細胞株開発・クローン選抜
候補クローンや評価用細胞の凍結保存に使われる。
主な用途
- 候補保存
凍結保存
液体窒素保存タンク
液体窒素保存タンクは、細胞、セルバンク、組織、ウイルスシード、細胞治療製品などを極低温で長期保存するための設備です。抗体医薬では選抜したCHO細胞をMCB/WCBとして凍結保存し、必要時に融解してシードトレインへつなぐため、セルバンク運用の中心となる装置です。
- 分類
- 凍結保存
- 主な用途
- 極低温保存 / MCB/WCB長期保存 / 気相保存 / バイオバンク
- 関連モダリティ
- 抗体医薬 / ADC / 二重特異性抗体 / Fc融合・組換えタンパク質 / AAV / レンチウイルス / 細胞治療 / iPS細胞・幹細胞由来製品 / ワクチン / プラスミドDNA / 低分子医薬品
- 代表メーカー
- MVE Biological Solutions / Chart Industries・Thermo Fisher Scientific・IC Biomedical・Cryopal ほか計23社
- 関連キーワード
- セルバンク / MCB/WCB / プログラムフリーザー / 凍結保存液 / シードトレイン / 細胞治療
用途・特徴
液体窒素保存タンクは、凍結した細胞や生体試料を長期間安定して保存するために使われます。一般的には液体窒素の気相または液相を利用し、-150℃以下の極低温環境でサンプルを保管します。
細胞をこの温度域で保存することで、代謝や劣化を大きく抑え、長期にわたり同じ細胞を再利用できるようにします。
Point
- MCB/WCBなどのセルバンクを長期保存する
- -150℃以下の極低温環境で細胞を保存する
- 液相保存と気相保存がある
- サンプルの保管位置管理、温度監視、アラームが重要
- GMP製造ではトレーサビリティ、記録、バックアップ保管が重要
- LN2を使わない機械式-150℃フリーザーも代替候補になる
使用方法
基本的には、プログラムフリーザーなどで凍結したサンプルを、液体窒素保存タンクへ移管して長期保管します。
1凍結したサンプルを準備する
2液体窒素保存タンクへ移管する
3保管位置を記録する
4温度・液体窒素レベルを監視する
5必要時に取り出して融解する
6シードトレイン・製造・品質試験に使用する
実際の運用条件は、保存対象、容器形状、保管本数、気相・液相、GMP対応、サンプル管理システム、温度モニタリング、バックアップタンクの有無によって変わります。
気相保存と液相保存の違いは？
液体窒素に直接浸す液相保存と、蒸気中で保存する気相保存があります。
結論
GMPや細胞治療用途では、交差汚染リスクを考慮して気相保存が選ばれることがあります。一方で、研究用途や一部の長期保存では液相保存も使われます。
保存位置
液体窒素中
液体窒素の蒸気相
温度
約-196℃
一般に-150℃以下
サンプル汚染リスク
液体を介した交差汚染に注意
液体との直接接触がないため低減しやすい
温度安定性
極低温を保ちやすい
タンク設計・液面管理に依存
主な用途
研究保存、長期保存、低温安定性重視
GMPセルバンク、細胞治療、バイオバンク
液体窒素保存タンクと-80℃フリーザーの違い
| 項目 | -80℃フリーザー | 液体窒素保存タンク |
|---|---|---|
| 保存温度 | 約-80℃ | 気相で-150℃以下、液相で約-196℃ |
| 主な用途 | 一時保存、試薬、サンプル保管 | 細胞・セルバンクの長期保存 |
| 細胞保存 | 短期・一時保管向き | 長期保存向き |
| 温度逸脱リスク | 停電・故障時に上昇しやすい | LN2供給・液面管理が必要 |
| GMP運用 | 可能だが用途限定 | セルバンク保存の中心 |
主な方式
| 方式 | 内容 | 向く用途 |
|---|---|---|
| 大容量LN2保存タンク | 多数のバイアルやバッグを保管する大型タンク | セルバンク、バイオバンク、GMP保管 |
| 自動補充型タンク | 液体窒素レベルを自動制御するタイプ | 長期保管、GMP施設 |
| 気相保存タンク | 液体窒素蒸気中で保存するタイプ | 細胞治療、セルバンク、交差汚染リスク低減 |
| 液相保存タンク | 液体窒素中で保存するタイプ | 研究用途、極低温保存 |
| バッグ対応保存 | クライオバッグやカセットを保管できるタイプ | 細胞治療、再生医療 |
| 機械式-150℃フリーザー | 液体窒素を使わず機械冷却で極低温保管するタイプ | LN2運用を避けたい施設、細胞治療、GMP保管 |
選定ポイント
保存温度気相で-150℃以下を維持できるか
保存方式気相保存か、液相保存か
保存容量バイアル本数、バッグ本数、ラック数に対応するか
自動補充液面制御、自動補充、残量アラームに対応するか
アラーム温度異常、液面異常、停電、蓋開放などを検知できるか
GMP対応IQ/OQ、校正、バリデーション、21 CFR Part 11対応の有無
