分に設置した温度センサー１６の位置ｃでは約８分で３１（℃）付近の温度を示すが、３３分経過した頃からは前記中央付近ａ，ｂの温度と略々同等の状態となることが確認された。【００２３】  従来の電気式携帯型保温保冷庫（クーラーボックス等）によるものでは温度制御の変動範囲が±２．５（℃）の幅で波状に上下動するので、ＰＩＤ制御ができない。【００２４】  以上述べたように本発明は金属製内部密閉容器の側面或いは底面に加熱、冷却する熱交換素子と、該密閉容器内で冷気の還流を生じさせるファンおよび邪魔板を取付け、該容器の外周面を断熱材で覆うことにより、容器内の設定温度を±０．５（℃）以内で温度制御が可能であり、温度変化に敏感な生体細胞を安全に搬送することができる。【００２５】  更に、上記構成及び作用により運搬容器とするだけでなく、簡易細胞培養容器としても利用できる他、単に細胞の簡易培養器としてではなく、有機材料、バイオマテリアル（感温性ポリマー、ジェル、ゼラチンなど温度で性質が変わる材料）などの温度管理に利用すれば、夫々��サンプルを必要な温度で管理する簡易温度制御装置としても使用でき、空気中で酸化するような検体でも容器内に窒素を充填すれば酸化を防ぐことができる。【００２６】  また、上記運搬容器は温度制御装置１２に通信制御機器をセットしておくことでＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５、或いは無線ＬＡＮなどの通信システムで離れた位置から遠隔制御で温度管理が可能となる。
【発明の効果】
【００２７】  熱交換手段としてペルチェ素子を利用し、恒温状態を維持するようにしたことで熱効率が良好なり、構成が頗る簡単で小型軽量化が実現でき運搬容器として最適である。
【００２８】  紫外線灯からなる殺菌装置を設置したことにより生体細胞が細菌に感染されず安全性が一層高められる。
【００２９】  炭酸ガスを自動的に供給し濃度を一定に保つようにしたことにより、良好な環境が維持され生体細胞のより安全な搬送が可能となる。
【００３０】  熱交換手段をＰＩＤ制御するようにしたことで生体細胞運搬容器内の正確な温度管理ができ、生体細胞の良好な状態を保つことができる。
【００３１】  携帯用電源の供給を間欠的に行うことにより電源の消費を少なくし長時間の使用に耐えることが可能となる。
【００３２】  高性能の小型燃料電池を使用することにより小型軽量化が一層容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明容器の平面図
【図２】同上正面図
【図３】同上右側面図
【図４】本発明の温度特性図
【符号の説明】
１  内部容器
２  外箱
３  断熱材
５  蓋体
６  冷気還流ファン
７  ダクト
８  ペルチェ素子
９  放熱ファン
１０  熱交換器手段
１１  供給ポンプ
１２  温度制御装置
１５  携帯用電源
１８  紫外線灯
【図１】
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【図２】
2005124556.tif 000004
【図３】
2005124556.tif 000005
【図４】
2005124556.tif 000006