CN109563456A - 无菌手套箱 - Google Patents

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CN109563456A CN201780045541.8A CN201780045541A CN109563456A CN 109563456 A CN109563456 A CN 109563456A CN 201780045541 A CN201780045541 A CN 201780045541A CN 109563456 A CN109563456 A CN 109563456A
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山田贵之
佐伯亨
大西工
宇田宽之
五味久
富士敏光
白岩裕嗣
山本纪彦
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J21/00—Chambers provided with manipulation devices
    • B25J21/02—Glove-boxes, i.e. chambers in which manipulations are performed by the human hands in gloves built into the chamber walls; Gloves therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/02—Air-pressure chambers; Air-locks therefor
    • B01L1/025—Environmental chambers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
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Abstract

本发明提供一种第1能够有效利用外部的侧方空间、第2能够将无菌空间的底面附近的作业空间确保得较大的无菌手套箱。无菌手套箱(10)包括：壳体(12)，其在内部具有无菌空间(11)，并且设有连接部(19)，用于收纳被收纳物的容器(30)连接于该连接部(19)；以及手套(17)，其设在壳体(12)的前表面，以使作业人员能够从壳体(12)的外部在无菌空间(11)内进行作业，其中，将连接部(19)设在壳体(12)的上表面(12e)。

Description

无菌手套箱
技术领域
本发明涉及一种设有手套以使处于外部的作业人员能够在内部的无菌空间内进行作业的无菌手套箱。
背景技术
作为上述那样的无菌手套箱，例如已知有专利文献1所记载的试验隔离器(参照图1)。构成该试验隔离器的壳体的内部设为无菌空间，在壳体的前表面设有能够供作业人员插入手臂的手套。此外，在壳体的侧面设有连接部件，该连接部件用于将收纳有被收纳物的收纳部件连接于壳体。于是，通过穿戴着手套的作业人员从壳体中打开收纳部件的盖而将被收纳物取出到无菌空间，从而能够在无菌空间内对被收纳物进行作业。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4329066号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，若如上所述连接部件设在壳体的侧面，则不能与该侧面相邻地配置其他装置等，此外，需要在侧方也确保用于将收纳部件连接于连接部件的空间。因此，专利文献1的试验隔离器的占用面积实质上变大，存在不能有效利用试验隔离器的侧方空间这样的问题。并且，作业人员通常是在将上述被收纳物、其他器具适当地放置在无菌空间的底面的同时进行作业的。但是，若连接部件设在侧面，则也存在如下这样的问题：为了确保用于开闭收纳部件的盖等的空间，不能在连接部件附近的底面放置物品，无菌空间内的作业空间变窄。
