JP2010069256A

JP2010069256A - アイソレータ

Info

Publication number: JP2010069256A
Application number: JP2008243269A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Yokoi; 康彦横井; Jiro Onishi; 二朗大西; Akifumi Iwama; 明文岩間; Masaki Harada; 雅樹原田; Komei Noguchi; 孔明野口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】滅菌処理に要する時間を短縮化し、アイソレータでの作業効率を向上させる。
【解決手段】滅菌物質供給部２００で生成した滅菌ガスを作業室１０に供給して作業室１０を滅菌する間に、滅菌物質分解処理部５４が有する、滅菌物質を分解するための触媒を所定の反応温度に予熱しておき、作業室１０の滅菌が完了した後、滅菌物質分解処理部５４による滅菌物質の分解を速やかに開始し、排気口５８から気体を排出できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アイソレータに関する。

アイソレータは、無菌環境にある作業室をその内部に有し、作業室において無菌環境であることが要求される作業、たとえば細胞培養などの生体由来材料を対象とする作業を行うためのものである。ここで、無菌環境とは、作業室で行われる作業に必要な物質以外の混入を回避するために限りなく無塵無菌に近い環境をいう。

作業室は気体供給口と気体排出口とを備え、作業室内には気体供給口から空気が供給され、気体排出口から空気が排出される。一般にアイソレータでは、作業室内の無菌環境を確保するために、気体供給口にＨＥＰＡフィルタなどの微粒子捕集フィルタが設けられ、微粒子捕集フィルタを介して空気が作業室に供給される。また、気体排出口にも微粒子捕集フィルタが設けられ、作業室内の空気は微粒子捕集フィルタを介して作業室から排出される。

また、アイソレータでは、過酸化水素などの滅菌物質を作業室内に噴霧し、作業室内を滅菌する滅菌処理が実行される（特許文献１および２参照）。作業室の滅菌に用いられた滅菌物質は外部環境への影響を低減するために白金触媒などの触媒により分解処理された後、系外へ排出される。
特開２００６−３２０３９２号公報特開２００５−３１２７９９号公報

触媒により滅菌物質を分解するためには、触媒を適切な反応温度に加熱する必要があり、触媒の加熱に要する時間が滅菌処理時間の長時間化を招いていた。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、滅菌処理に要する時間を短縮化し、アイソレータでの作業効率を向上させる技術の提供にある。

本発明のある態様は、アイソレータである。当該アイソレータは、気体供給口と気体排出口とを備え、生体由来材料を対象とする作業を行うための作業室と、気体供給口に設けられた供給側微粒子捕集フィルタと、作業室に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部と、滅菌物質を分解する触媒を有し、外部に排出される滅菌物質の濃度を低減する滅菌物質分解処理部と、触媒を加熱する加熱部と、滅菌物質供給部による滅菌物質の供給を準備している間、または作業室を滅菌物質で滅菌している間に、加熱部を用いて触媒を加熱し、作業室の滅菌が終了した後、触媒を用いて滅菌物質を分解して排出させる制御部と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、滅菌物質を準備している間、または、滅菌物質を作業室に暴露して、作業室を滅菌している間に、滅菌物質分解処理部が有する触媒を予熱することにより、触媒を触媒反応に十分な処理温度に加熱するための時間を省くことができ、滅菌処理全体の処理時間を短縮することができる。

上記態様のアイソレータにおいて、作業室の滅菌が終了したときに、触媒が所定の反応温度にまで加熱されていてもよい。また、滅菌物質供給部は、滅菌物質を加熱して気化させる気化部を有し、触媒を加熱する場合に、気化部の熱が利用されてもよい。

また、上記態様のアイソレータにおいて、気化部と作業室とを接続する第１の流通路と、気化部と滅菌物質分解処理部とを接続する第２の流通路と、第１の流通路と第２の流通路とを切り換える切り換え手段と、をさらに備え、制御部は、触媒を加熱する場合に、第１の流通路から第２の流通路に切り換えてもよい。

