原薬（DS）凍結保管
精製後の原薬を凍結状態で保管し、製剤化までの中間保管に使われる。
主な用途
- DS保管
- 中間保管
凍結・保存
超低温フリーザー（-80℃ ULT）
超低温フリーザー（ULT）は、設定温度-80℃前後（おおむね-86℃〜-50℃で可変）でサンプルを保管する保冷設備です。原薬（DS）の凍結保管、セルバンクや試薬の保存、mRNA/LNP・ワクチンの保管など、長期保管と日常の出し入れを両立させたい用途で使われます。冷凍機の冷却能力に頼るため、温度均一性、ドア開閉後の回復時間、バックアップ、温度モニタリングが運用上の要点になります。
- 分類
- 凍結・保存
- 主な用途
- -80℃保管 / 原薬DS凍結 / VIP真空断熱 / 温度モニタリング
- 関連モダリティ
- 抗体医薬 / mRNA・LNP / ワクチン / 細胞治療 / 遺伝子治療 / Fc融合・組換えタンパク質 / 微生物発酵
- 代表メーカー
- Thermo Fisher Scientific・PHCbi・Eppendorf・Haier Biomedical ほか計13社
- 関連キーワード
- 原薬DS凍結 / セルバンク / 液体窒素保存 / 温度モニタリング / コールドチェーン / mRNA・LNP
用途・特徴
超低温フリーザーは、-80℃前後の温度帯で生体試料や原薬を保管するために使われます。多くの機種は単段ではなく二段（カスケード）圧縮で-86℃級まで到達し、設定温度を-50℃〜-86℃の範囲で調整できます。日常的に庫内へアクセスする保管庫であるため、棚位置による温度差（温度均一性）と、ドアを開けた後に設定温度へ戻るまでの回復時間が、実際の保管品質を左右します。
近年はVIP（真空断熱パネル）で壁を薄くして庫内容量を確保しつつ断熱性能を高めた機種や、可変速圧縮機・自然冷媒（炭化水素系など）を採用して消費電力を抑えた省エネ機が主流になっています。停電や圧縮機故障に備えて、CO2またはLN2による緊急バックアップ、独立アラーム、温度モニタリング・記録（マッピングを含む）を組み合わせて運用するのが一般的です。
Point
- 設定温度-80℃前後（おおむね-86℃〜-50℃で可変）で保管する
- 棚位置の温度均一性と、ドア開閉後の回復時間が保管品質に直結する
- VIP真空断熱で壁を薄くし、庫内容量と断熱性能を両立させる機種が多い
- 停電・故障時はCO2またはLN2バックアップで温度上昇を抑える
- 温度モニタリング、独立アラーム、温度マッピングが運用の前提
- 可変速圧縮機・自然冷媒の採用で消費電力と発熱（HVAC負荷）を抑える
- 原薬DS、セルバンク、試薬、mRNA/LNP・ワクチンなど保管対象が幅広い
- GMP保管では校正、バリデーション、記録・監査証跡が求められる
使用方法
基本的には、保管対象を所定の容器に分注・ラベリングし、保管位置を記録したうえで-80℃級のフリーザーへ収納し、温度を継続的に監視します。
1設置・据付（放熱スペース・電源・室温条件を確認）
2設定温度まで予冷し、安定を確認する
3サンプルを容器に分注・ラベリングする
4ラック・ボックスに収納し保管位置を記録する
5温度モニタリングとアラームを設定する
6出し入れは短時間で行い回復を待つ
7温度ログ・逸脱・アラーム履歴を記録する
8定期的に温度マッピング・校正を実施する
9バックアップ（CO2/LN2）の作動を点検する
10霜・コンデンサ清掃などの保守を行う
実際の運用条件は、保管対象、設定温度、保管本数、開閉頻度、GMP対応の要否、バックアップ方式、温度モニタリング、設置環境（室温・換気・電源容量）によって変わります。設置時は背面・側面の放熱スペースと、外気温が高い環境での性能低下に注意します。
-80℃ 超低温フリーザー と 液体窒素保存（-150℃以下）の違いは？
同じ凍結保管でも、温度帯と運用が大きく異なるため、対象と保管期間で使い分けます。
結論
