特開 2022-132266 超低温容器及びその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022132266

(43)【公開日】2022-09-08

(54)【発明の名称】超低温容器及びその使用方法

(51)【国際特許分類】

   B65D 25/20 20060101AFI20220901BHJP

   B65D 81/18 20060101ALI20220901BHJP

   F25D 23/00 20060101ALI20220901BHJP

【ＦＩ】

B65D25/20 P

B65D25/20 K

B65D81/18 D

F25D23/00 301G

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021031296

(22)【出願日】2021-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000201641

【氏名又は名称】全国農業協同組合連合会

(71)【出願人】

【識別番号】508324112

【氏名又は名称】株式会社ユーディー

(74)【代理人】

【識別番号】100123489

【弁理士】

【氏名又は名称】大平 和幸

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 遵

(72)【発明者】

【氏名】塚野 光男

(72)【発明者】

【氏名】神谷 誠治

【テーマコード（参考）】

3E062

3E067

3L345

【Ｆターム（参考）】

3E062AB20

3E062AC02

3E062BA07

3E062BB06

3E062BB09

3E062DA08

3E067AA11

3E067AB01

3E067AB02

3E067BA13A

3E067BA14A

3E067BB15A

3E067CA04

3E067CA07

3E067EE03

3E067EE04

3E067EE06

3E067FC01

3E067GA01

3E067GD01

3E067GD02

3L345AA02

3L345AA21

3L345AA24

3L345BB02

3L345JJ13

3L345KK04

(57)【要約】

【課題】RFタグにより管理できる、超低温保存容器およびシステムを提供する。
【解決手段】RFタグを設置可能な外面または内面、空間を有する容器。本発明によれば、タグによる管理が可能な容器およびそれを用いた管理システムが提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

RFタグを設置可能な外面または内面、空間を有する容器。

【請求項2】

超低温においても機能するタグを設置した請求項１の容器。

【請求項3】

材質が、ＸＬＰＥおよび／またはＨＤＰを含む請求項１または２の容器。

【請求項4】

超低温においてもRFタグにより通信して容器の位置、内容を検出できる管理システム。

【請求項5】

RFタグ、該RFタグを設置可能な容器、電波および／または電磁波を透過させるラックならびに扉に電波および／または電磁波を透過できる窓を設けた超低温層を含む、請求項４の管理システム。

【請求項6】

前記RFタグが温度履歴を記録可能なタグである、請求項４または５の管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超低温保存用容器およびその使用方法に関する。より詳しくは、RFタグを設置できる超低温試料保存用容器およびそれを用いた超低温試料の管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、超低温試料（サンプル）は、液体窒素中等に保存され、必要に応じて試料を取り出して使用していた。しかしながら、超低温保存した試料の位置が試料を液体窒素から取り出してみないとわからない場合などがあり、長時間液体窒素から出して探す必要がある場合もあった。そのため、試料の状態が悪くなり、細胞等の場合は増殖性が悪化したり、形質転換効率などが変化する場合があった。

【0003】

RFタグを設置できるPCRチューブも開発されているが（例えば特許文献１）、これは超低温用に使用できるか不明で、しかも、上から加熱するタイプのPCR装置には適用できないという問題があった。

【0004】

そこで、超低温保存中の試料がどこにあるかを簡単に探し出し、目的の試料を短時間で取り出せるシステムが求められていた。また、そのための容器も求められていた。さらに、重要な遺伝子資源の盗難を防止する必要もあり、盗難を防止し得るシステムの開発も求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ＷＯ２０１８－０５１８０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

RFIDにより管理できる、超低温保存容器およびシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）RFタグを設置可能な外面、内面、または空間を有する容器。
（２）超低温でも機能するタグを設置した（１）の試料容器
（３）材質が、ＸＬＰＥおよび／またはＨＤＰＥを含む（１）の容器。ここで、XLPEとは、cross-linked polyethylen、HDPEはhigh density polyethylenを意味する。
（４）超低温でもRFタグにより通信して容器の位置、内容を検出できる管理システム。
（５）RFタグを設置可能な容器、電波および／または電磁波を透過させるラックならびに扉に電波および／または電磁波を透過できる窓を設けた超低温層を含む、（４）の管理システム。
（６）前記RFタグが温度履歴を記録可能なタグである、（４）または（５）の管理システム。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、タグによる管理が可能な容器およびそれを用いた管理システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１Ａ、Ｂは、本発明の容器の図面である（実施例１）。

