JP2008531399A - 感応材料を保存するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

密閉されたコンテナー（３２）に、感応材料を保存する装置が開示されている。コンテナー（３２）の中では、適切な供給リード（３５）を介して、パージユニット（３０）から供給された不活性ガスを流すことにより、内部の大気がパージされる。コンテナー（３２）内から放出されるガスは、パージユニット（３０）に再び供給され、その後所望のパラメータ、例えば酸素濃度が所望のレベルに到達するまでそのパラメータの値をチェックする。その後パージを中断し、好ましくは外気に対して僅かに超える圧力でコンテナーを密閉したままの状態にする。分離したパージユニットを使用することにより、多くのコンテナーを連続的に及び効果的に処理することが可能である。傷つきやすい化学的及び生物学的サンプルを保存するためのコンテナーが特に有用である。

Description

本願は、感応材料(sensitive materials)を保存するための装置及び方法に関し、特に、感応材料が複数のコンテナーに保存され、それらのそれぞれが、コンテナーの外側の外気、通常大気と、コンテナーの内容物との間の物理的なマテリアルの交換を防止する密閉された筐体により構成されるシステムに関する。この内容物は、適当な空気、及び感応材料である。コンテナーは、当該感応材料をサポートする手段を含んでいてもよい。

ＵＳ−Ａ−５８５５２７２には、気密密閉することができるコンテナーに感応材料を配し、窒素やアルゴンなどの不活性ガスを用いてコンテナーの内容物をパージすることにより、感応材料、特別なケースでは、聴覚レコード若しくは視聴覚レコードを保存するシステムが開示されている。上記のパージに続けて、コンテナーの蓋を最終的に閉じて密閉し、コンテナーの内部の気圧を外気に対して正にするために過剰のパージガスを注入してもよい。これにより、少なくとも初期段階においては、外部から内部に何かを移動させるというより、リークが、コンテナーの内部から外部へマテリアルを移動させる。

ＵＳ−Ａ−５５６１９１５には、内蔵型の二酸化炭素カートリッジチャンバーを備えるコンテナーが開示されている。コンテナーが密閉された後、カートリッジがチャンバーに挿入され、カートリッジは二酸化炭素が内部に注入されるように作動する。これにより、中の大気は排出オリフィスを介して排出され、置換される。コンテナー内の大気が二酸化炭素で置き換えられた後、使い切られたカートリッジは廃棄され、排気オリフィスはパイププラグで密閉される。

医薬品及びバイオテクノロジーの業界では、サンプルマテリアルの移送及び保存に関連して、特に保存の問題が生じている。特にバイオテクノロジーマテリアルは、不安定である傾向にあり、注意深く取り扱う必要がある。サンプルがダストにより汚染されないように注意を払うだけではなく、それらが、熱源、光、若しくは大気中における酸素若しくは水蒸気等の反応性マテリアルにさらすことによる弊害から守られることが好ましい。

実質的に関連する特定の領域は、医薬品リサーチにおいて使用される化合物の保存である。これらは、通常非常に高度にセンシティブであって、ジメチルスルホキシドに関連する化合物の溶液として従来から取り扱われ保存されている。これは、非常に幅広い範囲の有機化合物及びそれらと化学的に反応しない化合物にとって非常に強い溶媒である。一方、このマテリアル自身、すなわちジメチルスルホキシドは非常に高い親水性を示し、それによりジメチルスルホキシドにおける溶媒中の化合物と反応し、外気から水蒸気を吸収する傾向にある。したがって、溶液自体感応材料として分類することができることから、感応材料は、制御された相互作用しない環境下で、既に溶解しているにもかかわらず、そのようなマテリアルを保存及び貯蔵することが非常に望ましい。

本発明は、概して感応材料を保存するためのシステムであって、当該システムは、持ち運び可能な複数のコンテナーと、コンテナー内部コンディショニング装置と、を備え、コンテナーのそれぞれは、吸気ポートと、排気ポートと、コンテナーの内部を外部から密閉するための手段と、を備え、上記コンテナー内部コンディショニング装置は、その吸気ポートを介して上記コンテナーの一つに加圧下不活性ガスを注入するよう構成され、そしてその排気ポートから放出されるガスを分析及びモニターするよう構成され、さらにコンテナーから放出されたガスの望ましいコンディションを検出した際、吸気ポートからのさらなるガスの注入を中断させるように構成されたシステムが提供されている。

当該装置は、排出ガスの内容をモニターするガス分析及び検出システム、例えば当該ガス内の酸素濃度を検出する酸素センサー、若しくは水蒸気含有量センサーを含んでいてもよい。

当該装置は、充分なパージガスをコンテナーに注入するための手段を備え、密閉が解かれるという悪影響を抑制することを補助するため、コンテナーを加圧したままの状態にしてもよい。加圧の度合いは、所望のように選択してもよいが、特に密閉されたコンテナー内の圧力が外気圧に対して実質的に相関する場合、密閉の失敗のリスクがあるだけでなく、加えてコンテナーの側面が膨張し、それにより適切な保存設備において複数のコンテナーをきれいに積み上げることが妨げられることから、通常加圧の度合いは相対的に小さい。

加圧されたシステム及び圧力容器に関連する範囲の適用を受けない程度で、コンテナーを加圧する装置を使用することは、通常、より簡単であるけれども、このような範囲に注意する必要がある。

コンテナー内において所望の高圧を達成するための好ましい方法は、排出ガスが許容可能なコンディションに達する充分長い間パージガスを注入した後、圧力を測定しながらコンテナーの内部からガスを抜き、一旦所望の過剰な圧力レベルに達したらガス抜きを中断することによりコンテナー内の圧力を降下させるようパージング装置を構成することである。

コンテナー内の大気、コンテナー毎の大気をパージすることは、通常単純で簡単であるけれども、他の方法でオペレートすることも可能である。例えば、パージガスの供給源を、連続体の最初のコンテナーの吸気ポートに接続し、連続体の最初のコンテナーの排気ポートを第２のコンテナーの吸気ポートに接続し、連続体の最後のコンテナーの排出ポートをパージガス装置に接続して、連続して接続された一組のコンテナーをパージすることが可能である。その場合、パージプロセスは、明らかに、存在する外気の全てをコンテナーから流すのにかなり長い時間を要するであろう。しかし、バッチプロセスのようなものにより全体としてタイムアドバンテージを得ることができるであろう。別の形態では、ガス装置からのパージガス排出口を、マニホールドを介して、実質的にパラレルに配置された複数のコンテナーの複数の吸気口に分配してもよい。それぞれのコンテナーの排気ポートは、同様に、ガス装置の吸気ポートに接続されたマニホールドに接続される。

繊細な製品のためのそれぞれのコンテナーの正確な特性は幅広く変わりうるが、しかしながら基本的な必要条件は、コンテナーの内部が外部に対して密閉され、コンテナーが吸気ポート及び排気ポートを備えるということである。これらの制約の範囲内では、このコンテナーを幅広く変更してもよい。多くの現実的な工業的利用のため、標準的な数多くのサイズのコンテナーを製造することは都合が良い。ガス処理装置は、当該コンテナーのタイプ及びサイズに関連して、ガス処理時間、過度の気圧等のパラメータを調整するための簡単な制御を含んでいてもよい。

コンテナー構造の好ましい形態は、蓋部を備える、上部が開いた箱状のものであって、ボックスの壁及び蓋の材料は、例えばシート状の金属などのガス不浸透性材料である。上部が開いたボックスのエッジに対して蓋がシールされるように、きっちり密閉する手段を設けることが必要である。これは、例えば、弾性のゴム、若しくはゴム状マテリアルからなるシールであってもよく、これは、概してトレイ状の蓋の角度の付いた内部コーナーの辺りにある。また、外気に対して内部を密閉するため、上部が開いたボックスの上部に対して、蓋部が強固に固定されるようにする手段を当該上部が開いたボックスに設けてもよい。別の形態では、ボックスの壁の上端部は、Ｕ字状の断面を有し、適切な弾性シールマテリアルからなる環状のシールストリップを備えていてもよい。

吸気ポート及び排気ポートを、従来の密閉方法で、ボックスの壁部に設けてもよい。好ましくは、両ポートは、単に一方向弁若しくは逆止弁である。コンテナー内の圧力が予め設定されたレベルを超えたときのみ開放する排気バルブを排気ポートが備えることにより、コンテナーの内部から大気をパージし、その後これを加圧する作業が非常に簡単になる可能性がある。

もし望まれるのであれば、コンテナーの内部に、想定される保存作業をアシストする便利な付属物を備えていてもよい。また、その内部は、複数のコンポーネント、例えば３×２アレイの６つのコンパートメントに分割されてもよい。それらのそれぞれに標準的なユニットが挿入されていてもよい。例えば、生物サンプルを取り扱う際、標準的なサイズのいわゆるプレートラック若しくはチューブラックが広範に使用され、保存コンテナーを、このようなラックのアレイが容易に収容されるようなサイズ及び形状としてもよい。

上記吸気ポート及び排気ポートは、標準的な空気ポートであることが好ましく、これは、急速なフィット／急速な解放動作により、圧力ライン若しくは排気ライン等のチューブの端部の適当な付属品と協同させるため適用される。

本発明を実施する際に使用されるパージガスは標準的には窒素である。ある高度な応用領域においてアルゴンが使用されるけれども、窒素は安価で効果的であるからである。もちろん、他の適当な不活性パージガスを使用してはいけないという理由は無い。

ガス処理装置は、エンジニアデザインの適切な原則に従って、想定される特定の感応材料の保存の問題と適合するよう製造してもよい。これは、作動させるための何らかの電源と、パージガスの供給源と、を備えることが必要である。このパージガスの供給は、従来の加圧リードを使用して、ガス処理装置に接続された標準ガス保存シリンダーから与えられることが好ましい。

添付の図面を参照しながら具体例を用いて本発明を詳細に説明する。

図面を参照して説明する。図１は特に本発明に使用されるコンテナーを示している。これは、金属ベースのセクション１と、金属蓋部２とから構成される。金属蓋部２は、ぶら下がった囲いを備えるプレート状であり、当該囲いは、ベースセクション１の側壁の上端部の周りに密閉してフィットされるように適用される。ベースセクション１のサイドには、４つの標準的なクリップ５が設けられており、これらのそれぞれは、蓋部２の囲いに配置されたタブ６に係合するように適用された部位を有する。

図１には示していないが、蓋部２のインサイドに設けられ、ラバー若しくはシリコーン化合物等の適当な弾性材料からなる内部環状シールもある。これは、一様な厚さのビードの形状をしており、クリップ５がタブ６を介して蓋部を下に引き下げるに従って、当該ビードにベースセクション１の側壁の上端部が嵌合される。

２つの持ち運び用ハンドル８が、蓋部２の囲い形成部の対向する側面に配置され、一旦ベースセクション１と蓋部２とが組み合わされ、互いにかみ合うと、その組立品の全体は、ハンドル８により持ち上げることが可能になる。

図面に示すように、ベースの内部は、一組の分割壁１０を有する。これらは、ベースに比較的ルーズにフィットする、予め作製された構造体であって、ベースセクション１内のスペースを６つの個室に分割する。これらの個室のそれぞれは、標準サイズのサンプルアレイ１２を受け取ってもよい。

ベース１の一つの壁に従来の空気圧式構造(pneumatic construction)の吸気ポート１４が配置されている。排気ポート（図１には示されていない）は、吸気ポート１４の反対側の壁に設けられている。

図２は、本発明に係るシステムの典型的な配置を示している。右側に、概して３０と表示されたパージガスユニットがあり、左側に、３２と表示されたタイプのコンテナーがある。これは、図１に示されている。

見ての通り、ユニット３０は、前面に配置された排気ポート３３と吸気ポート３４とを備える、概して矩形のケースからなる。空気ライン３５は、パージガスユニット３０の排気ポート３３と、コンテナー３２の吸気ポート１４とを繋ぐ。空気ライン３６は、コンテナー３２の排気ポートと、ユニット３０の吸気ポート３４とを繋ぐ。

ユニット３０は、コントロールパネル３８を有し、これはディスプレイスクリーン３９を含む。ユニット３０に対する電気供給コネクション及びパージガスの供給源は図２には示されていない。当該電気供給コネクションは、あらゆる適切な電気供給ソケットに挿入することができるノーマルな電源リード線であってもよい。また、パージガスの供給源は、好ましくは、上部に載置されたバルブであって、そして適当なパイプを介してユニット３０の後面の吸気ポートに接続された通常の減圧排気バルブを備える標準的なガスシリンダーである。

