JP2004321111A

JP2004321111A - 無菌システムとその使用方法

Info

Publication number: JP2004321111A
Application number: JP2003122465A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kokubo; 護小久保; Koji Ueda; 浩司上田
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: EP1471138A1; JP4300863B2; EP1471138B1; US20040215362A1

Abstract

【解決手段】培養装置１のアイソレータ２は６枚の側壁面を有しており、開閉扉３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａを介してインキュベータ３、冷蔵庫４、表面滅菌手段５、加熱滅菌手段６、ＲＴＰ７が接続され、アイソレータ２内にはハーフスーツ８と人体や動物の体液を上澄液と沈殿液に分離する遠心分離器９が設けられている。
そして細胞の培養が正常に行われた場合には、この表面滅菌手段によって培養容器の表面を滅菌してから培養装置の外部に搬出し、また細胞の培養に異常があるときには、培養容器を加熱滅菌手段によって加熱滅菌し、培養容器内の細胞ごと滅菌して培養装置の外部に搬出する。
【効果】拡張性および作業効率が高く、しかも被滅菌物や培養容器の表面に付着した微生物等がアイソレータの外部へと流出してしまうのを防止することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無菌システムとその使用方法に関し、詳しくは外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータを備えた無菌システムとその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、医薬品の無菌性試験に伴う微生物の培養や、人体または動物から採取した細胞の培養など、無菌状態を維持したまま様々な作業を行うために以下のような無菌システムが使用されている。
最初に、無菌箱若しくは無菌操作箱を直列的に複数台接続した無菌システムが知られており（特許文献１）、これらの無菌箱若しくは無菌操作箱をそれぞれインキュベータやクリーンブースとして使用することで、無菌状態下で細胞を培養することができるようになっている。
次に、無菌実験台とインキュベータとをインキュベータに備えられた開閉扉を介して接続させた培養装置が知られており（特許文献２）、無菌実験台内で培養容器内の細胞に培養液を加える等の作業を行った後、この培養容器をインキュベータ内に移動させるので、無菌状態下で細胞を培養することができるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５６−４７７４１号公報
【特許文献２】
実公昭６２−７１１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
まず、上記特許文献１の構成の場合、複数の無菌箱若しくは無菌操作箱を接続することで拡張性があるが、その構造上各無菌箱および無菌操作箱は直列的にしか接続できないので、作業者は各作業を行うためにそれぞれの無菌箱及び無菌操作箱へと移動する必要があり、作業が非効率的なものとなっていた。
さらに特許文献２の構成の場合、エアカーテンにより有害物質が外部へ流出することを防止しているが、培養の終了した培養容器を無菌実験台の外部に搬出する際には、培養容器の表面に有害な微生物が付着したり、培養容器に細胞とともに有害な微生物が混在していると、これらの微生物が培養容器とともに外部に流出してしまう虞がある。
以上のことから、本発明は拡張性と作業効率が高く、また有害な微生物等が外部に流出することを防止する無菌システムとその使用方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち請求項１の無菌システムは、外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータを備え、このアイソレータを５つ以上の側壁面を有する多角形状に形成するとともに、少なくとも４つの側壁面にそれぞれ外部に連通する連通口を形成し、さらに各連通口をそれぞれ開閉する開閉扉を設けたことを特徴としている。
【０００６】