また、上記態様のアイソレータにおいて、滅菌物質が過酸化水素であってもよい。

本発明によれば、滅菌処理に要する時間を短縮化し、アイソレータでの作業効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るアイソレータ１００の構成を示す概略図である。図１に示すように、実施の形態１に係るアイソレータ１００は、細胞抽出、細胞培養などの生体由来材料を対象とする作業を行なうための作業室１０と、作業室１０に気体を供給する気体供給部４０と、作業室１０の気体を排出する気体排出部３００と、作業室１０に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部２００と、これらの制御を行なう制御部９０とを備える。ここで、生体由来材料とは、細胞を含む生物そのもの、あるいは生物を構成する物質、または生物が生産する物質などを含む材料を意味する。

気体供給部４０には、吸気口４２、三方弁４４、およびファン４６が設けられている。吸気口４２を経由して外部から空気が取り込まれる。三方弁４４は、経路７０を経由して吸気口４２の気体流れ下流側、および経路８０を経由して滅菌ガス生成部２０２の気体流れ下流側に接続されている。また、三方弁４４は、経路７２を経由してファン４６の気体流れ上流側に接続されている。三方弁４４は、経路７０から経路７２方向、または経路８０から経路７２方向への気体流路の排他的な切り換えが可能である。吸気口４２を経由して取り込まれた空気、または経路８０を経由して送出された滅菌物質を含む気体は、三方弁４４を経由してファン４６に取り込まれる。

ファン４６は、経路７２を経由して三方弁４４方向から取り込んだ気体を、経路７４を経由して作業室１０方向へ送り出す。ファン４６は、制御部９０によるＯＮ／ＯＦＦの切換え制御が可能である。なお、ファン４６は排気量を連続的に調節可能である。

作業室１０には前面扉１２が開閉可能に設けられている。また前面扉１２の所定の位置には、作業室１０で作業を行なうための作業用グローブ１４が設けられている。作業者は前面扉１２に設けられた図示しない開口部から作業用グローブ１４に手を挿入して、作業用グローブ１４を通じて作業室１０で作業を行なうことができる。作業室１０には、ファン４６から送出された気体が気体供給口１６から取り込まれ、気体排出口１８から気体が排出される。気体供給口１６にはＨＥＰＡフィルタ２０が、気体排出口１８にはＨＥＰＡフィルタ２２が、それぞれ設けられている。これらにより作業室１０の無菌状態が確保される。

経路７８の下流端と経路８０の上流端とを接続する部分に三方弁５２が設けられている。すなわち、三方弁５２は、経路７８を経由して気体排出口１８の気体流れ下流側、および経路８０を経由して三方弁４４の気体流れ上流側に接続されている。また、三方弁５２は、経路８２を経由してファン４６の気体流れ上流側に接続されている。三方弁５２は、経路７８から経路８０方向、または経路７８から経路８２方向への気体流路の排他的な切り換えが可能である。作業室１０から出た気体は、気体排出口１８、ＨＥＰＡフィルタ２２、経路７８および三方弁５２を経由し、気体排出部３００に送出され得る。

気体排出部３００には、気体流れに従って、滅菌物質分解処理部５４および排気口５８が、この順に設けられている。

滅菌物質分解処理部５４は、三方弁５２を経由して送出された気体に含まれる滅菌物質の濃度の低減化処理を行なう。滅菌物質分解処理部５４はたとえば白金などの金属触媒を含む。

図２は、滅菌物質分解処理部５４の構成を示す概略図である。滅菌物質分解処理部５４は、触媒層３１０、ヒータ３２０および温度計３３０を備える。

触媒層３１０は、過酸化水素を分解する触媒として白金触媒を有する。経路８２を流れる気体中に含まれる過酸化水素は触媒層３１０により下記式のように分解され、濃度が低減された後、排気口５８から系外に排出される。
２Ｈ_２Ｏ_２→２Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２＋９６ｋＪ／ｍｏｌ