鉴于这些问题，本发明的目的在于，提供一种第1能够有效利用外部的侧方空间、第2能够将无菌空间的底面附近的作业空间确保得较大的无菌手套箱。
用于解决问题的方案
本发明的特征在于，包括：壳体，其在内部具有无菌空间，并且设有连接部，用于收纳被收纳物的容器连接于该连接部；以及手套，其设在所述壳体的前表面，以使作业人员能够从所述壳体的外部在所述无菌空间内进行作业，所述连接部设在所述壳体的上表面。
根据本发明，由于连接有容器的连接部设在壳体的上表面，因此能够取消在以往装置中设在壳体的侧面的连接部，能够有效利用外部的侧方空间。此外，通过连接部设在壳体的上表面，从而能在无菌空间的主要是上部进行容器的开闭等，因此能够将无菌空间的底面附近的作业空间确保得较大。
此外，本发明如下这样构成为佳，还包括：升降机构，其用于使所述容器的底盖与所述被收纳物一同升降；以及多个操作部，其配置在所述无菌空间内，用于使所述升降机构进行工作，通过同时操作所述多个操作部中的至少两个操作部，使所述升降机构能够进行工作。
这样，通过用于使升降机构进行工作的操作部配置在无菌空间内，穿戴着手套的作业人员不脱下手套直接就能够操作操作部，能够高效地进行作业。另一方面，由于在升降机构的工作过程中作业人员的手处于无菌空间内，因此作业人员的手有可能夹在底盖和连接部之间。但是，为了使升降机构进行工作，需要同时操作至少两个操作部，因此作业人员会使用双手操作操作部，在升降机构的工作过程中作业人员不能自由地移动手。因此，能够防止在升降机构的工作过程中作业人员不小心地移动手而将手夹在底盖和连接部之间。
此外，本发明如下这样为佳，在所述壳体的侧面形成有用于将清洁气体导入到所述无菌空间内的导入部，在侧视时，在不与所述被收纳物的升降轨迹重合的范围配置有所述多个操作部。
从在壳体的侧面形成的导入部导入的清洁气体会沿着从该侧面朝向另一个侧面的气流方向(以下称作“气流方向”)在无菌空间内流动。在此，在万一手套漏孔的情况等时，如果在操作部的操作过程中附着于手套的菌随着清洁气体的流动而转移，则有可能污染被收纳物。但是，如上所述，若在侧视时在不与被收纳物的升降轨迹重合的范围配置有多个操作部，则在操作部的气流方向下游侧没有被收纳物，因此能够抑制从操作部附近流过来的菌附着于被收纳物。
此外，本发明如下这样为佳，所述多个操作部配置在所述无菌空间的顶面。
通过将操作部设在无菌空间的顶面，从而能够将无菌空间的底面附近的作业空间确保得更大。此外，在无菌空间内有液体溢出的情况等时也是，若操作部设在顶面，则能够防止操作部淋湿。
此外，本发明优选的是，所述多个操作部配置在比所述连接部靠所述前表面侧的位置。
若操作部设在比连接部靠前表面侧的位置，则能够防止操作操作部的作业人员的手、手臂与自连接部下降的底盖、被收纳物相干涉。
附图说明
图1是本实施方式的无菌作业系统的主视图。
图2是沿着图1的II－II截面的剖视图。
图3是沿着图2的III－III截面的剖视图。
图4是沿着图1的IV－IV截面的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明具备本发明的无菌手套箱的无菌作业系统的实施方式。图1是本实施方式的无菌作业系统的主视图，图2是沿着图1的II－II截面的剖视图，图3是沿着图2的III－III截面的剖视图，图4是沿着图1的IV－IV截面的剖视图。以下，参照各图所示的方向进行说明。
(无菌作业系统)
本实施方式的无菌作业系统1成为利用支承构件50支承无菌手套箱10和空气净化装置40的结构。在无菌手套箱10的内部形成有利用从空气净化装置40供给的清洁空气(清洁气体)维持在无菌状态的无菌空间11。在本实施方式的无菌作业系统1中，用于培养细胞等的作业是在无菌空间11中进行的，在无菌空间11中进行的作业并不限定于此。另外，本发明中的“无菌空间”不仅包含完全的无菌状态的空间，也包含以不对作业产生妨碍的程度存在极少的菌的空间。
(无菌手套箱)