また請求項２の無菌システムは、外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータと、被滅菌物の表面を滅菌する表面滅菌手段と、被滅菌物を加熱して滅菌する加熱滅菌手段とを備えるとともに、アイソレータの少なくとも２つの側壁面に上記表面滅菌手段と加熱滅菌手段と連通する連通口を形成し、さらに各連通口をそれぞれ開閉する開閉扉を設けたことを特徴としている。
【０００７】
そして請求項６の無菌システムの使用方法は、外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータと、培養容器の表面を滅菌する表面滅菌手段と、培養容器を加熱して滅菌する加熱滅菌手段とを備える無菌システムの使用方法であって、
アイソレータより当該培養容器を外部へと取り出す際、培養容器での培養が正常な場合には当該培養容器の表面を表面滅菌手段によって滅菌し、培養容器での培養が異常な場合には当該培養容器を加熱滅菌手段によって滅菌することを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の発明によれば、アイソレータの側壁面を５つ以上とし、さらに連通口を４つ以上設けることで、無菌状態下での作業に必要な各種の装置を接続することができるので、拡張性の高い無菌システムを得ることができ、またアイソレータが各装置の中心に位置することになるので、作業者は無菌状態下での作業のために上記特許文献１のように移動する必要がなくなり、効率的な作業を行うことができる。
【０００９】
また請求項２の発明によれば、アイソレータに表面滅菌手段及び加熱滅菌手段を設けることで、無菌システムの外部に有害な微生物等が流出することを防止できる。
【００１０】
さらに請求項６の発明によれば、アイソレータより当該培養容器を外部へと取り出す際には、培養容器内の培養の状態に応じて培養容器の表面に付着した微生物はもちろん、培養に異常があるときには培養容器内の微生物も加熱によって死滅させることができるので、有害な微生物が無菌システムの外部に流出することを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について説明すると、図１は人体又は動物の細胞を培養する無菌システムとしての培養装置１を示し、図示しない容器に人体又は動物より体液を採取した後、この培養装置１内で当該体液より細胞を採取してこれを図示しない培養容器へと分注するとともに、当該細胞の培養を行うものとなっている。
図１に示すように、培養装置１は６つの側壁面を備えて平面的に多角形状に形成されたアイソレータ２を有し、このアイソレータ２は側壁面、天面、床面により取り囲まれて外部雰囲気から隔離されている。
これら側壁面のうち、図示右下の側壁面には接続口を介して細胞を培養するインキュベータ３が接続され、左下の側壁面には接続口を介して培養液を冷蔵する冷蔵庫４が接続されている。
また図示左側の側壁面には培養容器等を滅菌ガスによって滅菌する表面滅菌手段５が接続口を介して接続され、右側の側壁面には高温高圧の蒸気で滅菌する加熱滅菌手段６が接続口を介して接続されている。
さらに、上方の側壁面には不要となった資材等を収容するＲＴＰ（ＲａｐｉｄＴｒａｎｓｆｅｒＰｏｒｔ）７が接続口を介して接続されており、このＲＴＰ７は後述するようにアイソレータ２に対して分離可能に設けられている。
そしてアイソレータ２と上記インキュベータ３、冷蔵庫４、表面滅菌手段５、加熱滅菌手段６、ＲＴＰ７の各手段を接続するそれぞれの接続口には開閉扉３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａを開閉自在に設け、当該開閉扉を閉鎖すると上記各手段とアイソレータ２とは気密的に隔離されるようになっている。
【００１２】
そしてアイソレータ２の内部には作業者が着用して所要の作業を行うハーフスーツ８と、上記体液を遠心分離する遠心分離器９と、培養された細胞を観察するための観察手段１０とが備えられ、さらにアイソレータ２の図示上端の側壁面に設けられたアクリル板１１を介して容器に貼付されたバーコードを読み取る読取手段１２が設けられている。
またアイソレータ２には図示しない無菌エア供給装置が備えられ、当該無菌エア供給装置から供給される除菌された空気によってアイソレータ１内は所定の陽圧に保たれている。
上記ハーフスーツ８はアイソレータ２の略中央に設置されており、アイソレータ２の側壁面の位置は、ハーフスーツ８を着用した作業者の作業範囲が上記開閉扉３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａを超えて上記各手段内でも作業ができるように設定されている。
【００１３】
遠心分離器９には従来公知の遠心分離器を用い、上記容器内の体液を遠心作用により上澄液と沈殿液とに分離するようになっている。