【図2】図２は、本発明の冷凍庫システムの概要を示す図である（実施例２）。

【図3】図３は、市販の容器と本発明の板状体を液体窒素中に保管した場合の壊れやすさを示す図である（実施例４）。

【図4】図４は、本発明のHPDEからなる板状体が、液体窒素処理後も柔軟性を保持していることを示す写真である（実施例５）。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明は、低温、特に超低温で保存する容器および、RFID（Radio Frequency Identification）による管理に関する。本明細書において、容器とは、実験材料などの試料を保存する容器、食品を保存する容器、工業用試料や製品を保存する容器などをいうが、これらに限られず、超低温で管理する必要のあるものを入れる容器であればあらゆるものを含む。本発明によれば、超低温でRFタグにより、試料や食品などの管理を可能にする。RFIDとは、電波を用いてRFタグのデータを非接触で読み書きするシステムを意味する。バーコードでは、１つ１つ個別にスキャンする必要があるが、RFタグを用いることにより、複数の試料や食品などを短時間で一気にスキャンしてどこに何があるかを検出することができる。

【0011】

従来、培養細胞、精子、卵子、受精卵などの生物試料は、生理状態を変えずに長期間保存する必要があるため、超低温（例えば、液体窒素中または超低温層内など）で保存されていた。それらを実験などに使用する場合、液体窒素容器から取り出し、ラベルを確認して取り出すまでにある程度の時間がかかるため、その間に試料の温度が上昇し、試料の品質が変化する場合があった。特に研究者が異動した後にその研究者が保管していた試料を見つける場合などでは試料の確認に時間がかかり、試料が失活してしまうおそれもあった。もし、これをRFタグなどにより、一瞬で試料の場所と数などを確認できれば、取り出す時間を短縮でき、試料が常温にさらされる時間を短縮でき、細胞の生理状態などをよりよいものに保持することができる可能性がある。また、細胞試料などの更新時期もわかるというメリットがある。また、高価な食品、たとえば、インドマグロやクロマグロなどについても品質を保つために超低温で保存することが好ましいが、それらについてもRFタグを付けた容器に入れることで、産地、日付、品質などの管理が可能になる。

【0012】

そこで、本発明においては、RFタグを設置可能な超低温で保存可能な容器を提供する。この容器は、細胞や精子などの生物試料または、食品などを-90℃以下、-150℃以下、－180℃、-196℃以下などの超低温下で保存することができる。該容器は、超低温でも劣化しない、ないし、劣化しにくい材料で作られているためである。また、RFIDにより、瞬時に目的の試料や食品などがどこに何個あるかを検出できる。そのため、試料などの管理、出し入れが非常に短時間で可能になり、試料や食品などの品質劣化も最小限で済む、というメリットがある。さらに、コンピュータにデータを転送すれば、研究室毎、または、研究所全体、倉庫などで試料や食品などを一元的に管理できて便利である。膨大な遺伝資源を管理する場合にも、読み取りデータと遺伝資源データベースを連携させて遺伝資源の現状をリアルタイムで管理することも可能である。盗難などがあった場合も、リアルタイムまたは迅速に検出でき、貴重な遺伝資源の国外への漏洩などを防止できる。

【0013】

本発明に用いる容器の材質は、超低温で保存でき、RFタグを貼付または設置できるものであれば特に制限されないが、例えば、架橋ポリエチレン（cross-linked polyethylen）、高密度ポリエチレン（HDPE）などが好ましく用いられる。要は、超低温で保存しても、劣化しない、ないし、劣化しにくい材料で、かつ、ＲＦタグ用の電波を透過できる材料であればよい。

【0014】

架橋ポリエチレンとは、ポリエチレンに電子線などの放射線照射や架橋剤の添加などの処理を施すことにより、高分子の分子鎖を立体網目状構造に分子間結合を行わせる反応を行わせたポリエチレン材料のことである。