无菌手套箱10具有长方体形状的壳体12，该壳体12具有前表面12a、后表面12b、左侧面12c、右侧面12d、上表面12e以及下表面12f。如图4所示，壳体12的内部被沿铅垂方向延伸设置的分隔壁13在前后方向上划分为两部分，并且，其中前侧的空间被沿水平方向延伸设置的分隔地板14在上下方向上划分为两部分。也就是说，壳体12的内部空间被分割为形成在分隔壁13的前方且是分隔地板14的上方的无菌空间11、形成在分隔壁13的前方且是分隔地板14的下方的下部排气空间15、以及形成在分隔壁13的后方的后部排气空间16。
如图3所示，在壳体12的左侧面12c形成有用于将从空气净化装置40供给的清洁空气导入到无菌空间11的导入部12g。此外，在分隔地板14的右端部形成有使无菌空间11和下部排气空间15连通的连通部14a，在分隔壁13的右端部形成有使无菌空间11和后部排气空间16连通的连通部13a。因而，如图3的箭头所示，从空气净化装置40经由导入部12g供给到无菌空间11的清洁空气在无菌空间11中沿着从左方朝向右方的气流方向流动之后从连通部14a被排出到下部排气空间15或者从连通部13a被排出到后部排气空间16。
如图1所示，两个手套17在左右方向上并列地设在壳体12的前表面12a中的面向无菌空间11的区域。手套17例如是橡胶制的手套形状，空气不会经由手套17在外部和无菌空间11之间流通。在包含设有手套17的区域的前表面12a的大部分嵌入有由透明的玻璃、树脂构成的透明构件18，能够从壳体12的外部观察内部的无菌空间11。根据这样的结构，穿戴着手套17的作业人员能够在自外部空气阻隔了无菌空间11的状态下从壳体12的外部在无菌空间11内进行作业。
连接有容器30的连接部19设在壳体12的上表面12e中的面向无菌空间11的区域。在此，首先说明容器30。如图4所示，容器30构成为能够收纳多个细胞容器P，该细胞容器P收纳有细胞。容器30具有下端部开口的圆筒状的主体31和用于封闭主体31的下端部的开口的圆盘状的底盖32。多个细胞容器P载置于底盖32，其利用后述的升降机构与底盖32一同升降。
在连接部19设有用于开闭底盖32的未图示的开闭机构。该开闭机构通过使底盖32相对于主体31旋转，从而能够将底盖32分别切换为气密地封闭主体31的关闭状态和自主体31脱离的打开状态。此外，在壳体12内设有用于使底盖32升降的升降机构20。升降机构20构成为具有滚珠丝杠，其具有沿铅垂方向延伸的丝杠轴21和能够沿着丝杠轴21在上下方向上移动的升降台22。丝杠轴21配置在后部排气空间16内，安装于丝杠轴21的升降台22的一部分通过设于分隔壁13的未图示的狭缝(间隙)延伸到无菌空间11。根据该结构，利用开闭机构而自主体31脱离的底盖32能够以支承于升降台22的状态升降。另外，在升降机构20动作时有可能从丝杠轴21周边产生尘埃等，但由于形成有从无菌空间11通过上述狭缝而朝向后部排气空间16的气流，因此能够防止尘埃等进入到无菌空间11内。
另外，容器30的底盖32利用磁性材料制作，在连接部19设有未图示的电磁体。通过使用该电磁体而将底盖32吸引于连接部19，因此容器30的定位、相对于连接部19的连接变容易。此外，通过均匀地作用电磁体的磁力，从而能够提高零件之间的密合性(密封性)，外部空气阻隔效果升高。
容器30既可以由作业人员搬运到连接部19进行连接，也可以利用未图示的输送装置自动输送到连接部19。作为输送装置的一个例子，能够列举出在设置于设施内的顶棚的轨道上行走且具有升降自如的吊车机构的OHT(Overhead Hoist Transfer)。在利用OHT进行容器30的输送的情况下，能够由OHT的吊车机构保持的凸缘33(参照图4)设在容器30的上部则较佳。在本实施方式的无菌手套箱10中，由于连接有容器30的连接部19设在壳体12的上表面12e，因此容器30在OHT和连接部19之间的交接变容易。
(升降机构的操作)
在本实施方式的无菌手套箱10中，用于使升降机构20进行工作的3个操作部23～25设在无菌空间11内。操作部23～25例如构成为开关按钮，其配置在穿戴着手套17的作业人员能够操作的位置。但是，操作部23～25的具体的形态并不限定于按钮，也可以是杠杆式的开关、传感器式的开关等。
