JPS59129057A - 受精卵、精子等の凍結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は受精卵、精子等を凍結するための装置に関する
。

近年、家畜の品種改良や壇殖を計るべく人工授精が盛ん
に実施されていることがらへ受精卵、精子を凍結させて
保存することが行なわれている。

従来、上述受精卵、精子等の凍結方法としては、既に収
納管に収容せる緩衝液の中に受精卵、精子を入れ、この
緩衝液を凍結することが却られている。

ところで、一般に純粋物質が一定圧カ下で冷却されたと
きの時間に対する温度変化は、冷却曲線として知られて
おり、これによると当該物質が凝固点に達した時点で直
ちに凝固が始まるとはかぎらず、一般的には当該凝固点
よりも低い温度まで過冷却された後、凝固が始’２り、
これと同時に温度が上昇して真の凝固点に達し、さらに
全物質の凝固が終わってから再び温度が低下していくこ
とになる。

従って従来の単に冷却するたけの上記凍結方法によると
きは、凍結過程において緩衝液が凍結時に過冷却状態と
なり、その後に急激な温度上昇をもたらすことになるか
ら、この温度急変による当該熱衝撃により受精卵、精子
が斃死してしまうという重大ｌ欠隔合有するのである。

そこで凝固点温度まで冷却した緩衝液を取出して、当該
収納管を液体窒素につけたビンセットで挾持することに
より１当該挟持向所から凝固全成長させ、熱衝撃全回避
しようとする凍結方法も知られているが、収納管を取出
すことにより緩衝液の温度に影響を与えて凝固が行なわ
れなかったり、１だ操作が繁雑であるため自動制御が困
難となり、実用性に乏しいものとなっている。

そこで本願人は既に特願昭５６−１２．４９９６号とし
て、収納管内の緩衝液中に受精卵、精子等の被凍結物全
偏在して収納し、当該被凍結物の非収納部緩衝液全収納
部緩衝液よりも低温となるよう所望冷媒にて冷却するこ
とにより、非収納部緩衝ｅ、全凝固されて結晶の核を生
成させた後、当該結晶の核を前記収納部緩衝液まで成長
させるよう冷却して、当該緩衝液を凝固させることによ
り被凍結物を凍結するようにした新規方法を提唱してい
る。

すなわち当該方法では先ず、第１図寸たは第２図の如く
、ストロ−管等の収納管１に、例えばンメチルスルＡキ
シド（ＤＭＳ　Ｏ）やブドウ糖、グリセリン、クエン酸
ナトリウムを蒸留水に溶解してなる緩衝液２を収容し、
該緩衝液２中に受精卵、精子等の被凍結物３を投入する
。

そしてこの際、収納管１の下端は綿栓４等にて閉塞して
おき、−力抜凍結物３は緩衝液２の中程に浮遊させてお
く、マたこの際被凍結物３を下半部の偏在位置に収納し
ておく場合などには、第２図のように緩衝ｏ、２の適所
に気泡と封入した区分間隙５を形成することもある。

そこで上記の収納管１を冷却するに際し、間管１の全体
を単に冷却するのではなく、被凍結物３が偏在している
、図示の場合中程の収納部緩衝液２ａと、下部の非収納
部緩衝液２ｂとの冷却温度に相差を設定することにより
、非収納部緩衝液２ｂｔ先ず凝固させて結晶の核を形成
してしまい、この核を収納部緩衝１２ａｔで成長させて
、当該被凍結物３を凍結しようとするものである。

本発明は上記方法の実施に用い得る冷却装置に関し、前
記収納管１をＬＮ２の如き冷媒中に直接浸漬して冷却し
たり、さらにこれを取り出すといった厄介な操作を排し
て、その取扱いを容易にすると共に、温度制御も行ない
易くして、前記の急激な温度上昇による受精卵、精子等
の斃死を確実に回避できるものを提供しようとするのが
、その目的であるＯ 本発明に係る装置を図示の実施例によって詳記すれば、
第３図に示す通りテフロンやＦＲＰなどによる周壁６Ｉ
の外側に断熱材６２を周設してなる断熱周壁６には、そ
の内周下端部に内嵌接着等の手段にて環状の伝熱底盤７
°ロツクアが固設されている０ こ−で上記底盤ブロック７は＠などにより形成し、その
上面には後に詳記する通１ｌｌｌ収納管１の下端部が嵌
合される孔または周溝等による伝熱凹所８が設けられ、
さらに冷媒道側９□　と、これに連結された流入パイプ
９２および流出・くイブ９３とによって下位冷媒通路９
が形成され、流入パイプ９２の開１イｊパルプ１０の開
成によって、当該通路９　Ｋ　Ｌ　Ｎ　２等の冷媒が流
過するよう構成されており、１１は尚該冷媒により冷却
される伝熱底盤ブロック７の温度全検知する底盤温度セ
ンサーを示している０ 上記伝熱底盤ブロック７の上位には、ＦＲＰなどにより
リング状とした断熱ジヨイント部材１２を介して、伝熱
上部ブロック１３が載設されているが、図示の同ブロッ
ク１３は銅製の外器１３、内に銅メツ／ユ１３２ｆｉｃ
充填したもので、当該メツシュ１３２内には、金属／（
イブを巻装して熱交換１１４１’を形成した上位冷媒通
路１４が埋設され、当該通路１４の外部に延出された導
入路１４□に設けられている開閉）くルプ１５の開成に
よって、当該通路１４にＬＮ２等の冷媒が流過すると共
に、上記熱交換部１４゜には温度制御用ヒーター１６が
何役されており、当該ヒーター１６への電流を制御する
ことで、上記ＬＮ２により冷却される伝熱上部ブロック
７の温度を調整し得るようになっており、さらに同ブロ
ック７の当該温度を知るため、前記の外器１３１には、
その表面に接した上部ブロック温度センサー１７が、下
位寄りに設けられている。

こ＼で図中１８は演算処理可能なコントローラーであっ
て、前記した底盤温Ｗセンサー１１、上部ブロック温度
センサー１７からの入力を受け、夫々の開閉バルブ１０
．１５を開閉制御するための出力信号を発するものであ
り、さらにま′た伝熱上部ブロック７の上位に載設した
ＦＲＰ等による器壁１９と、当該ブロック７とにより、
必要に応じＬＮ２等を投入することのできる冷却槽２０
が形成されており、四槽２０ＫＬＮ２等全収納した際に
は、この中に受精卵等が凍結処理済となった収納管１．
１・・・・・全浸漬貯蔵することが可能となる。

上記の構成により、伝熱底盤ブロックγを底部材とした
、上向開口の収納管起立装填空所２１が形成されること
′！、なり、従って前記した第１図、第２図の収納管１
．１・・・・・を、この収納管起立装填空所２１に挿入
して起立させれば、当該収納管１．１・・・・・の伝熱
凹所８に落し込まれた下端部が、伝熱底盤ブロック７に
より、そして、それより上方部は伝熱上部ブロック１３
によって冷却されること＼なり、図示例では、当該空所
２１が周壁６１と、伝熱上部ブロック１３と同径に形成
した器壁１９との間にあって開口２１′されていること
＼なる。

そこで上記構成のもの全相いて受精卵、精子等の凍結を
行なうには、上記の如く収納管１．１・・・・・を収納
管起立装填空所２１に装入し、前記コントロー２−１８
による開閉バルブ１０゜１６および温度制御用ヒーター
１６の制御によって、伝熱底盤ブロック゛γ、伝熱上部
ブロック１３を所要温度にすることで、先ず第４図の第
１時間帯Ａに示す如く、伝熱底盤ブロック７ｆｅ同図の
実線（イ）に示す如く、収納管１．１・・・・・に収納
されている緩衝液２の凝固点に達するまで降温させ、当
該凝固点温度を保持させるのである。

またこれと同時に同図の実線仲）のように、伝熱上部ブ
ロック１３ｅＬＮ２　と温度制御用ヒーター１６とによ
り降温させるが、当該降温温度は伝熱底盤ブロック７の
第１時間帯Ａにおける最終時点にあって、凝固点よりも
約５℃程度高温となるよう制御するのである。

次に第２時間帯ＢＫあっては、上記凝固点に保持されて
いた伝熱底盤ブロック７の温度を、さらに凝固点より一
２０℃程度となるまで降温さ′せるが、この際伝熱上部
ブロック１３は、降温を続けて上記の如く一２０℃に達
した時点で、凝固点となるようにする。

さて上記の通り伝熱底盤ブーロック７を降温制御すれば
、同ブロック７に載置されている収納管１の線栓４と接
する境界面緩衝液の温度も、第４図の（イ）′に示す通
り降温し、第２時間帯Ｂにあって、当該部分の緩衝液が
一部過冷却を起こして結晶の核が形成され、以後当該結
晶が上方へ向は成長していくこと＼ｌる。