【0015】

高密度ポリエチレン（HDPE）は、繰り返し単位のエチレンが分岐をほとんど持たず直鎖状に結合した、結晶性の熱可塑性樹脂に属する合成樹脂をいう。他のポリエチレン(PE)と比較し硬い性質から硬質ポリエチレン、製法から中低圧法ポリエチレンとも呼ばれる。旧JIS K6748：1995において高密度ポリエチレンとは密度0.942以上のポリエチレンと定義されている。

【0016】

本発明の容器には、上面か壁面にRFタグを付けるか、上面にRFタグを入れる空間を設けてそこにRFタグを入れてもよい。好ましくは上面か上面に近い位置にRFタグを設置する。上部にRFタグがあった方が、RFIDによるスキャンが容易で、タグも小さくできるからである。

【0017】

本発明によれば、RFタグのみで試料または食品などを識別可能であるが、RFタグが故障したり、読み込みができないなどの場合のために、容器に試料や食品などの番号、試料名、食品名などの情報を容器の下部（底部）に記入しておくことが好ましい。試料番号などはバーコードを用いて記入してもよく、独自の暗号で記載することもできる。

【0018】

ここで、好ましい１次元コードとしては、例えば、ＣＯＤＥ３９、ＮＷ７、ＣＯＤＥ１２８を、好ましい２次元コードとしては、ＱＲ（Quick Response）コード（登録商標）、ＤａｔａＭａｔｒｉｘＣｏｄｅ、ＶｅｒｉＣｏｄｅ，ＲＦＤ４１７コード、ＣＯＤＥ４９コードを使用することが可能であり、更には、ＤａｔａＭａｔｒｉｘＣｏｄｅを使用することがより好ましい。

【0019】

本明細書において、RFタグとは、電波（電磁波）を用いて、内蔵したメモリのデータを非接触で読み書きする情報媒体をいう。RFタグは、電子タグ、ICタグ、無線タグ、RFIDタグなどと呼ばれることもあるが、同じ意味である。本発明のRFタグには、温度履歴を記録するようにしてもよい。これにより、例えば、停電で超低温層が温度上昇した場合などの温度履歴を知ることができ、試料の品質管理に役立てることができる。この場合、ＲＦタグにバッテリーを内蔵することが好ましい。温度履歴に異常がある場合には、アラームが出るようにしてもよい。そのためには、超低温層内に温度履歴を記録および／または発信可能なタグを試料容器とは別に入れておき、定期的に温度履歴を発信させ、受信機からコンピュータにデータを送信し、異常があるかどうかを検出してもよい。このタグは複数設置することで、超低温層内の置き場所による温度の違いも検出できる。この際、どの程度の温度上昇があれば異常と判定するかは必要に応じて使用者が決めることができる。試料や食品などによっては、顕著な影響を与える温度が異なるためである。

【0020】

試料または食品などは、手で取り出してもよいが、自動で必要な試料または食品などを取り出すシステムにしてもよい。すなわち、ロボットアームでラックと試料などを見つけて挟んで取り出すようにしてもよい。この際、飲料の自販機のように、目的の試料のみを外部の受け皿やポケットなどに出すようにしてもよい。超低温層の扉を閉じたままで、自動で目的の試料を取り出す仕組みにすれば他の試料の温度変化を最小にできるというメリットがある。さらに、外部の受け皿やポケットなどの温度を低温ないし超低温にすれば、さらに試料の劣化を少なくできる。

【0021】

本発明の容器は、図１に例示するように、縦長のチューブであってもよく、エッペンドルフチューブのように底が細くなっている形状であってもよく、形状は特に制限されない。また、上面、底面が水平であってもよく、丸みを帯びていても良い。９６ウェルや３８４ウェルのマイクロプレートの場合は、各ウェルにICタグを付けることは不可能なので、１つのウェルプレートにつき１つのタグを設置してもよい。この場合は、ウェルプレートの向きを揃えてラックなどに入れるのが好ましい。

【0022】

容器の上部にICタグを入れるポケットを設置して、ここにRFタグを設置してもよい（図１参照）。また、容器の上側にICタグを接着してもよい。いずれの場合でも、タグの不具合、リーダーライターの故障に備えて容器の下部に試料などの番号、試料名など、調製日などを記載しておくのが好ましい。これらの情報は１次元または２次元バーコードなどで記載してもよい。

【0023】

試料容器を入れる容器（箱など）や該容器を入れるラックについても、RFタグの通信を阻害しない材質で作成することが好ましい。かかる材質としては、XLPEやHDPEなどが好ましく用いられるが、これらに限られない。要は、リーダーライターからの電磁波または電波を妨害しない素材であればよく、さらに、超低温で安定な素材であることが好ましい

【0024】

超低温層に、リーダーライターから電磁波または電波を超低温層内部に放射できる窓を設け、超低温層の扉を開けなくても内部の試料の状況をチェックできるようにしてもよい。その状況をコンピュータに送信することで、超低温層の温度を変化させることなく、オンラインで在庫管理ができ、不正持ち出しや盗難があればすぐにわかるようにできる。

【0025】

重要な遺伝資源試料などを保管する場合は、それらを保管する超低温層を設置した部屋の入退室管理は、カードキーや生体認証など個人が特定できるシステムにして、誰がいつ入退室したかも記録するのが好ましい。

【実施例0026】

（実施例１）
図１に本発明の容器の構造を示す。Aは丸みを帯びた円柱状の試料容器で、Bは丸みのない容器の例を示す。Aの容器の蓋４には、３の壁により仕切られた空間があり、ここにRFタグ２を設置できる。壁３は取り外し可能で、蓋の下側から設置できるようにすることが好ましい。あるいは、蓋の上側にICタグを挿入できる開閉自由なシャッターやドアを付けてもよい。基本的な構造はA、Bとも同様である。Bの符号1’、2’・・・は、Aの1、2・・・と対応し、同じ番号は同じ意味である。また、容器の下部にはバーコードや文字を入れて、RFタグに不具合があった場合でも試料番号や試料名などがわかるようにすることが好ましい。RFタグやリーダーライターに不具合が出る場合もあるからである。

【0027】

（実施例２）
図２は、超低温層である。超低温層の蓋に電波、電磁波を通す部分を設け、超低温層の扉を開けなくてもどういう試料があるかを外部から確認できる。これにより、試料の温度を上げることなくどこに何の試料があるか、確認できる。

【0028】

図２の１２は資料容器をまとめて入れるラックである。図では、正方形の試料箱に試料を入れた箱をラックに入れてある。この場合、箱とラックとも、電波、電磁波を阻害しない材質にすることで、蓋をした状態で試料管理をすることができる。

【0029】

かかる超低温層は、鍵のかかる部屋、できれば、IDカードや光彩、指紋などの生体認証で入室するシステムとし、誰がいつ入退室したかを記録することが好ましい。それにより、盗難などのケースにすぐに対応できる。また、一定時間毎に試料の状態をスキャンして保管状況を管理者のコンピュータに送信するようにしてもよい。

【0030】

（実施例３）
超低温層内に自動でサンプルを取り出せるロボットを設置し、RFIDで管理する試料について、扉を開けずに目的の試料を取り出し、その試料だけを外部のトレーに出すことができる。かかる超低温層を用いることで、他の試料に影響を与えることなく、目的のサンプルを取り出すことができる。

【0031】

（実施例４）
市販のチューブ、エッペンドルフチューブ、本発明のHDPEからなる板状体をそれぞれ液体窒素中に５～１０分浸漬後、ハンマーで叩いて壊れるかどうかを調べた。その結果を図３に示す。左上の培養チューブ、その右側のエッペンドルフチューブ、左下のチューブ、下中央のチューブとも、超低温処理後はもろくなり、ハンマーで叩くことで壊れた。これに対し、本発明に用いるHDPEの板（図４右側の白い板状物）は超低温処理後ハンマーで叩いても壊れず、液体窒素中に入れてももろくならないことがわかった。よって、本発明の容器の材料として、HPDEは適している。

【0032】

（実施例５）
HPDEからなる板状体を液体窒素に５分浸漬後、弾性に変化があるかを調べた。その結果、図４に示すように、曲げても折れず、超低温処理しても弾性に変化がないことがわかった。このことからも、HDPEが超低温用容器として適していることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明は、医療業、畜産業、研究開発事業などに利用できる。

【符号の説明】

【0034】

１ 容器
２ タグ
３ 仕切り
４ 容器キャップ（蓋）
５ 容器胴部
１０ 超低温層
１１ 窓
１２ 試料保存用ラック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】