对操作部23～25的具体的配置进行说明。操作部23～25设在无菌空间11的顶面(壳体12的上表面12e的内侧面)，其在左右方向上排成一列地配置。如图2所示，操作部23～25配置在壳体12的前表面12a的附近、即比连接部19靠前表面12a侧的位置。其结果，根据图4可明确，在侧视时，操作部23～25配置在不与底盖32和细胞容器P的升降轨迹(连接部19的正下方区域)重合的范围。
如图2所示，操作部23配置在比连接部19靠左侧的位置，操作部24、25在比连接部19靠右侧的位置彼此相邻地配置。另外，也可以与此相反，将操作部23配置在比连接部19靠右侧的位置，将操作部24、25配置在比连接部19靠左侧的位置。在此，操作部23是用于使升降机构20成为能够进行工作的状态的按钮，操作部24是用于使升降台22上升的按钮，操作部25是用于使升降台22下降的按钮。但是，各操作部23～25的功能能够适当地变更，例如也可以将操作部24的功能和操作部25的功能调换。由于操作部23和操作部24、25充分地分离，因此仅用单手并不能在按下操作部23的同时按下操作部24、25。也就是说，作业人员如果不是用左手持续操作(持续按下)操作部23并且用右手持续操作(持续按下)操作部24或者操作部25，就不能使升降台22升降。
图2中记载的单点划线表示将各操作部23～25作为中心的圆弧，表示在普通的成人男性用单手操作各操作部23～25时其单手、手臂能够到的概略的范围。根据图2可明确，操作操作部23～25的手、手臂成为够不到连接部19的位置关系，因此操作操作部23～25的作业人员在使底盖32成为关闭状态时不可能将手(特别是手指)、手臂夹在底盖32和连接部19之间。
(空气净化装置)
空气净化装置40是用于向无菌手套箱10的无菌空间11供给清洁空气的装置，其与无菌手套箱10的壳体12的左侧面12c相邻配置。空气净化装置40具有长方体形状的壳体41，壳体41的内部空间被分割为净化空间42和排气空间43。
如图3所示，在净化空间42的上表面形成有吸入部42a，能够借助吸入部42a将外部空气吸入到净化空间42。在净化空间42的右侧面(与无菌手套箱10的接触面)形成有供气部42b。供气部42b与无菌手套箱10的导入部12g连通，借助供气部42b和导入部12g从空气净化装置40向无菌空间11供给清洁空气。
在净化空间42设有用于使空气清洁化的过滤器44和在进一步提高了通过过滤器44的空气的清洁度之后用于向无菌空间11送入清洁空气的FFU 45(风扇过滤器单元：FunFilter Unit)。过滤器44配置在吸入部42a的正下方，从吸入部42a吸入的空气首先被过滤器44清洁化。FFU 45在过滤器44的更下方与供气部42b相邻配置。通过FFU 45的风扇45a旋转，从而向气流方向(从左向右的方向)送出清洁空气。因而，如图3的箭头所示，从吸入部42a吸入到净化空间42的空气在被过滤器44和FFU 45清洁化之后被FFU 45的风扇45a向气流方向送出，并通过供气部42b和导入部12g被供给到无菌空间11。
在排气空间43的上表面形成有排气部43a，能够借助排气部43a从排气空间43向外部进行排气。排气空间43与无菌手套箱10的下部排气空间15和后部排气空间16连通，如图2和图3的箭头所示，空气从下部排气空间15和后部排气空间16向排气空间43流动。
在这样构成的无菌作业系统1中，形成有外部→吸入部42a→过滤器44→FFU 45→供气部42b→导入部12g→无菌空间11→连通部14a(或者连通部13a)→下部排气空间15(或者后部排气空间16)→排气空间43→排气部43a→外部这样的空气的流通路径。另外，在各附图中，为了简化图示，导入部12g、连通部13a、连通部14a、吸入部42a、供气部42b、排气部43a在图中看来是很大的1个开口，但实际上是由具有多个孔的多孔板、网状的构件等构成。
(作业的流程)
对使用像以上那样构成的无菌作业系统1进行作业的情况下的一连串的流程进行说明。首先，根据需要，在作业之前使用清除污染用的气体等预先对无菌手套箱10和空气净化装置40实施清除污染处理。接着，使空气净化装置40进行工作，使无菌手套箱10的无菌空间11成为无菌状态。另外，无菌空间11维持在比大气压高一些的压力(正压)，避免外部空气流入到无菌空间11。此外，预先对用于收纳成为作业对象的细胞容器P的容器30实施清除污染处理。
接着，将实施了清除污染处理的容器30连接于连接部19。像已经说明的那样，该作业既可以由作业人员自身进行，在设施内设有输送装置的情况下，也可以利用该输送装置进行。在容器30连接于连接部19之后，利用开闭机构使容器30的底盖32自主体31脱离。接着，如图4的(a)所示，穿戴着手套17的作业人员通过用左手操作操作部23并且用右手操作操作部25，从而使升降台22与底盖32和细胞容器P一同下降，位于无菌空间11内。
如图4的(b)所示，在使升降台22下降到预定的位置时，作业人员将双手离开操作部23、25，在无菌空间11内对细胞容器P实施预定的处理。在作业结束时，作业人员通过用左手操作操作部23并且用右手操作操作部24，从而使升降台22与底盖32和细胞容器P一同上升。在底盖32上升到能够封闭容器30的主体31的位置时，利用开闭机构使底盖32成为关闭状态。最后，作业人员或者输送装置将用于收纳实施了预定的处理的细胞容器P的容器30输送到下一个处理装置等，一连串的作业结束。另外，也可以在作业结束之后对容器30实施清除污染处理。
(效果)
采用本实施方式的无菌手套箱10，由于连接有容器30的连接部19设在壳体12的上表面12e，因此能够取消在以往装置中设于侧面的连接部，能够有效利用壳体12的外部的侧方空间。此外，通过连接部19设在壳体12的上表面12e，从而能在无菌空间11的主要是上部进行容器30的开闭等，因此能够将无菌空间11的底面(分隔地板14的上表面)附近的作业空间确保得较大。此外，在将容器30连接于壳体12的侧面的情况下，容器30会被悬臂支承，连接沉重的容器30变困难。但是，在本实施方式中，由于在上表面12e载置有容器30，因此即使在容器30沉重的情况下，也能够稳定地支承容器30。
此外，在本实施方式中，还包括用于使容器30的底盖32与细胞容器P(被收纳物)一同升降的升降机构20和配置在无菌空间11内的、用于使升降机构20进行工作的多个操作部23～25，构成为通过同时操作多个操作部23～25中的至少两个操作部而使升降机构20能够进行工作。这样，通过用于使升降机构20进行工作的操作部23～25配置在无菌空间11内，穿戴着手套17的作业人员不脱下手套17直接就能够操作操作部23～25，能够高效地进行作业。另一方面，由于在升降机构20的工作过程中作业人员的手处于无菌空间11内，因此作业人员的手有可能夹在底盖32和连接部19之间。但是，为了使升降机构20进行工作，需要同时操作至少两个操作部23～25，因此作业人员会使用双手操作操作部23～25，在升降机构20的工作过程中作业人员不能自由地移动手。因此，能够防止在升降机构20的工作过程中作业人员不小心地移动手而将手夹在底盖32和连接部19之间。
此外，在本实施方式中，在壳体12的侧面12c形成有用于将清洁空气(清洁气体)导入到无菌空间11内的导入部12g，在侧视时，在不与细胞容器P的升降轨迹重合的范围配置有多个操作部23～25。从在壳体12的侧面12c形成的导入部12g导入的清洁空气会沿着从该侧面12c朝向另一个侧面12d的气流方向在无菌空间11内流动。在此，在万一手套17漏孔的情况等时，如果在操作部23～25的操作过程中附着于手套17的菌随着清洁空气的流动而转移，则有可能污染细胞容器P。但是，如上所述，若在侧视时在不与细胞容器P的升降轨迹重合的范围配置有多个操作部23～25，则在操作部23～25的气流方向下游侧没有细胞容器P，因此能够抑制从操作部23～25附近流过来的菌附着于细胞容器P。
此外，在本实施方式中，由于多个操作部23～25配置在无菌空间11的顶面(壳体12的上表面12e的内侧面)，因此能够将无菌空间11的底面(分隔地板14的上表面)附近的作业空间确保得更大。此外，在无菌空间11内有液体溢出的情况等时也是，若操作部23～25设在顶面，则能够防止操作部23～25淋湿。此外，能够防止溢出的液体进入到操作部23～25周围的间隙而成为菌的产生源、或者导致灰尘附着。