ヒータ３２０は、触媒層３１０を加熱する手段として設けられている。ヒータ３２０は、触媒層３１０に埋め込まれていることが望ましい。これにより、触媒層３１０を効率的に加熱することができる。ヒータ３２０は、触媒層３１０を３００℃（触媒燃焼法で用いられる一般的な温度）に加熱する能力を有する。ヒータ３２０の温調は制御部９０により制御される。

温度計３３０は、触媒層３１０の温度を計測する。温度計３３０によって計測された触媒層３１０の温度は制御部９０に送信される。

図１に戻り、作業室１０の外部には、作業室１０に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部２００が設けられている。滅菌物質供給部２００は、作業室１０および経路に滅菌物質を供給することで、作業室１０および経路を無菌環境とすることができる。ここで、無菌環境とは、作業室で行われる作業に必要な物質以外の混入を回避するために限りなく無塵無菌に近い環境をいう。本実施の形態において滅菌物質は過酸化水素である。

図１に示すように、滅菌物質供給部２００は、気体排出口１８の下流側、かつ三方弁５２の上流側の経路７８の途中に経路２２４を経由して接続されている。滅菌物質供給部２００は、滅菌物質カートリッジ２６０、ポンプ２６４、および滅菌ガス生成部２０２を有する。滅菌物質カートリッジ２６０は、滅菌物質として過酸化水素水を貯蔵する。ポンプ２６４は、滅菌物質カートリッジ２６０に貯蔵された過酸化水素水を汲み上げ、滅菌ガス生成部２０２に送出する。滅菌ガス生成部２０２は、供給された過酸化水素水を気化させ、過酸化水素ガスを発生させる。発生した過酸化水素ガスは、経路７８に送出される。

滅菌物質供給部２００の具体的な構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る滅菌物質供給部２００の構成を示す概略図である。滅菌物質供給部２００は、霧化部２１０および気化部２２０からなる滅菌ガス生成部２０２を有する。

霧化部２１０は、収容部材２１１、蓋部材２１２、超音波振動子２１３、カップ２１４、および漏斗部材２１５を有する。

収容部材２１１の底面に超音波振動子２１３が設けられている。超音波振動子２１３は、電気エネルギーを超音波領域の機械振動に変換する素子である。

収容部材２１１の上部外周にフランジ２１６が形成されている。また、フランジ２１６に対応して、蓋部材２１２の下部外周にフランジ２１７が形成されている。フランジ２１６とフランジ２１７とをネジなどの締結部材２１８によって締め付けることにより、フランジ２１６とフランジ２１７との間が封止され、収容部材２１１および蓋部材２１２の内部に空間が形成されている。

収容部材２１１および蓋部材２１２の内部空間は、樹脂製のカップ２１４によって上側の空間２３２と下側の空間２３４とに仕切られている。具体的には、カップ２１４の周縁部分は、フランジ２１６とフランジ２１７との間に挿入されており、フランジ２１６とフランジ２１７とをネジなどの締結部材２１８によって締め付けることにより固定されている。

下側の空間２３４には、超音波振動子２１３で発生した超音波振動を伝播する超音波伝播用液２４０が満たされている。超音波伝播用液２４０には、水のような粘性の小さい液体が適している。一方、上側の空間２３２には、配管２８０と漏斗状部２８２とからなる漏斗部材２１５が設けられている。漏斗部材２１５については後述する。

蓋部材２１２の側面には、開口２５０および開口２５２が設けられている。また、蓋部材２１２の上面に開口２５４が設けられている。開口２５０には、滅菌物質カートリッジ２６０に貯留された過酸化水素水を空間２３２に供給するための配管２６２が挿入されている。配管２６２の途中には滅菌物質カートリッジ２６０に貯留された過酸化水素水を汲み上げるためのポンプ２６４が設けられている。

また、開口２５２には、空気供給ファン２７０から送出された空気が流入する配管２７２が接続されている。

また、開口２５４には、漏斗部材２１５の配管２８０が挿入されており、漏斗状部２８２の開口２８４が下方に向くように漏斗部材２１５が固定されている。配管２８０の一方の端部は気化部２２０に固定されている。なお、開口２５２の位置は、漏斗状部２８２の開口２８４の位置よりも上方に設けられている。これにより、開口２５２から送り込まれた空気は、開口２８４に直接吹き込まず、漏斗状部２８２の外側を下方に流れた後、漏斗状部２８２の下方で折り返した後、漏斗状部２８２の内側を上方に流れる。

