JP2004267064A

JP2004267064A - Ｃｏ２インキュベータ

Info

Publication number: JP2004267064A
Application number: JP2003060411A
Authority: JP
Inventors: Takuya Kawa; 拓也川
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】チャンバー内の滅菌に要するコスト及び手間を削減する。
【解決手段】チャンバー１に、ＣＯ_２ボンベ２をＣＯ_２供給ライン３を介して接続し、その途中位置に介在させた三方切換弁１１に、オゾン発生装置１３を、オゾン供給ライン１４を介し接続する。チャンバー１の所要位置にガス循環用ポンプ７とＣＯ_２センサー８、Ｏ_２センサー９、オゾンセンサー１０を備えたガス循環ライン６を接続し、その途中位置に設けてある三方切換弁１６に、オゾン分解装置１８を備えた排気ライン１７を接続する。或る培養対象の培養が終了した場合には、三方切換弁１１を、チャンバー１にオゾン発生装置１３側が連通されるよう切り換えて、オゾン発生装置１３にて発生させたオゾンガスをチャンバー１内に導いて充満させ、オゾンガスの有する強い酸化性によりチャンバー１内面及び内部雰囲気を滅菌させ、しかる後に次の培養を行わせる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は細胞や菌類等の微生物の培養に用いるＣＯ_２インキュベータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
研究設備や実験設備にて細胞や、菌類等の微生物の培養を行う場合、これらの培養対象と培地を入れた培養容器を、所定の環境条件下に保持するための装置としてＣＯ_２インキュベータが広く一般に使用されている。この種のＣＯ_２インキュベータは、図２にその一例の概略を示す如く、図示しないウォータージャケット等の熱媒体のジャケットを装備して内部温度をコントロールできる恒温機能を備えてなるチャンバー１の所要位置（図では頂部）に、二酸化炭素（ＣＯ_２）の供給部としてのＣＯ_２ボンベ２を、流量調整弁４付きのＣＯ_２供給ライン３を介して接続すると共に、該ＣＯ_２供給ライン３のチャンバー１側寄り位置に加湿装置５を設け、又、上記チャンバー１の所要位置（図では側壁部）に、ガス循環用のポンプ７を備えたガス循環ライン６を接続して、該ガス循環ライン６のポンプ７より下流側位置に、ＣＯ_２センサー８と、Ｏ_２センサー９とを設け、上記ポンプ７の駆動によりチャンバー１内の雰囲気ガスの一部を上記ガス循環ライン６により循環させながら、上記ＣＯ_２センサー８とＯ_２センサー９によりチャンバー１の内部雰囲気におけるＣＯ_２濃度とＯ_２濃度をそれぞれ検出できるようにし、更に、上記チャンバー１内の所要位置に、内部温度と湿度を検出するための温湿度センサー１０を設けてなる構成として、上記各センサー８，９，１０により検出されるチャンバー１の内部環境が、培養対象の生長や増殖に適した環境条件となるように、たとえば、温度３７℃程度、ＣＯ_２濃度５％程度、培地からの水分蒸発を防止できるよう湿度９５％以上、等の一定条件となるように、温度、ＣＯ_２供給量、加湿量をそれぞれ制御できるようにしてある。
【０００３】
ところで、上記ＣＯ_２インキュベータを使用して或る培養対象についての培養を行った後、培養対象を変更する場合には、前バッチで培養していた細胞や微生物等の培養対象自体、あるいは、これらの培養対象に寄生していた菌やウィルス等がチャンバー１の内面に付着していたり、チャンバー１の内部雰囲気中に浮遊していると、次の培養対象の培養中にコンタミネーションを生じる虞があるため、上記のように培養対象を変える場合には、チャンバー１の内部を滅菌する等の消毒をする必要が生じることがある。
【０００４】
このような滅菌処理を行う場合、従来は、作業者がアルコールや所要の消毒液等を用いて手作業によりチャンバー１の内部を拭き清掃するようにしていた。
【０００５】
又、滅菌機能を備えたＣＯ_２インキュベータとして、たとえば、上記と同様のチャンバー１の天井面と底面と前後左右の側壁面（該チャンバー１の開閉扉部分を含む）に、加熱用のヒータを取り付けてなる構成として、該ヒータにより、上記チャンバー１の内部温度を約１４０℃程度まで昇温させることにより、チャンバー１内を乾熱滅菌できるようにしたものが提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００６】
なお、滅菌方法の１つとして、オゾン（Ｏ_３）ガスの有する強い酸化能を利用して、滅菌処理室内に収納した滅菌対象物に対し、上記滅菌処理室内に充満させたオゾンガスを作用させることにより該滅菌対象物の滅菌を行う方法は従来知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
サーモフォーマ（ＴｈｅｒｍｏＦｏｒｍａ），「ステリサイクルＣＯ_２インキュベータ（Ｓｔｅｒｉ−Ｃｙｃｌｅ^ＴＭＣＯ_２Ｉｎｃｕｂａｔｏｒｓ）」，（米国），２００１年３月，ｐ．３
【特許文献１】
特開平１１−３４７１０６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４０４３２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、作業者が手作業によりチャンバー１内部を拭き清掃して滅菌処理を行う手法では、滅菌効果が弱く、しかも、手作業のために拭きむらが生じる虞があって、滅菌効果の確実性が得られ難いという問題があると共に、作業者への負担が大きいという問題もある。
【０００９】
非特許文献１に示されたように、チャンバー１にヒータを備えて乾熱滅菌するようにすれば、滅菌の確実性は得られると考えられるが、この場合、電気エネルギーを熱エネルギーに変換しているためエネルギー効率が悪いという問題があり、又、チャンバーの部材に熱に弱い材質を使用できないという問題もある。
【００１０】
なお、従来知られているオゾンによる滅菌方法は、いずれも滅菌対象物を滅菌処理室に収容した後、該滅菌処理室内にオゾンを充満させることによって上記滅菌対象物の滅菌を行うものであるため、この手法をそのままＣＯ_２インキュベータのチャンバーの滅菌に適用しようとすると、ＣＯ_２インキュベータの滅菌処理室への搬入、搬出等の作業が必要になるため、現実的ではない。
【００１１】
そこで、本発明は、ＣＯ_２インキュベータによる培養後、次の培養に移る間のチャンバー内の滅菌作業を容易に且つ安価に実施することができるようにしたＣＯ_２インキュベータを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、チャンバーにＣＯ_２供給部を接続してチャンバー内部の温度とＣＯ_２濃度を所定の環境条件にコントロールできるようにしてあるＣＯ_２インキュベータにおける上記チャンバー内に、オゾンガスを供給できるようにオゾン発生装置をチャンバーに接続し、且つ上記チャンバー内へのＣＯ_２の供給とオゾンガスの供給を切り換えて行えるようにして、オゾンガスをチャンバー内に充満させることができるようにした構成とする。
【００１３】
ＣＯ_２インキュベータによる細胞の培養が終了すると、ＣＯ_２供給部からチャンバーへのＣＯ_２の供給を停止した状態にて、オゾン発生装置にて発生させたオゾンガスをチャンバー内に供給して所要時間充満させる。これにより、強い酸化性を有するオゾンガスが、チャンバー内の全面に亘り接触させられることから、チャンバーの内面に付着している微生物やウィルス等は死滅させられ、同時に、チャンバーの内部がオゾン雰囲気とされることにより、チャンバーの内部雰囲気中に浮遊している微生物やウィルス等も死滅させられるため、チャンバー内部の滅菌処理が行われるようになる。滅菌処理が終了すると、次の培養対象の培養を実施するようにする。これにより、前バッチで培養していた培養対象自体や該培養対象に寄生していたウィルス等の微生物がコンタミネーションする虞は未然に防止されるようになる。
【００１４】
又、チャンバーへのＣＯ_２とオゾンガスの供給の切り換えを切換弁で行うようにして、その切換弁をＣＯ_２供給ラインの途中位置に設け、該切換弁に、オゾン発生装置を接続するようにした構成とすることにより、ＣＯ_２供給ライン上の切換弁の操作のみによって、チャンバーへＣＯ_２を供給している状態から、オゾンガスを供給する状態への切り換えを行うことができるため、チャンバー内の滅菌作業に要する手間を更に容易なものとすることができる。
【００１５】
更に、チャンバーの排気部にオゾン分解装置を備えた構成とすることにより、チャンバー内に充満させたオゾンガスを分解しながら大気中に排出させることができ、したがって、滅菌処理の後、チャンバー内のオゾンガスを速やかに除去できることから、次の培養作業を直ちに実施することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明のＣＯ_２インキュベータの実施の一形態を示すもので、図２に示したと同様の構成において、ＣＯ_２ボンベ２よりＣＯ_２をチャンバー１へ導くためのＣＯ_２供給ライン３上に設けられている流量調整弁４よりも上流側位置に、切換弁としての三方切換弁１１を取り付け、該三方切換弁１１に、Ｏ_２ボンベ１２より供給されるＯ_２を原料としてオゾン（Ｏ_３）ガスを発生させることができるようにしてあるオゾン発生装置（オゾナイザー）１３を、オゾン供給ライン１４を介し接続して、上記三方切換弁１１の切り換えにより、ＣＯ_２ボンベ２側とオゾン発生装置１３側がチャンバー１側に交互に連通するように接続されるようにし、チャンバー１へＣＯ_２が供給される状態と、オゾンガスが供給される状態が実現できるようにしてある。
【００１８】
又、ガス循環ライン６の途中位置、たとえば、Ｏ_２センサー９の下流側位置に、オゾンセンサー１５を設けて、ガス循環用ポンプ７の運転によりチャンバー１内の雰囲気ガスを上記ガス循環ライン６に循環させるときに、上記チャンバー１内のオゾン濃度を検出することができるようにしてある。
【００１９】
更に、上記ガス循環ライン６の所要位置、たとえば、ガス循環用ポンプ７とＣＯ_２センサー８との間の位置に、三方切換弁１６を設けて、該三方切換弁１６に排気ライン１７を接続し、且つ該排気ライン１７上に、オゾン分解装置１８を備えた構成とする。
【００２０】
なお、１９はチャンバー１の内部雰囲気を撹拌するためのファンであり、チャンバー１内にオゾンガスが導入されるときに上記ファン１９にてチャンバー１の内部雰囲気を撹拌することにより、チャンバー１内部の全体に亘ってオゾンガスをむらなく均等に拡散させることができるようにしてある。その他の構成は図２に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００２１】
上記構成としてある本発明のＣＯ_２インキュベータを用いて培養対象の培養作業を実施する場合は、三方切換弁１１にてＣＯ_２ボンベ２側とチャンバー１側を連通させるようにした状態としてＣＯ_２ガスを加湿装置５で加湿して供給すると共に、従来と同様に、ガス循環用ポンプ７を駆動してチャンバー１内の雰囲気ガスをガス循環ライン６を経て循環させ、この間に、ＣＯ_２濃度とＯ_２濃度をＣＯ_２センサー８とＯ_２センサー９で検出して、ＣＯ_２濃度とＯ_２濃度がそれぞれ所望の値となるようにし、又、温湿度センサー１０にて検出されるチャンバー１の内部温度と湿度がそれぞれ所望の値となるように制御した状態にする。かかる状態において、チャンバー１内に、培養対象と培地を入れた培養容器（図示せず）を収納し、上記ＣＯ_２濃度、Ｏ_２濃度、温度及び湿度の各条件をそれぞれ上記培養対象の生長や増殖に適した環境条件に合わせた状態に保持させることにより上記培養対象の培養作業を行うようにする。
【００２２】
上記培養作業が終了すると、同一のＣＯ_２インキュベータのチャンバー１を利用して別の培養対象の培養を行うようにするが、次の培養に移る前に滅菌処理を行う。この場合は、チャンバー１内より培養の終了した培養対象を取り出した後、三方切換弁１１により、チャンバー１とＣＯ_２供給ライン３とを遮断して、チャンバー１とオゾン供給ライン１４が連通されるよう切り換え操作する。これにより、オゾン発生装置１３にて発生されたオゾンガスが、オゾン供給ライン１４、三方切換弁１１、加湿装置５を経てＣＯ_２供給ライン３を利用してチャンバー１内に導かれる。これにより、該チャンバー１内には、オゾンガスが充満させられて隅々にまでオゾンガスを行き渡らせることができる。この際、ファン１９を作動させることによりチャンバー１内で撹拌作用を行わせることができて、より均一に充満させることが可能となり、又、ガス循環用ポンプ７の駆動によりガス循環ライン６を経てチャンバー１内のオゾンガスを含む雰囲気ガスを循環させることにより、該雰囲気ガス中のオゾン濃度をオゾンセンサー１５により検出して、チャンバー１内のオゾン濃度が、殺菌効果を発揮するような濃度となるようにオゾンガスの供給量を制御しながら、所要時間、たとえば、予めオゾンガスを用いてオゾン濃度と保持時間と滅菌効果との関連性に関して予め求めておいたデータに基づいて滅菌効果が十分得られると判断できる所要時間保持させるようにして、チャンバー１内の滅菌処理を行なわせることができるようになると共に、かかるオゾンガスの循環により撹拌作用をも行わせることができるようになる。
【００２３】
上記チャンバー１内へのオゾンガスの充満によりチャンバー１内周面の滅菌処理が終了すると、上記三方切換弁１１により、チャンバー１側にＣＯ_２ボンベ２側が連通するよう切り換え操作すると共に、三方切換弁１６を、ガス循環ライン６に排気ライン１７が連通するよう切り換え操作して、チャンバー１内のオゾンガスを含んだ雰囲気ガスを、順次排気ライン１７を通してオゾン分解装置１８に送るようにする。これにより、チャンバー１内における滅菌処理に伴ってオゾンガスは次第に分解されて消費されるが、上記所要時間の滅菌処理に供された後も雰囲気ガス中に残存しているオゾンガスは、上記オゾン分解装置１８に送られて強制的にＯ_２に分解され、オゾンガスの排出基準が満たされた状態となるまでオゾンガスが分解された排気が、大気中へ排出されるようになる。
【００２４】
上記オゾンの分解、排出により、チャンバー１内の雰囲気ガス中におけるオゾン濃度が十分低下した後は、新たな培養対象と培地を入れた培養容器を上記チャンバー１内に収納させ、該チャンバー１内の雰囲気を、上記新たな培養対象の生長、増殖に適した環境条件に制御することで、該培養対象の培養作業を行わせるようにすればよい。
【００２５】
このように、本発明のＣＯ_２インキュベータによれば、或る培養対象の培養作業を終了して次の培養対象の培養作業に移る間のチャンバー内周面の滅菌処理の際に、チャンバー１内に、オゾン発生装置１３にて発生させたオゾンガスをＣＯ_２供給ライン３を利用して導入して充満させるようにしてあることから、チャンバー１内の滅菌作業を簡単に且つ自動的に行わせることができ、しかも、上記オゾン発生装置１３によるオゾンガスの発生は、従来の乾熱滅菌の如きチャンバー１を加熱する場合に比してエネルギー効率がよいため、滅菌処理の省エネルギー化を図ることができて、処理コストを引き下げることが可能となり、更に、滅菌処理に発熱を伴わないため、パッキン等に、熱に弱い材質のものであっても採用することが可能になる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、オゾン発生装置１３は、ＣＯ_２供給ライン３の途中位置に三方切替弁１１を介して接続した構成として示したが、チャンバー１の所要位置に、開閉弁を備えたオゾン供給ラインを介し直接接続することも可能なこと、ＣＯ_２インキュベータの構成として、加湿装置５をチャンバー１外部のＣＯ_２供給ライン３上に設けてなるものを示したが、チャンバー１内を所要の湿度に加湿できれば、加湿装置５をＣＯ_２供給ライン３とは別にチャンバー１に接続したり、チャンバー１に一体に設けた形式、更には、滅菌水を溜めたバット等をコンタミネーションの虞を生じさせることなくチャンバー１内に設置できるようにしてあれば、加湿装置５を省略した形式のＣＯ_２インキュベータにも適用できること、内部雰囲気撹拌用のフィン１９のない形式のＣＯ_２インキュベータにも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のＣＯ_２インキュベータによれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）チャンバーにＣＯ_２供給部を接続してチャンバー内部の温度とＣＯ_２濃度を所定の環境条件にコントロールできるようにしてあるＣＯ_２インキュベータにおける上記チャンバー内に、オゾンガスを供給できるようにオゾン発生装置をチャンバーに接続し、且つ上記チャンバー内へのＣＯ_２の供給とオゾンガスの供給を切り換えて行えるようにして、オゾンガスをチャンバー内に充満させることができるようにした構成としてあるので、或る培養対象の培養後に別の培養対象の培養作業に移る間に、オゾン発生装置にて発生させたオゾンガスをチャンバーに導入し、該チャンバー内に所要濃度で均一に充満させるようにすることによりチャンバー内を滅菌することができる。
（２）オゾン発生装置における滅菌処理に用いるオゾンガスの発生は、乾熱滅菌を行う場合に比してエネルギー効率が高いため、滅菌処理に要するコストを低減させることができる。
（３）上記オゾンによる滅菌作業を行う場合に要する手間としては、チャンバー内に導入されているガスを、ＣＯ_２から、オゾンガスへ切り換えるのみでよいため、作業者が手作業によりチャンバー内を拭き清掃していた場合に比して手間を大幅に削減できて、作業者の負担を軽減できる。
（４）チャンバーへのＣＯ_２とオゾンガスの供給の切り換えを切換弁で行うようにして、その切換弁をＣＯ_２供給ラインの途中位置に設け、該切換弁に、オゾン発生装置を接続するようにした構成とすることにより、チャンバーへのＣＯ_２とオゾンガスの供給を切換弁の切り換えにより行うことができるため、チャンバー内の滅菌作業に要する手間を更に容易なものとすることができる。
（５）チャンバーの排気部にオゾン分解装置を備えた構成とすることにより、チャンバー内に充満させたオゾンガスを分解しながら大気中に排出させることができ、したがって、滅菌処理の後、チャンバー内のオゾンガスを速やかに除去できることから、次の培養作業を直ちに実施することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＯ_２インキュベータの実施の一形態を示す概要図である。
【図２】従来用いられているＣＯ_２インキュベータの一例の概略を示す図である。
【符号の説明】
１チャンバー
２ＣＯ_２ボンベ（ＣＯ_２供給部）
３ＣＯ_２供給ライン
１１三方切換弁
１３オゾン発生装置
１７排気ライン（排気部）
１８オゾン分解装置

Claims

チャンバーにＣＯ_２供給部を接続してチャンバー内部の温度とＣＯ_２濃度を所定の環境条件にコントロールできるようにしてあるＣＯ_２インキュベータにおける上記チャンバー内に、オゾンガスを供給できるようにオゾン発生装置をチャンバーに接続し、且つ上記チャンバー内へのＣＯ_２の供給とオゾンガスの供給を切り換えて行えるようにして、オゾンガスをチャンバー内に充満させることができるようにした構成を有することを特徴とするＣＯ_２インキュベータ。
チャンバーへのＣＯ_２とオゾンガスの供給の切り換えを切換弁で行うようにして、その切換弁をＣＯ_２供給ラインの途中位置に設け、該切換弁に、オゾン発生装置を接続するようにした請求項１記載のＣＯ_２インキュベータ。
チャンバーの排気部にオゾン分解装置を備えた請求項１又は２記載のＣＯ_２インキュベータ。