此外，在本实施方式中，由于多个操作部23～25配置在比连接部19靠前表面12a侧的位置，因此能够防止操作操作部23～25的作业人员的手、手臂与从连接部19下降的底盖32、细胞容器P相干涉。
(其他的实施方式)
以上，对本发明的较佳的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式，例如像以下那样，只要记载在权利要求书中，就能够进行各种各样的设计变更。
例如，在上述实施方式中，用于操作升降机构20的操作部23～25设在无菌空间11内，但也可以将操作部23～25设在壳体12的外部。在该情况下，为了操作操作部23～25，必须每次都脱下手套17，但能够防止作业人员的手被夹这样的事故。此外，设置操作部23～25的场所也可以是无菌空间11的除顶面之外的内表面。例如也可以将操作部23～25设在壳体12的前表面12a、透明构件18的内表面。
此外，在上述实施方式中，升降机构20构成为具有滚珠丝杠，但也可以采用其他的机构。
此外，在上述实施方式中，容器30的底盖32是通过利用设于连接部19的开闭机构而旋转来进行开闭的。但是，底盖32的具体的结构并不限定于旋转式，伴随于此，开闭机构的具体结构也能够适当地变更。
此外，在上述实施方式中，是将空气净化装置40与侧面12c相邻配置的，但空气净化装置40的配置并不限定于此。此外，如果具备能够将无菌空间11维持在无菌状态的其他的部件，则也可以省略空气净化装置40。
此外，在上述实施方式中，是从空气净化装置40供给清洁空气作为清洁气体的。但是，清洁气体并不限定于空气，既可以是氮气、二氧化碳等任意种类的气体，也可以是多种气体混合而成的气体。另外，在使用除空气之外的气体的情况下，需要利用管道等将吸入部42a和排气部43a相连。
此外，在上述实施方式中，在1个无菌手套箱10形成有1个无菌空间11。但是，也可以在1个无菌手套箱10形成多个无菌空间11。例如也可以是两个无菌空间11以互相连通的方式设于1个无菌手套箱10，对于各个无菌空间11各自设置连接部19、升降机构20。这样的话，从连接于一个无菌空间11的容器30向连接于另一个无菌空间11的容器30转移细胞容器P等作业变容易。
此外，也可以将无菌手套箱10与例如用于培养细胞的孵化器、用于输送细胞容器P的输送装置等其他的装置连结来使用。在该情况下，优选的是，在无菌手套箱10的无菌空间11和其他的装置之间设有开闭自如的开闭部。
附图标记说明
1、无菌作业系统；10、无菌手套箱；11、无菌空间；12、壳体；12g、导入部；17、手套；19、连接部；20、升降机构；23～25、操作部；30、容器；32、底盖；P、细胞容器(被收纳物)。

Claims (5)

1.一种无菌手套箱，其特征在于，
该无菌手套箱包括：
壳体，其在内部具有无菌空间，并且设有连接部，用于收纳被收纳物的容器连接于该连接部；以及
手套，其设在所述壳体的前表面，以使作业人员能够从所述壳体的外部在所述无菌空间内进行作业，
所述连接部设在所述壳体的上表面。
2.根据权利要求1所述的无菌手套箱，其特征在于，
该无菌手套箱还包括：
升降机构，其用于使所述容器的底盖与所述被收纳物一同升降；以及
多个操作部，其配置在所述无菌空间内，用于使所述升降机构进行工作，
通过同时操作所述多个操作部中的至少两个操作部，使所述升降机构能够进行工作。
3.根据权利要求2所述的无菌手套箱，其特征在于，
在所述壳体的侧面形成有用于将清洁气体导入到所述无菌空间内的导入部，
在侧视时，在不与所述被收纳物的升降轨迹重合的范围配置有所述多个操作部。
4.根据权利要求2或3所述的无菌手套箱，其特征在于，
所述多个操作部配置在所述无菌空间的顶面。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的无菌手套箱，其特征在于，
所述多个操作部配置在比所述连接部靠所述前表面侧的位置。
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