以上のような構成の霧化部２１０では、カップ２１４に供給された過酸化水素水が超音波振動によりミスト化され、ミスト化された過酸化水素は空気供給ファン２７０から送出された空気により、漏斗状部２８２の開口２８４および配管２８０を経由して、気化部２２０に送り込まれる。この際、ミスト化されずに、漏斗状部２８２の内側に付着した過酸化水素の液滴は、重力によりカップ２１４に落下し、再びミスト化される。

気化部２２０は、加熱管２２１、ヒータ２２２、流路形成板２２３、経路（配管）２２４、および温度計２２５を有する。

加熱管２２１は軸方向が鉛直方向になるように配管２８０と接続されている。加熱管２２１の内部には、配管２８０から送出された過酸化水素および空気が下方から上方へ流れる流路２２６が形成されている。加熱管２２１の内部には、加熱管２２１の内面から加熱管２２１の軸と垂直な方向に突出する流路形成板２２３が互い違いに設けられている。これにより、加熱管２２１の内部に形成された流路２２６が蛇行し、流路２２６が長くなる。この結果、流路２２６に過酸化水素が滞留する時間が長くなり、流路２２６内で過酸化水素が確実にガス化される。

本実施の形態では、加熱管２２１は空間２３２の直上に設けられている。このため、加熱管２２１内でミスト状の過酸化水素が再結合し液滴化した場合でも、重力により空間２３２に落下する。空間２３２に戻った過酸化水素は超音波振動により再びミスト化され、加熱管２２１に送られらる。これにより、加熱管２２１内で液化した過酸化水素を簡便な構造で空間２３２に戻し、再びミスト化することにより、カップ２１４内の過酸化水素水を無駄なく、確実にガス化することができる。

加熱管２２１の中央部分に加熱管２２１の軸に沿って、ヒータ２２２が設けられている。ヒータ２２２は、制御部９０によるオンオフの制御により、たとえば１５０℃に温調される。ヒータ２２２には複数のフィンが設けられていることが望ましい。これにより、ヒータ２２２と流路２２６を流れる過酸化水素との接触面積が増加し、過酸化水素のガス化を促進することができる。

加熱管２２１の上部側面には、経路２２４の一方の端部が接続されている。経路２２４には、経路２２４の内部温度を測定するための温度計２２５が設けられている。温度計２２５で測定された経路２２４の内部温度は制御部９０に送信される。経路２２４の他方の端部は、経路７８に接続されている。なお、経路２２４には、逆流防止用の弁（図示せず）が設けられており、滅菌物質供給部２００から作業室１０に滅菌ガスを供給する場合に制御部９０におより当該弁が開放され、それ以外では当該弁が閉じられる。

以上のような構成の滅菌物質供給部２００において、滅菌ガスを生成する動作について説明する。なお、滅菌物質供給部２００による滅菌ガスの生成は制御部９０により制御される。

まず、ヒータ２２２のスイッチがオンにされ、ヒータ２２２による加熱が開始されるとともに、ポンプ２６４を駆動して滅菌物質カートリッジ２６０に貯留された過酸化水素水が汲み上げられ、空間２３２に向けて過酸化水素水が送出される。

ヒータ２２２のスイッチがオンになることにより、経路２２４の内部温度が常温から上昇し始める。また、過酸化水素水が配管２６２を通過して空間２３２に到達すると、カップ２１４の底部に過酸化水素水が貯まり始め、カップ２１４内の過酸化水素水量が上昇し始める。