生細胞を長期に安定保存するなら液体窒素保存（-150℃以下）が基本です。一方、原薬DSや試薬、mRNA/LNP・ワクチンなど-80℃帯で十分な対象や、日常的に出し入れする保管には超低温フリーザーが適します。保管対象と保管期間で使い分けるのが実務的です。
保管温度
気相で-150℃以下、液相で約-196℃
-80℃前後（おおむね-86℃〜-50℃で可変）
冷却方式
液体窒素（気相・液相）
機械式冷凍機（多くは二段カスケード）
細胞の長期保存
生細胞の長期保存に向く（ガラス転移点以下）
長期の生細胞保存には不向き、保管期間に注意
主な対象
セルバンク、細胞治療製品、ウイルスシード
原薬DS、試薬、mRNA/LNP、ワクチン、サンプル
日常の出し入れ
酸欠対策・専用容器が必要で手間がかかる
扉の開閉で日常的にアクセスしやすい
ランニング
LN2供給・液面管理・酸欠対策が必要
電力・発熱（HVAC）・保守が中心
停電・故障時
LN2が保持されれば温度を維持しやすい
バックアップ（CO2/LN2）と早期復旧が必要
設置・安全
換気・酸素濃度計など安全対策が必須
放熱スペースと電源容量の確保が中心
主な方式・タイプ
| 方式・タイプ | 内容 | 向く用途 |
|---|---|---|
| 縦型（アップライト） | 前面扉で棚にアクセスする据置型。設置面積あたりの収納が多い | ラボ・GMP保管、ボックス・ラック運用 |
| 横型（チェスト） | 上扉で冷気が逃げにくく温度安定性に優れる | 開閉頻度が低い長期保管、温度安定性重視 |
| VIP真空断熱搭載 | 真空断熱パネルで壁を薄くし庫内容量と断熱を両立 | 限られた設置面積で容量を確保したい場合 |
| 二系統冷却（独立2台分） | 独立した冷凍機を二重化し片系故障でも温度を保つ | 重要サンプル、停止リスクを抑えたい用途 |
| 自然冷媒・省エネ機 | 炭化水素系冷媒・可変速圧縮機で消費電力と発熱を低減 | 電力・HVAC負荷を抑えたい施設、多台数運用 |
| 小型・卓上型 | 少量保管向けのコンパクト機 | 個別プロジェクト、限定数のサンプル保管 |
| GMP対応型 | 校正、温度マッピング、記録・監査証跡に対応 | 治験・商用GMP保管、品質管理 |
バックアップ・温度モニタリングの考え方
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| CO2バックアップ | 停電・故障時に液化CO2を噴射し庫内温度の上昇を抑える。CO2ボンベの供給・残量管理が前提 |
| LN2バックアップ | 液体窒素を噴射して温度を保持する方式。LN2供給設備と酸欠対策が必要 |
| 独立アラーム | 本体制御とは別系統で温度逸脱・停電・扉開放を検知し通報する |
| 温度モニタリング | 校正済みプローブで連続記録し、しきい値超過を通報・記録する |
| 温度マッピング | 庫内の温度分布を実測し、保管に使える範囲（許容棚位置）を把握する |
| 緊急時の運用 | 予備フリーザーへの移管手順、発電機、優先復旧の体制をあらかじめ定める |
選定ポイント
設定温度範囲-86℃級まで到達し、-50℃〜-86℃で調整できるか
温度均一性棚位置による温度差が保管要件の許容範囲に収まるか
回復時間ドア開閉後に設定温度へ戻るまでの時間が短いか
庫内容量・形状保管本数・ボックス数・ラックに合うサイズか、縦型/横型か
断熱・設置面積VIP断熱で壁が薄く、設置面積あたりの容量が確保できるか
バックアップCO2またはLN2バックアップ、二系統冷却に対応するか
アラーム温度逸脱、停電、扉開放、フィルタ詰まりを検知・通報できるか
温度モニタリング外部記録システムとの接点出力・通信、連続記録に対応するか
省エネ・冷媒自然冷媒・可変速圧縮機で消費電力と発熱が抑えられているか
設置環境放熱スペース、電源容量、外気温・換気の条件を満たすか
保守・サポートコンデンサ清掃、ガスケット交換、サービス体制が確保できるか
GMP対応校正、温度マッピング、IQ/OQ、記録・監査証跡に対応するか
使用される工程
超低温フリーザーは、原薬・試薬・サンプルなどを-80℃帯で保管する工程で広く使われます。
中間体・プロセスサンプル保管
工程中間体やプロセス開発のサンプルを凍結保管する。
主な用途
- 中間体
- 工程サンプル
セルバンク・試薬保管
短期保管のセルバンクや、酵素・タンパク質などの試薬保管に使われる。
主な用途
- 試薬保管
- 短期セルバンク
原材料・標準品保管
凍結が必要な原材料、参照標準品、対照サンプルの保管に使われる。
主な用途
- 原材料
- 標準品
mRNA/LNP・ワクチン保管
mRNA原薬やLNP製剤、ワクチンの-80℃帯での保管に使われる。
主な用途
- mRNA原薬
- LNP・ワクチン
品質管理・分析サンプル保管
安定性試験や品質試験の検体、保存サンプルの保管に使われる。
主な用途
- 安定性検体
- 保存サンプル
バイオバンク・検体保管
臨床検体や生体試料の-80℃帯でのバイオバンク保管に使われる。
主な用途
- 臨床検体
- 生体試料
GMP保管・出荷前保管
GMP管理下での原薬・製剤の保管、出荷前の温度管理保管に使われる。
主な用途
- GMP保管
- 温度管理
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
超低温フリーザーは、原薬や原材料を-80℃帯で保管する幅広いモダリティーで使われます。
mRNA・LNP
関連度高
mRNA原薬LNP製剤
mRNA原薬やLNP製剤の-80℃帯保管に使われる。
ワクチン
関連度高
原薬バルク・製剤
ワクチン原薬・製剤の低温保管に使われる。
Fc融合・組換えタンパク質
関連度中〜高
原薬DS標準品
原薬や参照標準品の凍結保管に使われる。
メーカー製品
超低温フリーザー（-80℃ ULT）（6）
Thermo Fisher ScientificTSX / Revco ULT Freezers可変速ドライブと自然冷媒・水発泡断熱を採用した-80℃級ULTフリーザー。省エネとサステナビリティを意識した設計で、ラボ・GMP保管で広く使われる。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）
PHCbiVIP ECO / TwinGuard ULT FreezersVIP真空断熱で庫内容量を確保した省エネ機（VIP ECO）と、独立した二系統冷却で片系故障時も-70℃を保つTwinGuardをラインアップ。公式URL
Stirling UltracoldSU780XLE / ULT Freezersスターリングエンジン冷却を用い、-20℃〜-86℃の広い温度域と短い回復時間、低い消費電力を特長とする超低温フリーザー。公式URL
バックアップ・低温物流・保管サービス（4）
Air LiquideCO2 / LN2 Supply・Cryogenic Servicesバックアップ用のCO2・液体窒素、極低温ガス供給を展開。保管設備のバックアップガス供給元として関係する。公式URL
Cryoport SystemsCold Chain Storage / Logistics細胞・遺伝子治療やバイオ医薬向けの低温保管・輸送・ロジスティクスサービス。-80℃帯の保管・物流にも対応する。公式URL
Azenta Life SciencesBiorepository / Sample Storage Services原薬・検体・サンプルの-80℃帯を含む長期保管、サンプル管理、バイオレポジトリサービス。公式URL
温度モニタリング・サンプル管理（4）
Azenta Life SciencesFreezerPro / Sample Managementフリーザー、ラック、ボックス、バイアルの保管位置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
関連製品
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）