観察手段１０には従来公知の電子顕微鏡を用い、この観察手段１０は撮影した画像を図示しないモニタに映し出すとともに、この画像を図示しない記憶手段に記憶するようになっている。
さらに読取手段１２は容器に貼付されているバーコードを読みとるとともに、このバーコードの内容を上記記憶手段に送信するようになっている。そして記憶手段は容器ごとに細胞を採取した対象や採取した時期を記憶するようになっている。
また、アイソレータ２には容器から必要な成分を抽出するためのスポイトなど、細胞の培養に必要な資材を載置する図示しないトレーが設置されており、これらの資材は上記表面滅菌手段５や加熱滅菌手段６によって滅菌された後、アイソレータ２内に搬入されるようになっている。
【００１４】
次にインキュベータ３は複数の培養容器を収容できるようになっており、図示しない温度・湿度調整手段を備えてインキュベータ３内を所要の温度及び湿度に保ち、細胞の培養を最適な環境で行うことができる。
冷蔵庫４には未使用の培養液を貯留する図示しない培養液タンクが収容され、培養液が化学変化によって変質してしまうのを防止するため、冷蔵庫４内は所定の温度に設定されている。
表面滅菌手段５には表面滅菌手段５内部での作業を行うためのグローブ１３とアイソレータ２の反対側に培養装置１の外部より体液を収容した容器やその他の資材を搬出入するための搬出入扉５Ｂが設けられている。
またこの表面滅菌手段５には過酸化水素蒸気等の滅菌ガスを表面滅菌手段５内に供給する図示しない滅菌ガス供給手段が設けられており、滅菌ガスを表面滅菌手段５内に充満させることで培養容器の表面や資材を滅菌するようになっている。
加熱滅菌手段６はオートクレーブ（高圧蒸気滅菌器）であり、この加熱滅菌手段６にはアイソレータ２の反対側に培養装置１の外部より培養液や資材を搬出入するための搬出入扉６Ｂが設けられている。
この加熱滅菌手段６では、培養容器やその他の資材を加熱滅菌するようになっており、さらにこの加熱滅菌手段６を用いることにより、培養後の培養容器内の細胞や微生物も死滅させることができるようになっている。
そして上記ＲＴＰ７は既に特開平６−１９３３２３号公報等に開示されているので、詳細な説明を省略するが、このＲＴＰ７の連通口及び開閉扉７Ａはそれぞれアイソレータ２側とケース７Ｂ側に分離可能に設けられている。
そして、ケース７Ｂ内にはアイソレータ２内で使用されて不要となった資材等が収容され、所定の時期にＲＴＰ７をアイソレータ２より分離して、内部の資材の処分を行うようになっている。
【００１５】
以上のように、本実施例のアイソレータは６つの側壁面を有するとともに５つの連通口を介して上記インキュベータ３、冷蔵庫４、表面滅菌手段５、加熱滅菌手段６、ＲＴＰ７の各手段を接続することができるので拡張性の高いものとなっている。
しかもハーフスーツ８を装着した作業者の作業範囲内にインキュベータ３などの各作業手段が接続されているので、細胞の培養に必要な作業を作業者が移動することなく行うことができ、ハーフスーツ８を装着した作業者の前方となる側壁面をハーフスーツ８の方に向けて傾けて形成し、ここに異なる作業手段をそれぞれ配置しているので、ハーフスーツ８の着用により後方を振り向くことのできない状態であっても作業を効率的に行うことができる。
さらに、アイソレータ２内に遠心分離器９を備えることで、細胞の分離と培養を無菌状態下ですることができ、分離した細胞をインキュベータ３へと移動させる間に、培養容器内に微生物が侵入するのを防止することができる。
【００１６】
以下において本実施例における無菌システムの使用方法を説明する。まず使用前に図示しない滅菌ガス供給手段により、アイソレータ２内部を過酸化水素蒸気等の滅菌ガスで滅菌する。この際、開閉扉３Ａ、３Ｂを開放しておきインキュべ−タ３、冷蔵庫４の内部を同時に滅菌する。
また、これに合わせて、アイソレータ２内部に搬入する培養や実験に用いる培養容器や試験器具などの資材のうち、熱を掛けられる物については加熱滅菌手段６に、熱を掛けられない物については表面滅菌手段５に、それぞれ搬入出扉５Ｂ、６Ｂから収容させて滅菌し、同時にアイソレータ２内部で培養すべき細胞を抽出するための、人体又は動物の体液の入った容器の表面を表面滅菌手段６で滅菌する。
以上の滅菌操作が完了したら、作業者はアイソレータ２に設けられたハーフスーツ８を着用して、滅菌された資材をおよび体液の入った容器をアイソレータ２内に搬入し、さらに容器に貼付されたバーコードを読取手段１２にかざして読取手段１２にその内容を読み取らせる。
そして作業者はこの容器を遠心分離器９にセットし、容器内の体液を遠心分離する。その後作業者は細胞が含まれる沈殿液を抽出してこれを複数の培養容器に分注する。