ユニット３０の空気回路が、図３に示されている。この図を参照すると、これはユニット３０の内部を概略的に示している。ケース自身は、５０と表記され、見ての通り、主なパージガスのフローが、下の方の右手コーナーに示された、圧縮された窒素ボトル５１から、標準的な高圧リード及び吸気ポート５２を介して、ユニットの前に配置された排気ポートまでのメイン供給ラインを通って、図３に示すように概して時計回りに流れている。当該排気ポートは、コンテナーの吸気ポートに接続されている。当該コンテナーの排気ポートは、ユニット３０の前面の吸気ポートに接続され、その後当該ユニットの後面に配置されたベント５５までユニット３０を通って通過する。

図３に示すように、支流ライン６０及び６２は、パージガス供給若しくは排気から分かれ、これらは、ポンプ６４の上流側に選択的に接続され、当該ポンプ６４は、ガスが通過する酸素センサーユニットの上流に配置されてもよい。当該センサー６６の下流側は、ユニット３０のケースの後壁に配置された、大気に対する簡単な通気口６８に接続されている。

主なパージガス供給ラインは、示されたポジションにおいて、５つのソレノイド作動弁Ｓ１〜Ｓ５を含んでいる。これらのそれぞれは、電流が供給されないとき通常閉まっているバルブについてはＮＣと表示され、電流が供給されないとき常に開いているバルブについてはＮＯと表示されている。

このケースの内部は、特に様々なソレノイドバルブ及びポンプ６４のオペレーションを制御する電気回路を備えている。そして、この電気回路は、適当な圧力センサー及び酸素センサー６６からシグナルを受ける。そのため、図３に示すように、通常の電源コード及びプラグ装置７０を用いて、ユニット３２に対する幹線からの供給(mains supply)がなされてもよい。通常の電源コード及びプラグ装置７０は、１２ボルトの電力を提供することができ、様々な電気的及び電気化学的コンポーネントを駆動させることができる標準的な電源ユニット７１に接続される。これは、主回路基盤７３を介在させることにより達成される。この主回路基盤７３は、電源７１からパワーが供給され、適切な方式で、ディスプレイ３９と、ユニット３０の前面から接触可能な一組のプログラミングボタン７５と、インジケータＬＥＤ７６、７７と、音声変換器７８と、に接続される。プリント主回路基盤７３は、また、ソレノイドバルブのための、概して７８で示された適切な駆動回路と、ポンプ６４のための駆動回路７９とに接続され、概して８０と表記された酸素センサーコントローラーに適当な電圧を供給する。

ケース５０の内部の様々なコンポーネントの配置が、図３に単に概略的に示されている。図４は、関連する物理的コンポーネントが典型的なレイアウトにおいて実際にどのように配置されるかを示した概略図であり、ユニット３０の箱状ケース３０の底面に向かって下側から見ている。

参照番号を有する、図３に示されたアイテムは、図４と同じ参照番号が付されている。図４により明確に示されているものは、ベースプレート８２であって、電源７１、ユニット３０の箱状ケースの前壁及び後壁に配置された様々なポート及びベントを除いて、コンポーネントの全てが、当該ベースプレート８２上に載置されている。

ボード上の電気回路７３が、内部プログラミング、及び、ボタン７５からのインプットに依存する様々な方法で作動するように配置されていてもよい。好ましい形態では、当該回路は、電源を入れた際、ポート５２に接続されたガス供給装置の供給圧力をチェックする短いセルフテストプロトコルが実行されるように、また関連する圧力が、適切な条件下、当該システムの様々なパーツにおいて達するようにプログラミングされる。もし誤った指示があれば、これは、スクリーン３９上に表示され、オペレータに適切なアクションを執るようにする。

酸素センサーは、センシティブな装置であって、通常再較正が必要である。最初のセルフテストプロトコルは、そのような較正を含んでいてもよいし、若しくは較正がユーザーによって何時でも開始されてもよい。