次に第３時間帯Ｃにあっては、収納箱１内の緩衝液２を
、すべて凍結してしまうため、伝熱底盤ブロック７と、
伝熱上部ブロック１３とを恒温状態に保持となるよう制
御するのであり、さらに第４時間帯域Ｄ１第５時間帯域
Ｅでは伝熱上部ブロック１３たけを図示の如く最終凍結
温度まで降温制御するＣとになるが、このような一連の
降温側＠１により、被凍結物近傍の緩雨液温度は、同図
の二点鎖線（０）′に示す如く、伝熱上部ブロック１３
の降温状態（ロ）とは、位相がずれて降温すること５な
るから、過冷却現象を生ずることなく、被凍結物３が凍
結されるのである。

本発明は上記実施例によって具現される通り、断熱周壁
６の下端部に設けた伝熱底盤ブロック７には、所望冷媒
を流過自在とした下位冷媒通路９を形成すると共に、底
盤温度センサー１１を付設し、この伝熱底盤ブロック７
の上位に断熱ジヨイント部材１２を介して載設した伝熱
上部ブロック１３には、所望冷媒が流過する上位冷媒通
路１４を設けると共に、温度制何１用ヒーター１６と上
部ブロック温度センザー１７とを設けることにより、上
記断熱周壁６と伝熱−ヒ部ブロック１３との間にあって
、伝熱底盤ブロック７を底部材とした上向開口の収納管
起立装填空所２１を形成し、当該空所２１に起立装填の
収納管１．１・・・・・が、その下端部は伝熱底盤ブロ
ック７により、同管内の緩衝液２中に収納された受精卵
、精子等の被凍結物３が存する上位の部位は伝熱上部ブ
ロック１３により冷却されるよう構成されたものである
から、冷却管１内の緩衝液２につき、下部の非収納部緩
衝液２ｂと、それより上位にある収納部緩衝液２ａとを
、夫々伝熱底盤ブロック７と伝熱上部ブロック１３とに
よって降温制御でき、これにより上記緩衝液２ｂに結晶
の核を形成した後、これを収納部緩衝液２ａに成長させ
ることができ、受精卵、精子の凍結時に過冷却による温
度急上昇の影響を与えることがないから、当該精子等の
斃死を回避でき、かくして生存率の高い凍結を行ない得
ること＼なる。

そして収納管１．１・・・・・も液体窒素中に浸漬する
ようなことがないので取扱いも至便であり、温度制御も
自動化になじみ易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る凍結装置に装填される収納管の縦
断正面説明図、第２図は間管の他笑施例を示す縦断正面
説明図、第３図は同上装置の縦断正面説明画、第４図は
同装置の稼動状況を示す各部の温度制御経過図表である
。 １・・・・・収納管 ２・・・・・緩衝液 ３・・・・・被凍結物 ６・・・・・断熱周壁 ７・・・・・伝熱底盤ブロック ９・・・・・下位冷媒通路 １１・ｅ９・・底盤温度センサー １２・・・・・断熱ジヨイント部材 １３・・・・・伝熱上部ブロック １４・・・・・上位冷媒通路 １６・・・壷會温度制御用ヒーター １７・−・・・上部ブロック温度センザー２１・・・・
・収納管起立装填空所 特許出願人 代理人　弁理士　　井　藤　　　誠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 断熱周壁の下端部に設けた伝熱底盤ブロックには、所望
   冷媒を流過自在とした下位冷媒通路を形成すると共に、
   底盤温度センサーを付設し、この伝熱底盤ブロックの上
   位に断熱ジヨイント部材を介して載設した伝熱上部ブロ
   ックには、所望冷媒が流過する上位冷媒通路を設けると
   共に、温度制御用ヒーターと上部ブロック温度センサー
   とを設けることにより、上記断熱周壁と伝熱上部ブロッ
   クとの間にあって、伝熱底盤ブロックを底部材とした上
   向開口の収納管起立装填空ＰＪｒｔ−形成し、当該空所
   に起立装填の収納管々５、その下端部は伝熱底盤ブロッ
   クにより、同管内の緩衝液中に収納された受精卵、精子
   等の被凍結物が存する上位の部位は伝熱上部ブロックに
   より冷却されるようにしたことを特徴とする受精卵、精
   子等の凍結装置。