【００１７】
次に、作業者は冷蔵庫４の開閉扉４Ａを開いて、培養液タンクから培養容器へと所定量の培養液を注入し、さらに作業者はインキュベータ３の開閉扉３Ａを開いてインキュベータ３内に培養容器を収容して培養させる。
所定期間が経過すると、作業者はハーフスーツ８を着用してインキュベータ３から各培養容器を取り出して有害な細菌の有無や細胞の形態を観察手段１０を用いて確認する。
その結果、細胞とともに有害な細菌や微生物が混在しているなどの理由により、この培養容器内の細胞は不要であると判断したら、作業者は加熱滅菌手段６の開閉扉６Ａを開いて当該培養容器を加熱滅菌手段６に収容させる。
そして開閉扉６Ａを閉じたら、加熱滅菌手段６によって培養容器を高圧蒸気滅菌し、培養容器内の細胞を微生物とともに滅菌する。そしてこの培養容器はその後搬出入扉９Ｂより外部に取り出され、死滅した細胞及び微生物は廃棄される。
このように培養容器の表面だけでなく培養容器内の微生物まで死滅させることにより、これらの微生物が培養装置の外部に流出してしまうのを防止することができる。
【００１８】
一方、観察の結果培養容器内の細胞が正常に培養されていると判断したら、作業者は培養容器を再びインキュベータ３に戻し、さらに所定期間の培養を行う。
そしてこの所定期間が経過して十分に細胞が培養されたら、作業者はインキュベータ３より培養容器を取り出し、さらに表面滅菌手段５の開閉扉５Ａを開いてこの培養容器を表面滅菌手段５へ収容させる。そして培養容器の表面を滅菌ガスによって滅菌し、その後この培養容器は搬出入扉５Ｂより培養装置１の外部へと取り出される。
このように培養容器の表面だけ滅菌することで、例えばアイソレータ２内において何らかの要因で培養容器の表面に有害な微生物等が付着することがあってもこれを滅菌することができ、一方の培養容器内の細胞については滅菌されることがないので、安全な状態で当該細胞を培養装置１の外部に搬出することができる。
以上の培養作業が終了したら、使用した試験器具等の資材を表面滅菌手段５や加熱滅菌手段６で滅菌してから搬出し、アイソレータ２及びインキュベータ３、冷蔵庫４の内部を使用前と同様に滅菌ガスにより滅菌して全ての作業を終了する。
そして次の検体についての培養作業に際しては、上述したように使用前に滅菌操作を行って１検体毎にアイソレータ２内部を滅菌するので、検体間での感染が防止される。
【００１９】
図２は第２の実施例を示している。本実施例では、アイソレータ２内に上記ハーフスーツ８に代えてロボット１４を設置しており、図２において上記第１の実施例と共通するものには同じ符号を付している。
アイソレータ２内には図示しない制御装置によって作動するロボット１４が設置されるとともに、ロボット１４の作業に応じて交換されるロボット１４のヘッド部分を載置するヘッド載置部１５が設けられていて、例えば培養容器を搬送するためのグリッパや、培養液を培養容器内に注入するための分注ヘッドが載置されている。
また第１の実施例と同様、アイソレータ２の側壁面の位置は、ロボット１４の動作範囲が上記開閉扉３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａを超えて上記各手段内でも作業ができるように設定され、本実施例の開閉扉３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａは上記制御装置によって自動的に開閉するようになっている。
さらに観察手段１０の画像は培養装置１の外部に設けられたモニタに映し出され、作業者がこのモニタを見て培養容器内の細胞の状態を判断し、制御装置に対してこの培養容器の処理について指示できるようになっている。
なお、本実施例においても上記第１の実施例と同様の手順で細胞の培養が行われるため、ロボット１４の動作についての詳細な説明を省略する。
このようにハーフスーツ８に代えてロボット１４をアイソレータ２内に設けた第２実施例においては、ロボット１４をアイソレータ２の略中央に位置させるとともに、ロボット１４の方に向けて形成した各側壁面に異なる作業手段をそれぞれ配置して、ロボット１４を中心に放射状に各作業手段を設けているので、ロボット１４の動作範囲を小さくして効率的に作業させることができるとともに、ロボット１４のリーチを短くすることができ、ロボット１４を小型化して装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
図３は第３の実施例を示している。本実施例では上記第１，第２実施例におけるハーフスーツ８やロボット１４の代わりに、アイソレータ２にグローブ１６を設けた構成となっており、図３において上記第１の実施例と共通するものには同じ符号を付している。
本実施例においてもアイソレータ２は６つの側壁面を備えており、ここでは図示上方に位置する側壁面を、作業者がアイソレータ内部を視認できるように全体が透明なアクリル板で構成している。
また図示左右の側壁面にはＲＴＰ７及び加熱滅菌手段６が接続され、図示下方の側壁面にはそれぞれ左方から順に表面滅菌手段５、インキュベータ３、冷蔵庫４が接続されている。
さらにアイソレータ２の各側壁面の位置は、グローブ１６を装着した作業者の作業可能な範囲が各開閉扉３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａを超えて上記各作業手段内での作業ができるように設けられている。
したがって、本実施例のアイソレータ２には第１の実施例と同様、グローブ１６を装着した作業者の作業範囲内にインキュベータ３などの各作業手段が接続されているので、細胞の培養に必要な作業を作業者が移動することなく行うことができ、作業者の前方となる側壁面をグローブ１６に向けて傾けて設けているので、作業を効率的に行うことができる。
【００２１】
なお、上記３つの実施例では細胞の培養を行っているが、上記アイソレータを使用する無菌システムは、薬品の調合や無菌状態下で行うその他の試験などにも使用でき、上記アイソレータの接続口にどのような設備を接続させるかはその目的に応じて適宜変更可能である。
また、上記各実施例においては、アイソレータ２内にハーフスーツ８、ロボット１４、グローブ１６がそれぞれ１つずつ設置されていたが、これらを複数でアイソレータ２内に設置しても良い。例えばロボット８とグローブ１６をアイソレータ２に設置すれば、ロボット１４には困難な作業を作業者が代わりに行うことが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、拡張性および作業効率が高く、しかも有害な細菌や微生物等がアイソレータの外部へと流出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す培養装置１の平面図。
【図２】本発明の第２実施例を示す培養装置１の平面図。
【図３】本発明の第３実施例を示す培養装置１の平面図。
【符号の説明】
１培養装置２アイソレータ
３インキュベータ３Ａ開閉扉
５表面滅菌手段５Ａ開閉扉
６加熱滅菌手段６Ａ開閉扉
８ハーフスーツ９遠心分離機
１４ロボット１６グローブ

Claims

外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータを備え、このアイソレータを５つ以上の側壁面を有する多角形状に形成するとともに、少なくとも４つの側壁面にそれぞれ外部に連通する連通口を形成し、さらに各連通口をそれぞれ開閉する開閉扉を設けたことを特徴とする無菌システム。
外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータと、被滅菌物の表面を滅菌する表面滅菌手段と、被滅菌物を加熱して滅菌する加熱滅菌手段とを備えるとともに、アイソレータの少なくとも２つの側壁面に上記表面滅菌手段と加熱滅菌手段と連通する連通口を形成し、さらに各連通口をそれぞれ開閉する開閉扉を設けたことを特徴とする無菌システム。
アイソレータ内にハーフスーツ、グローブ、ロボットの少なくともいずれか一つを設置し、当該ハーフスーツ、グローブ、ロボットの動作可能範囲が上記連通口を超えた範囲にまで到達することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の無菌システム。
上記アイソレータに連通口を介してインキュベータを設けるとともに、連通口をそれぞれ開閉する開閉扉を設け、当該インキュベータ内において細胞の培養を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無菌システム。
上記アイソレータ内に遠心分離器を設け、人体又は動物より得られた体液を遠心分離することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無菌システム。
外部雰囲気から隔離されて内部が無菌状態に維持されるアイソレータと、培養容器の表面を滅菌する表面滅菌手段と、培養容器を加熱して滅菌する加熱滅菌手段とを備える無菌システムの使用方法であって、
アイソレータより当該培養容器を外部へと取り出す際、培養容器での培養が正常な場合には当該培養容器の表面を表面滅菌手段によって滅菌し、培養容器での培養が異常な場合には当該培養容器を加熱滅菌手段によって滅菌することを特徴とする無菌システムの使用方法。