経路２２４の内部温度が過酸化水素の気化温度に達すると、超音波振動子２１３の駆動が開始され、超音波伝播用液２４０を介して空間２３２に超音波振動が伝播される。また、空気供給ファン２７０による送風が開始され、外部から空間２３２に空気が送り込まれる。これにより、空間２３２において過酸化水素がミスト化し、ミスト化した過酸化水素が空気供給ファン２７０からの送風により加熱管２２１に供給される。加熱管２２１に供給されたミスト状の過酸化水素は、ヒータ２２２により加熱されてガス化する。ガス状になった過酸化水素は、経路２２４を経由して経路８０に供給される。

なお、カップ２１４内の過酸化水素水量が超音波振動によるミスト化に適した量になるように、ポンプ２６４によって空間２３２に向けて送出される過酸化水素水の流量を調節することが望ましい。これにより、カップ２１４内の過酸化水素水を効率的にミスト化することができる。

なお、ミスト化およびガス化の進行によって消費されるカップ２１４内の過酸化水素水を補うように、ポンプ２６４によって空間２３２に向けて送出される過酸化水素水の流量を調節することが望ましい。これにより、カップ２１４内の過酸化水素水を効率的にミスト化することができる。空間２３２に向けて送出される過酸化水素水の総量は予め定められており、ポンプ２６４の能力に応じた所定の時間経過後にポンプ２６４の駆動が停止される。

ポンプ２６４の駆動が停止すると、空間２３２への過酸化水素水の補給が停止する。これ以降、カップ２１４内の過酸化水素水量が徐々に減少し、カップ２１４内の過酸化水素水の残量がゼロになる。

霧化部２１０から気化部２２０に送られるミスト状の過酸化水素の量が徐々に減少するため、加熱管２２１において過酸化水素が気化することにより奪われる熱量が徐々に減少する。これにより、経路２２４の内部温度がさらに上昇する。言い換えると、経路２２４の内部温度の上昇は、カップ２１４内の過酸化水素の残量がゼロになったことを示す現象であり、この現象を捉えることにより、カップ２１４の過酸化水素の残量がゼロが否かを推測することができる。温度計２２５によって計測された経路２２４の内部温度が所定の判定温度（たとえば１００℃）に達すると、超音波振動子２１３の駆動が停止されるとともに、ヒータ２２２のスイッチがオフにされ、ヒータ２２２による加熱が停止される。なお、当該所定温度は、加熱管２２１内の過酸化水素のガス化が完了し、加熱管２２１内を空気のみが移動し始めるときの経路２２４の内部温度である。すなわち、経路２２４の内部温度が所定の判定温度に達することは、カップ２１４内の過酸化水素水の残量がゼロになり、ガス化すべき過酸化水素水が滅菌物質供給部２００に存在しないことを意味する。

経路２２４の内部温度は上昇し続けた後、徐々に低下し始め、やがて常温に戻る。

図１に戻り、制御部９０の説明を行なう。制御部９０は、制御部９０は上述したように滅菌物質供給部２００による滅菌ガスの送出の制御を行なう。また、制御部９０は、三方弁４４および５２の弁の開閉を制御することで気体流路の切換えを行なう。

具体的には、制御部９０は、三方弁４４の弁の開閉を制御して、経路７０から経路７２方向、または経路８０から経路７２方向への気体流路の排他的な切り換えを制御する。また、制御部９０は、三方弁５２の弁の開閉を制御して、経路７８から経路８０方向、または経路７８から経路８２方向への気体流路の排他的な切り換えを制御する。

（気体流路の切換え）
アイソレータ１００の気体流路は、制御部９０が三方弁４４および５２の弁の開閉を制御することにより、以下の２通りに切り換えられる。すなわち、過酸化水素ガスをアイソレータ１００内に循環させる場合には、三方弁４４は、経路８０から経路７２方向にのみ開状態となり、経路７０から経路７２方向には閉状態となる。また、三方弁５２は、経路７８から経路８０方向にのみ開状態となり、経路７８から経路８２方向には閉状態となる。これにより、過酸化水素ガスは滅菌ガス生成部２０２から経路７８、経路８０、三方弁４４、経路７２、ファン４６、経路７４、ＨＥＰＡフィルタ２０、および気体供給口１６を通って作業室１０に入り、気体排出口１８、ＨＥＰＡフィルタ２２、経路７８、三方弁５２を経て経路８０に戻るという循環経路が形成される。