当該回路は、例えばコンテナーの内部のパージが充分であると判断されるような酸素検出レベル等、関連するパラメータを保存するように設定してもよい。これは、ボタン７５を適切に使用することにより調整することができる。ボタン７５は、ボード７３上のコントロールマイクロプロセッサーのプログラミングに依存して異なる機能を有し、当該機能は、例えば従来の方法で、各ボタン７５のサイドによりスクリーン３９に表示される適切な説明文により示されてもよい。

システムが適切なセルフテストプロトコルを備え、あらゆるエラーコンディションが、例えばポート５２に接続されてないパージガス供給に対して関心を向けると、当該ユニットは、コンテナーをパージするために使用される準備ができていることを示す。このとき、オペレータは、図３に示すユニット３０の前面のポート３３及び３４に、閉じられたコンテナーを接続する。そして、コンテナー３２からくるガスの分析により、酸素のレベルが、予め設定されたポイントまで降下したことが示されるまで、適切なボタンを押してパージのサイクルを起動させてもよい。当該予め設定されたポイントでは、ガスがコンテナー内に注入されることが中断され、コンテナー内の圧力が、保存のための望ましい正の圧力まで降下することが許容される。その後、コンテナーは、ユニットから切断し、新しいものを同様の方法で再接続しパージしてもよい。プロセスの最後を、ユニット３０により、例えばＬＥＤ７６からの適切な表示、及び／又はグラフィックディスプレイ３９上のメッセージ、及び／又は変換器７８からのオーディオシグナルにより示してもよい。

図１は、本発明で使用される保存用コンテナーと蓋の斜視図である。 図２は、図１に例示されたタイプのコンテナーに接続された典型的なガス処理装置の斜視図である。 図３は、図２に示された装置の内部空気回路と、関連する電気回路を示したダイアグラムである。 図４は、図３に示した空気回路が図２に示された装置の内部の載置ボードにどのように組み込まれるかを示したレイアウトダイアグラムである。

Claims (7)

1. 感応材料を保存するためのシステムであって、
   該システムは、複数の、持ち運び可能なコンテナーと、コンテナー内部コンディショニング装置と、を備え、
   上記コンテナーのそれぞれは、
   吸気ポートと、
   排気ポートと、
   上記コンテナーの内部を外部から密閉する手段と、を備え、
   上記コンテナー内部コンディショニング装置は、加圧下、上記吸気ポートを介して上記コンテナーの一つに不活性ガスを注入するように構成され、そして上記排気ポートから放出されるガスを分析及びモニターするように構成され、さらにコンテナーから放出されたガスの望ましいコンディションを検出した際、さらなるガスが上記吸気ポートを介して注入されることを中断させるように構成されることを特徴とするシステム。
2. 上記コンディショニング装置は、排気ガスの内容物をモニターするためのガス分析若しくは検出システムを含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. 上記ガス分析若しくは検出システムは、排気ガスの酸素含有量をモニターするため適用され、上記排気ガスにおける酸素濃度を検出するための酸素センサーを備えることを特徴とする請求項２記載のシステム。
4. 上記ガス分析若しくは検出システムは、排気ガスの水蒸気の含有量をモニターするため適用され、上記排気ガスにおける水蒸気濃度を検出するための水蒸気センサーを備えることを特徴とする請求項２記載のシステム。
5. 上記コンテナーを加圧状態に保持するため、上記コンテナー内に充分な量のパージガスを注入する手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
6. 感応材料を保存するための方法であって、
   壁部に吸気ポート及び排気ポートを有するガス不浸透性のコンテナー内に上記材料を配する工程と、
   上記ボックスを外気に対して密閉する工程と、
   パージガス装置から上記吸気ポートを介してパージガスを注入する工程と、
   上記パージガス装置に配置された手段により上記排気ガスのパラメータをモニターする工程と、
   上記パラメータの値が所望のレベルに到達した時点を検出する工程と、
   一旦当該レベルに達したら上記パージガスの注入を終了する工程と、を備える方法。
7. 上記パージガスの注入を終了した後、上記コンテナーを、外気より僅かに高い圧力で加圧された状態に保つため、上記コンテナー内の圧力を解放することを特徴とする請求項６記載の方法。

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