安全対策酸欠対策、換気、酸素濃度計、LN2供給設備
バックアップ予備タンク、デュアルサイト保管、緊急時移管体制
使用される工程
液体窒素保存タンクは、細胞や生体試料の長期保存に使われます。
セルバンク
MCB、WCB、研究用セルバンクの長期保存に使われる。
主な用途
- 長期保存
シードトレイン
WCB融解前の保管、製造開始前の細胞供給源として使われる。
主な用途
- 供給源
細胞治療製造
原料細胞、中間細胞、最終製品の保管に使われる。
主な用途
- 製品保管
ウイルスベクター製造
Producer Cell、ウイルスシードの保存に関係する。
主な用途
- シード保存
GMP製造
製造用細胞、品質管理用サンプル、バックアップ保管に使われる。
主な用途
- バックアップ
各工程で広く使われる基準法・装置・試薬は、各モダリティの工程マップで製造の流れに沿って確認できます。
使用されるモダリティー
液体窒素保存タンクは、細胞を扱うモダリティーで広く使われます。
ADC
関連度高
抗体原薬用CHO細胞
抗体部分の製造細胞バンクで使われる。
Fc融合・組換えタンパク質
関連度高
CHOHEK293
製造細胞株の保存に使われる。
AAV
関連度高
HEK293Producer Cell
ウイルスベクター製造細胞のバンク化・保存に使われる。
レンチウイルス
関連度高
Packaging CellProducer Cell
ベクター製造細胞の保存に使われる。
ワクチン
関連度中〜高
細胞基材ウイルスシード
細胞基材やシードストック保存で使われる。
プラスミドDNA
関連度中
大腸菌セルバンク
プラスミド製造用菌株の保存に関係する。
メーカー製品
液体窒素保存タンク・極低温保存システム（6）
MVE Biological Solutions / Chart IndustriesMVE Series Freezersライフサイエンス向けの液体窒素保存フリーザー。大容量のクライオバイアル保管に対応し、セルバンクやバイオバンク用途で使われる。公式URL
MVE Biological Solutions / Chart IndustriesMVE Fusion SeriesLN2供給への依存を低減する自己持続型の極低温保存フリーザー。細胞治療やバイオバンク用途で検討される。公式URL
Thermo Fisher ScientificCryoPlus / CryoExtra Storage Systems液体窒素を利用したクライオ保存システム。自動温度モニタリングやLN2レベル制御に対応する。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
Taylor-Wharton / StatebourneCryogenic Storage Systems液体窒素保存タンク、デュワー、クライオ保存容器を展開。細胞保存や生体試料保存で使われる。公式URL
LN2不要・機械式極低温フリーザー（4）
Stirling UltracoldSU780XLE / ULT Freezer Seriesスターリングエンジン冷却を用いた超低温フリーザー。LN2フリー運用の低温保存候補として検討される。公式URL
Thermo Fisher ScientificTSX / Forma ULT Freezers-80℃超低温フリーザー。液体窒素保存前後の一時保管や研究サンプル保存に使われる。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
液体窒素供給・移送・安全機器（5）
Air LiquideLiquid Nitrogen Supply / Cryogenic Services液体窒素供給、極低温ガス供給、産業ガスサービスを展開。細胞保存設備のLN2供給元として関係する。公式URL
サンプル管理・保管位置管理（4）
Azenta Life SciencesFreezerPro / 2D Barcoded Tubesサンプル保管位置、フリーザー、ラック、ボックス、バイアルの管理に使われるサンプル管理ソフトと2Dコード製品。公式URL
Thermo Fisher ScientificSampleManager LIMSサンプル、試験、保管情報、品質データを管理するLIMS。セルバンク管理に関係する。公式URL 国内取扱 サーモフィッシャーサイエンティフィック（日本法人）
温度モニタリング・アラーム（4）
受託保管・バイオレポジトリサービス（4）
Fisher BioServices / Thermo Fisher ScientificBiorepository Servicesバイオサンプル保管、臨床サンプル管理、低温保管サービス。公式URL
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掲載情報の確認日：2026年7月（メーカー公開情報をもとに編集部が確認。最新・正確な仕様は各社公式をご確認ください）