一方、作業室内の空気の置換を行なう場合には、三方弁４４は、経路７０から経路７２方向にのみ開状態となり、経路８０から経路７２方向には閉状態となる。また、三方弁５２は、経路７８から経路８２の方向にのみ開状態となり、経路７８から経路８０方向には閉状態となる。これにより、空気は吸気口４２から経路７０、三方弁４４、経路７２、ファン４６、経路７４、ＨＥＰＡフィルタ２０、および気体供給口１６を通って作業室１０に入り、気体排出口１８、ＨＥＰＡフィルタ２２、経路７８、三方弁５２、経路８２、および滅菌物質分解処理部５４を通って排気口５８から排出されるという経路が形成される。

（滅菌処理）
アイソレータ１００では、作業室１０における１つの作業（前回の作業）が終了した後、次回の作業に際して作業室１０および前回の作業に用いられた流通路の滅菌処理が行われる。滅菌処理は、前処理工程と、滅菌工程と、置換工程とを含む。

前処理工程では、滅菌物質供給部２００から過酸化水素ガスが作業室１０に供給され、作業室１０における過酸化水素ガスの濃度が作業室１０の滅菌に必要な濃度以上に維持される。前処理工程において作業室１０における過酸化水素ガスが所定濃度以上となった後、滅菌工程が開始される。

具体的には、図４に示すように、時刻ｔ１において滅菌物質供給部２００による過酸化水素ガスの発生の準備が開始され、時刻ｔ２において滅菌物質供給部２００から過酸化水素ガスが作業室１０に供給され始める。作業室１０の過酸化水素ガスの濃度は時刻ｔ２以降に徐々に増加し、時刻ｔ３において所定の滅菌濃度に達する。

滅菌工程では、滅菌物質供給部２００から作業室１０へと過酸化水素ガスを送り、三方弁５２を経由して再び滅菌物質供給部２００に戻るという循環により作業室１０の滅菌が行なわれる。滅菌工程では、三方弁４４は経路８０から経路７２方向にのみ開状態に切換えられ、経路７０から経路７２方向には閉状態にされる。一方、三方弁５２は、経路７８から経路８０方向にのみ開状態に切換えられ、経路７８から経路８２方向には閉状態にされる。これにより、アイソレータ１００内には、滅菌ガス生成部２０２から出た気体が三方弁４４を経由して作業室１０に入り、三方弁５２、三方弁４４を経由して作業室１０に戻るという気体流路が形成され、過酸化水素ガスがアイソレータ１００内を循環する。

滅菌工程は、図４に示す時刻ｔ３から時刻ｔ５までの期間であり、作業室１０は所定の滅菌濃度の過酸化水素ガスに暴露されている。時刻ｔ４において、ヒータ３２０による触媒層３１０の加熱が開始され、触媒温度が徐々に上昇する。なお、時刻ｔ５において触媒温度が所定の処理温度（たとえば３００℃）に到達するように、ヒータ３２０による触媒層３１０の加熱が行われる。時刻ｔ５において、触媒温度が所定の処理温度（たとえば３００℃）に到達すればよく、ヒータ３２０による加熱開始時刻ｔ４は、時刻ｔ３の前でもよい。

置換工程では、吸気口４２を経由して取り込んだ空気を作業室１０に供給し、作業室１０の気体を押し出すことにより、作業室１０の気体が置換される。より具体的には、置換工程では制御部９０は、三方弁４４を吸気口４２から作業室１０方向にのみ開状態に切換え、三方弁５２を作業室１０から排気口５８方向にのみ開状態に切換える。これにより、アイソレータ１００内には、吸気口４２から取り込まれた空気が、経路７０からＨＥＰＡフィルタ２０を通過して作業室１０に至り、作業室１０からＨＥＰＡフィルタ２２を通過して排気口５８から排出されるという気体流路が形成される。その結果、作業室１０の気体が空気に置換され、作業室１０の過酸化水素ガスは作業室１０から除去される。

その際、作業室１０から押し出された過酸化水素ガスは、滅菌物質分解処理部５４によって分解処理されることにより、排気口５８からアイソレータ１００の外部への過酸化水素ガスの流出が低減される。また、置換工程では、アイソレータ１００内の作業室１０以外の領域、たとえば気体供給部４０内に残存する過酸化水素ガスや前回の作業に用いられた流通路内のＨＥＰＡフィルタ２０および２２に吸着している過酸化水素も除去される。

滅菌工程は、図４に示す時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間であり、時刻ｔ５以降に排気口５８から排出されるガスの排気量が徐々に増加し、最大排気量に到達する。排気口５８からガスが排気されるにつれて、作業室１０の過酸化水素ガスの濃度は徐々に減少する。時刻ｔ５において、触媒温度は触媒反応に十分な処理温度に予熱されているため、滅菌工程の後、速やかに置換工程が開始される。

置換工程において、作業室１０内の過酸化水素ガスが所定濃度以下となった場合に、次回の作業が開始可能となる。ここで、次回の作業を開始することができる過酸化水素ガスの濃度は、次回の作業に用いられる生体由来材料に、作業上無視できない程度の影響を与えない濃度である。この濃度は、たとえばＡＣＧＩＨ（ＡｍｅｒｉｃａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｆＧｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＨｙｇｉｅｎｉｓｔｓ）によって規定されている１ｐｐｍ（ＴＷＡ：時間加重平均値）以下の濃度である。あるいは作業室１０内の過酸化水素ガスが所定濃度以下となる時間を実験的に求め、求められた時間の経過後に次回の作業を開始可能とするようにしてもよい。

以上説明したアイソレータ１００によれば以下のような効果を得ることができる。

過酸化水素ガスを作業室１０に暴露して、作業室１０を滅菌している間に、滅菌物質分解処理部５４が有する触媒層３１０を予熱することにより、触媒層３１０を触媒反応に十分な処理温度に加熱するための時間を省くことができ、滅菌処理全体の処理時間を短縮することができる。

滅菌工程が終了したときに、触媒層３１０の温度を触媒反応に十分な処理温度に加熱しておくことで、滅菌工程の後、速やかに置換工程を行うことができ、滅菌処理全体の処理時間を短縮することができる。

置換工程開始後に、触媒層３１０が触媒反応に十分な処理温度に加熱されているため、触媒反応による過酸化水素の分解が促進されるため、排気口５８からのガスの排気量を増やしても十分に過酸化水素ガスの濃度を低減することができる。この結果、置換工程に要する時間を短くすることができ、滅菌処理全体の処理時間を短縮することができる。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係るアイソレータ１００の構成を示す概略図である。

本実施の形態のアイソレータ１００は、滅菌ガス生成部２０２からの経路２２４の下流側および三方弁４００が設けられており、三方弁４００を経由して滅菌ガス生成部２０２で加熱された空気が気体排出部３００に直に供給される経路が形成可能である点が実施の形態１と異なる。実施の形態２に係るアイソレータ１００について実施の形態１と異なる点について説明し、実施の形態１と同様な構成については適宜説明を省略する。

具体的には、三方弁４００は経路２２４の気体流れ下流側に設けられており、経路２２８を経由して経路７８に至る気体流路と、経路２２９を経由して経路８２に至る気体流路との排他的な切り換えが可能である。

前処理工程および滅菌工程では、三方弁５２は、経路７８から経路８０方向にのみ開状態とされる。一方、三方弁４００は経路２２４から経路２２８方向にのみ開状態とされる。これにより、前処理工程および滅菌工程において、滅菌物質供給部２００から作業室１０への過酸化水素ガスの供給が可能となる。

本実施の形態では、図４に示す時刻ｔ４において、三方弁４００が経路２２４から経路２２９方向にのみ開状態とされる。すなわち、作業室１０の過酸化水素ガス濃度が所定の滅菌濃度に到達した段階で、滅菌物質供給部２００での過酸化水素ガスの生成を停止させ、滅菌物質供給部２００で加熱された空気が滅菌物質分解処理部５４に供給され、滅菌物質分解処理部５４の触媒層３１０が予熱される。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様な効果のみならず、触媒層３１０の予熱をヒータ３２０によらずに行うことができ、アイソレータ１００の構成を簡便化することができるとともに、滅菌物質供給部２００の熱を有効利用することにより、アイソレータ１００の熱効率を向上させることができる。

なお、滅菌物質供給部２００による触媒層３１０の予熱は、図４に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２までのガス発生準備段階で行ってもよい。この段階では、滅菌物質供給部２００から過酸化水素ガスが生成しておらず、三方弁４００を経路２２４から経路２２９方向にのみ開状態としても問題がない。この場合には、時刻ｔ３において、三方弁４００を経路２２４から経路２２８方向にのみ開状態とすることにより、滅菌物質供給部２００から作業室１０への過酸化水素ガスの供給が開始される。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。

たとえば、滅菌物質供給部２００は上述の構成に限られず、たとえば、過酸化水素水を加熱した容器に供給して気化させることで過酸化水素ガスを発生させる構成であってもよい。

また、上述の各実施の形態では、パスボックス、およびパスボックス内の空気を制御するための三方弁およびファンが設置されていないが、これらを備えるアイソレータであってもよい。ここでパスボックスとは、作業室の壁面に設置され、前室と作業室間で工具や物品を受け渡しする際、塵埃等の出入りを避け、作業室へ埃が入り込むのを最小限に抑えることができる装置をいう。

実施の形態１に係るアイソレータの構成を示す概略図である。実施の形態１に係るアイソレータが有する滅菌物質分解処理部の構成を示す概略図である。実施の形態１に係るアイソレータが有する滅菌物質供給部の構成を示す概略図である。実施の形態１に係るアイソレータにおける滅菌処理の流れを示すタイミングチャートである。実施の形態２に係るアイソレータの構成を示す概略図である。

符号の説明

１０作業室、１２前面扉、１４作業用グローブ、１６気体供給口、１８気体排出口、２０、２２ＨＥＰＡフィルタ、４０気体供給部、４２吸気口、４４、５２三方弁、４６ファン、５４滅菌物質分解処理部、５８排気口、７０、７２、７４、７８、８０、８２経路、９０制御部、１００アイソレータ、２００滅菌物質供給部、２０２滅菌ガス生成部、２１０霧化部、２２０気化部、３００気体排出部。

Claims

気体供給口と気体排出口とを備え、生体由来材料を対象とする作業を行うための作業室と、
前記気体供給口に設けられた供給側微粒子捕集フィルタと、
前記作業室に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部と、
前記滅菌物質を分解する触媒を有し、外部に排出される滅菌物質の濃度を低減する滅菌物質分解処理部と、
前記触媒を加熱する加熱部と、
前記滅菌物質供給部による滅菌物質の供給を準備している間、または前記作業室を前記作業室を滅菌物質で滅菌している間に、前記加熱部を用いて前記触媒を加熱し、前記作業室の滅菌が終了した後、前記触媒を用いて前記滅菌物質を分解して排出させる制御部と、
を備えることを特徴とするアイソレータ。
前記作業室の滅菌が終了したときに、前記触媒が所定の反応温度にまで加熱されていることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。
前記滅菌物質供給部は、滅菌物質を加熱して気化させる気化部を有し、
前記触媒を加熱する場合に、前記気化部の熱が利用されることを特徴とする請求項１または２に記載のアイソレータ。
前記気化部と前記作業室とを接続する第１の流通路と、
前記気化部と前記滅菌物質分解処理部とを接続する第２の流通路と、
前記第１の流通路と前記第２の流通路とを切り換える切り換え手段と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記触媒を加熱する場合に、前記第１の流通路から前記第２の流通路に切り換えることを特徴とする請求項３に記載のアイソレータ。
前記滅菌物質が過酸化水素であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアイソレータ。