JP2011167405A - アイソレータおよび細胞自動培養装置、ならびにアイソレータの滅菌処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】滅菌ガスが取り扱われるアイソレータにおいて、周囲環境に対する安全性をさらに向上させる。
【解決手段】アイソレータの作業空間内のガスを第１の循環流路を用いて、循環用フィルタを介して循環させながら、作業空間内に滅菌ガスを供給して、作業空間の滅菌処理を行い、所定時間経過後、滅菌ガスの供給を停止するとともに、第１の循環流路を第２の循環流路に切り替えて、第２の循環流路に配置された無害化装置にガスを通過させることで、循環されるガス中に含まれる滅菌ガスを無害化し、アイソレータの作業空間を高いレベルにて無菌環境とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、その内部に無菌環境とされた作業空間が形成されるアイソレータに関し、特に、作業空間内を滅菌処理により無菌環境とされた無菌環境空間として、無菌環境空間内にて細胞自動培養を行う細胞自動培養装置に関する。

アイソレータの内部に形成される作業空間では、例えば細胞培養などの作業を行うため、無菌環境であることが求められる。作業空間内の無菌環境を確保するために、アイソレータでは、ＨＥＰＡフィルタなどのパーティクル除去用フィルタを介して、作業空間内に清浄空気を供給するとともに、作業空間内の空気を、ＨＥＰＡフィルタを介して排気するような構成が採用されている。また、作業空間内における細胞培養操作などの作業を開始する前、あるいは作業を完了した後には、過酸化水素ガスなどの滅菌ガスを作業空間に供給することで、滅菌処理が行われている。このような滅菌処理が行われた後、作業空間内に残存する滅菌ガスを含む空気は、ＨＥＰＡフィルタを通じて供給される外部空気と置換されることにより、作業空間内に無菌環境が形成される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２６０４８号公報

特許文献１では、所定の滅菌処理が行われた後、作業空間内に残存する滅菌ガスを含む空気を、ＨＥＰＡフィルタを通じて供給される外部空気と置換させる置換処理を行っている。作業空間内の空気は、滅菌物質除去フィルタ３６を通過することで滅菌物質の除去が行われて、作業空間外へ排出（放出）される。そのため、滅菌物質除去フィルタ３６を通過した後の空気中に含まれる滅菌物質の濃度が、所定の基準値未満（例えば、１ｐｐｍ未満）となるように、滅菌物質除去フィルタ３６における空気の流速を設定する必要がある。このように作業空間外部へ排出される空気の流量に制限があるため、置換工程に要する時間を大幅に短縮させることができないという課題がある。

このような滅菌物質などを取り扱う各種装置では、その周囲環境などに対する安全性に関する各種規準を遵守する仕様が採用されているが、近年、このような安全性をさらに向上させることが求められている。

従って、本発明の一の目的は、上記課題を解決することにあって、アイソレータの内部に形成される作業空間において、滅菌処理後の作業空間の無害化に要する時間を短縮することができるアイソレータの滅菌処理方法およびアイソレータ、ならびに細胞自動培養装置を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、滅菌ガスが取り扱われるアイソレータにおいて、周囲環境に対する安全性をさらに向上させることができるアイソレータの滅菌処理方法およびアイソレータ、ならびに細胞自動培養装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、作業空間と、作業空間へガスを給気する給気部および作業空間よりガスを排気する排気部と連通され、作業空間内のガスを循環させる循環流路と、循環流路の途中に配置された循環用フィルタおよび循環用送風機と、作業空間に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給装置とを備え、前記循環流路は、作業空間の滅菌処理を実施する際に、ガスの循環用に使用される第１の循環流路と、滅菌処理の実施後の滅菌ガスの無害化処理を実施する際に、ガスの循環用に使用される第２の循環流路と、第１の循環流路と第２の循環流路とを切り替える流路切替部とを備え、第２の循環流路に配置され、循環されるガス中に含まれる滅菌ガスを無害化する無害化装置をさらに備える、アイソレータを提供する。

本発明の第２態様によれば、作業空間を作業空間の外部と連通する外部連通流路と、外部連通流路の途中に配置されたフィルタとをさらに備える、第１態様に記載のアイソレータを提供する。

本発明の第３態様によれば、外部連通流路の途中に配置され、外部連通流路を通じて作業空間内のガスを外部に排気する排気用送風機と、作業空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、滅菌処理を実施する際に、圧力検出手段の検出結果に基づいて、作業空間内の圧力の上昇を抑制するように、排気用送風機によるガスの排気流量を調節する排気用流量調節手段とを備える、第２態様に記載のアイソレータを提供する。

本発明の第４態様によれば、外部連通流路の途中に配置され、排気されるガス中に含まれる滅菌ガスを分解する分解装置をさらに備える、第３態様に記載のアイソレータを提供する。

本発明の第５態様によれば、滅菌ガスは過酸化水素を含むガスであり、無害化装置は過酸化水素を水および酸素に分解する触媒を含み、作業空間内または循環流路に配置され、循環するガスを冷却して凝縮させる冷却装置をさらに備える、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載のアイソレータを提供する。

本発明の第６態様によれば、第１態様から第５態様のいずれか１つに記載のアイソレータにおける作業空間を、滅菌処理により滅菌された無菌環境空間とし、無菌環境空間内に配置され、無菌環境空間内にて細胞培養操作を行うロボットをさらに備える、細胞自動培養装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、無菌環境空間内に無菌化されたガスを供給する無菌化ガス供給手段と、細胞培養を実施する際に、無菌環境空間内の圧力を正圧に保つように、無菌化ガス供給手段による無菌化ガスの供給流量を調節する細胞培養処理用の供給用流量調節手段とをさらに備える、第６態様に記載の細胞自動培養装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、アイソレータの作業空間内のガスを第１の循環流路を用いて、循環用フィルタを介して循環させながら、作業空間内に滅菌ガスを供給して、作業空間の滅菌処理を行い、所定時間経過後、滅菌ガスの供給を停止するとともに、第１の循環流路を第２の循環流路に切り替えて、第２の循環流路に配置された無害化装置にガスを通過させることで、循環されるガス中に含まれる滅菌ガスを無害化する、アイソレータの滅菌処理方法を提供する。

本発明によれば、次のような効果を得ることができる。

まず、作業空間内への滅菌ガスの供給工程では、作業空間内に滅菌ガスを供給しながら滅菌ガスを第１の循環経路にて循環させているため、循環系全体の滅菌に必要な量の滅菌ガスを均一に行き渡らせることができる。

さらに、滅菌処理終了後、作業空間内に残存する滅菌ガスの無害化工程では、循環経路を第１の循環経路から第２の循環経路へと切り替えて、第２の循環流路に設けられている滅菌ガスの無害化装置を用いて、内部循環される滅菌ガスを含むガスの無害化処理を行うことができる。その際、特に、無害化装置は循環系内に配置されているため、その下流経路にて残留するガス濃度の制限がなく、可能な限り循環流速を速めることができる。よって、作業空間および循環経路内に残存する滅菌ガスの無害化処理に要する時間を、大幅に短縮することができる。

また、このような無害化処理は、作業空間および循環流路が作業空間外部に対して実質的に密閉された系（すなわち、クローズドのシステム）にて行われるため、アイソレータ周囲環境に対する安全性をさらに向上させることができる。

本発明の第１実施形態にかかるアイソレータの模式図 第１実施形態のアイソレータにおける滅菌処理および無害化処理の手順のフローチャート 第１実施形態のアイソレータにて滅菌処理が行われている状態の模式説明図 第１実施形態のアイソレータにて無害化処理が行われている状態の模式説明図 本発明の第２実施形態にかかるアイソレータの模式図 第２実施形態の変形例にかかるアイソレータの模式図 本発明の第３実施形態にかかる細胞自動培養装置の模式図

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるアイソレータ１０の主要な構成を図１の模式図に示す。なお、図１では、本第１実施形態のアイソレータ１０における滅菌処理および滅菌処理後の滅菌ガスの無害化処理に関する主要な構成を示すものであり、アイソレータ１０の内部の作業空間に配置される作業装置などの構成については図示していない。

図１に示すように、アイソレータ１０は、実質的に密閉された作業空間１１と、作業空間１１の天井面に設けられた給気部１２と、床面に設けられた排気部１３とに連通され、作業空間１１内の雰囲気ガス（以降、単に「ガス」とする。）を循環させる循環流路１４と、循環流路１４の途中に配置され、循環流路１４を通じて作業空間１１内のガスを循環させる循環ファン（循環用送風機）１５と、循環流路１４における給気部１２に設けられたＨＥＰＡフィルタ（循環用フィルタ）１６とを備えている。

作業空間１１は、例えば、耐食性に優れかつクリーン仕様のステンレスパネルを用いて形成され、作業空間１１内の密閉性を確保するためにシール部材などを用いて繋ぎ部分が封止されている。また、循環流路１４は、作業空間１１の天井パネル、側壁パネル、床パネルの一部を利用したエアダクト構造として形成されている。給気部１２は、作業空間１１の天井部分において、ＨＥＰＡフィルタ１６のサイズに合わせて形成されている。排気部１３は、例えば、作業空間１１の床上に配置されたパンチングメタルにより形成されている。循環ファン１５は、例えば、作業空間１１の天井部分における循環流路１４内に配置されている。

このようにアイソレータ１０が構成されていることにより、排気部１３より排気された作業空間１１内のガスを、循環流路１４を通して給気部１２へ送り、給気部１２にてＨＥＰＡフィルタ１６を通過させることで、ガス中に含まれる微細な塵埃や細菌などのパーティクルを除去し、クリーンなガスを作業空間１１内に給気するように、作業空間１１内のガスを循環させることができる。作業空間１１の容積に対して、例えば、３００回／時間のガスの循環を行うことで、クラス１００レベルのクリーン度を得ることができる。なお、作業空間１１内全体のガスの循環を効率的に行うために、給気部１２と排気部１３とは、その天井面および床面において、広範囲かつ均等に配置されることが望ましい。

本第１実施形態のアイソレータ１０の作業空間１１は、無菌環境とすることが求められる。ここで無菌環境とは、作業空間にて行われる作業に必要な物質が限りなく取り除かれた状態を言い、ガス中のパーティクルの量が所定量以下に保たれたクリーン環境に加えて、ウィルスや細菌などが限りなく存在しない環境のことを言う。このような無菌環境を実現するために、作業空間１１の滅菌処理が行われる。ここで、滅菌とは、微生物はもちろん、ウィルスや細菌を、タンパク質レベルまで完全に死滅させることを言う。

このような滅菌処理を行うために、作業空間１１内には、滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給装置が配置されている。具体的には、滅菌ガスとしては、例えば、過酸化水素ガスが用いられ、収容されている過酸化水素水に対して超音波振動を付与することで、微細化された過酸化水素水ミストを作業空間１１内に噴霧する超音波ミスト発生器１７が、滅菌ガス供給装置として採用されている。なお、超音波ミスト発生器１７に収容される過酸化水素水は、その取り扱い性を考慮して、例えば、３５ｗｔ％程度の濃度の水溶液が用いられる。また、超音波ミスト発生器１７より供給されたミストは、その大きさが微細であるため、僅かな時間で過酸化水素ガスとして気化させることができるとともに、ガスに対して大幅な温度上昇が伴うような熱を与えることもない。

図１に示すように、アイソレータ１０において、循環流路１４は、その途中において、２つの流路に分岐され、分岐された流路が再び統合されるような構成を有している。具体的には、循環流路１４は、作業空間１１の滅菌処理（詳細については後述する。）を行う際、あるいは、作業空間１１において、細胞培養などの作業処理を行う際における作業空間１１内のガスの循環用として使用される第１の循環流路１４Ａと、作業空間１１の滅菌処理を行った後、作業空間１１内のガスに含まれる滅菌ガス成分を無害化する無害化処理（詳細については後述する。）を行う際における作業空間１１内のガスの循環用として使用される第２の循環流路１４Ｂとの２つの流路に分岐されている。

第１の循環流路１４Ａの途中には、通過するガスに対して処理を行うような装置類は配置されていないのに対して、第２の循環流路１４Ｂの途中には、通過するガス中に含まれる滅菌ガスを無害化する無害化装置１８が配置されている。本第１実施形態では、滅菌ガスとして過酸化水素ガスが用いられるため、過酸化水素ガスを無害化するための触媒として、二酸化マンガンを用いた無害化装置１８が用いられる。すなわち、無害化装置１８では、過酸化水素ガスを含むガスを、触媒である二酸化マンガンに接触させることで、過酸化水素ガス（Ｈ_２Ｏ_２）を水（Ｈ_２Ｏ）と酸素（Ｏ_２）とに分解することで、滅菌ガスの無害化を行う。このように、滅菌ガスの無害化とは、滅菌ガスに対して化学的な処理を行うことにより、ウィルスや細菌をタンパク質レベルまで完全に死滅させる滅菌ガスに対して、ウィルスや細菌、および人体に対して、実質的な影響を与えない程度にすることを言う。

さらに、図１に示すように、循環流路１４における第１の循環流路１４Ａと第２の循環流路１４Ｂとの分岐箇所には、循環されるガスが流れる流路の切り替えを行う流路切替弁（流路切替部）１９が設けられている。この流路切替弁１９は、図３Ａに示す第１の循環流路選択位置（１００％開放位置）と、図３Ｂに示す第２の循環流路選択位置（０％開放位置）との間で自動操作により動作させることができる。

また、循環流路１４における流路の分岐部分の上流側の壁面には、冷却装置２０が配置されている。この冷却装置２０は、無害化処理を実施した際に、通過するガスと接触することで、ガスを冷却して水分を凝縮することで、ガスの除湿を行う機能を有している。また、このような除湿機能と合わせて、作業空間１１内のガスの温度を下げるために冷却を行う場合にも使用される。本第１実施形態では、このような冷却装置２０として、例えば、ペルチェ冷却装置が採用されている。冷却装置としては、ガスと接触してガス中に含まれる水分を凝縮させる機能があるものであれば良く、その他、熱交換器やヒートポンプ式の装置を採用しても良い。ただし、装置スペースなどの観点からは、ペルチェ式を採用することが望ましい。なお、冷却装置２０により凝縮された水が、作業空間１１の下部における循環流路１４内に設けられたドレン弁３１より作業空間１１の外部に排水される。

また、図１に示すように、循環流路１４には、作業空間１１の外部に連通された排気流路（外部連通流路）２１が接続されている。この排気流路２１は、滅菌処理の実施中において、作業空間１１内の圧力が上昇しないように作業空間１１内のガスの一部を外部へ逃すことをその主目的として設けられている。

排気流路２１における循環流路１４との接続部分には、ＨＥＰＡフィルタ２２（フィルタ）が設けられており、さらに排気流路２１には排気ファン２３（排気用送風機）と、排気流路２１を通過するガス中に含まれる滅菌ガス成分を分解する分解装置２４とが設けられている。この分解装置２４は、無害化装置１８と実質的に同じ構成を有している。また、分解装置２４とＨＥＰＡフィルタ２２との間における排気流路２１には、排気流路２１を通過して流れる排気ガスの流量を調節することで、作業空間１１内の圧力を調節する圧力調節用弁２５と、この圧力調節弁２５の前後における排気流路２１の微小圧力差を調節する微小圧力調節用弁２６とが設けられている。

図１に示すように、作業空間１１には、圧力を検出する圧力計２７（圧力検出手段）が設置されており、例えば、滅菌処理の実施中において、圧力計２７にて検出された圧力が正圧とならないように、すなわち作業空間１１の外部の圧力以下の圧力に保たれるように、圧力調節用弁２５および微小圧力調節用弁２６の開度が制御されて、圧力を調節することが可能となっている。また、圧力計２７にて検出された圧力に基づいて、排気ファン２１の運転／停止の制御および排気ファン２１の回転数の制御（インバータ制御）も併せて行われる。なお、本第１実施形態では、圧力調節用弁２５、微小圧力調節用弁２６、および排気ファン２１が、排気流量の流量調節手段の一例となっている。

さらに、図１に示すように、作業空間１１には、温湿度計２８および過酸化水素濃度計２９が設置されている。例えば、温湿度計２８にて検出された作業空間１１の温度・湿度が予め設定された条件を満たすように、冷却装置２０が制御される。また、過酸化水素濃度計２９にて検出された作業空間１１内の過酸化水素濃度が予め設定された濃度条件を満たすように、滅菌処理においては、超音波ミスト発生器１７によるミスト発生量が制御され、無害化処理においては、無害化装置１８による無害化処理の終了の可否が判断される。

アイソレータ１０には、それぞれの構成部の動作を互いに関連付けながら統括的に制御する制御装置３０が備えられている。制御装置３０は、例えば、滅菌処理における作業空間１１内の過酸化水素ガス濃度の制御、無害化処理における無害処理の終了の可否の判断、および滅菌処理における作業空間１１内の圧力の制御などを行うことができる。

次に、このような構成のアイソレータ１０において、滅菌処理およびその後の滅菌ガスの無害化処理を行う手順について説明する。この説明にあたって、滅菌処理および無害化処理の手順を図２のフローチャートに示し、その際におけるアイソレータ１０の各構成部の動作を図３Ａ（滅菌処理）および図３Ｂ（無害化処理）の模式説明図に示す。なお、以降において説明するそれぞれの処理は、制御装置３０により各構成部の動作が制御されることにより行われる。

まず、図２のフローチャートのステップＳ１において、作業空間１１内部の滅菌処理を開始するために循環流路１４において、流路切替弁１９が動作されて第１の循環流路選択位置（１００％開放位置）に位置され、第１の循環流路１４Ａにガスが通過可能な状態とされる。その後、循環ファン１５が運転されて（ステップＳ２）、作業空間１１内のガスが、循環流路１４における第１の循環流路１４Ａを通過した後、ＨＥＰＡフィルタ１６を通して作業空間１１内に戻されるように、ガスの循環が行われる。

作業空間１１内のガスの循環が確認されると、図３Ａに示すように、超音波ミスト発生器１７の運転が開示され、作業空間１１内に滅菌ガス（過酸化水素ガス）が供給される（ステップＳ３）。過酸化水素濃度計２９にて作業空間１１内の濃度が常時検出され、濃度が予め設定された濃度範囲に保たれるように、超音波ミスト発生器１７による滅菌ガスの供給量あるいはその運転・停止が制御される。過酸化水素濃度が予め設定された濃度範囲に保持されると、循環流路１４を含めた作業空間１１内の滅菌処理が開始され（ステップＳ４）、滅菌設定時間が経過するまで、この状態が保たれる（ステップＳ５）。この滅菌処理により、作業空間１１内に配置されている作業装置など、作業空間１１内のあらゆる部材の滅菌処理が行われる。

この滅菌処理が実施されている間、作業空間１１内の圧力が圧力計２８により常時検出され、圧力を予め設定された圧力範囲に保つように、排気ファン２３の運転および回転数の制御、圧力調節用弁２５および微小圧力調節用弁２６の制御が行われる。超音波ミスト発生器１７による発生された微細なミストは、圧力が負圧に保たれている程気化しやすい傾向にある。そのため、滅菌処理を実施している間は、圧力が予め設定された負圧範囲に保たれるように制御されることが好ましい。なお、負圧に保たれないような場合であっても良いが、少なくとも圧力が正圧とならないように制御されることが望ましい。なお、排気ファン２３の運転により排気流路２１を通して外部に排出されるガス中に含まれる滅菌ガス成分は、分解装置２４を通過することにより、水と酸素に分解された状態にて外部に排出される。

その後、ステップＳ５にて、滅菌設定時間が経過したと判断されると、超音波ミスト発生器１７の運転が停止され、作業空間１１内への滅菌ガスの供給が停止される（ステップＳ６）。これにより、滅菌処理が完了する。

滅菌処理が完了した後、作業空間１１内および循環流路１４内に残存する滅菌ガスを無害化するための無害化処理が開示される。具体的には、図３Ｂに示すように、循環流路１４において、流路切替弁１９が動作されて第２の循環流路選択位置（０％開放位置）に位置され、第２の循環流路１４Ｂにガスが通過可能な状態とされる（ステップＳ７）。この動作により、循環流路１４に流れるガスが、第２の循環流路１４Ｂを通過することになり、無害化装置１８を通過するガス中に含まれる滅菌ガス成分が水と酸素に分解されて無害化される（ステップＳ８）。

この無害化処理は、過酸化水素濃度計２９により検出される作業空間１１内の濃度が、予め設定された無害基準値を下回るまで実施される（ステップＳ９）。また、無害化処理の実施中において、作業空間１１内の湿度が上昇するため、循環されるガスが、冷却装置２０により冷却されて、含有されている水分が凝縮、すなわち除湿が行われる。なお、凝縮された水は、ドレン弁３１を通じて作業空間１１の外部に排出される。また、この無害化処理の実施中においても、作業空間１１内の圧力が予め設定された圧力範囲に保たれるように、圧力制御が行われる。

その後、作業空間１１内の滅菌ガスの濃度が予め設定された基準値に達したことが確認されると、無害化処理が完了する。

アイソレータ１０において排気流路２１が設けられていることにより、滅菌処理に際に、排気流路２１を通じて作業空間１１内の圧力を逃す（所定の範囲に保つ）ことで、超音波ミスト発生器１７より発生されるミストが蒸発することに伴う圧力の上昇を抑制することができる。さらに、無害化処理の際に、酸素が発生することに伴う圧力の上昇を抑制することができる。そのため、排気流路２１を圧力逃し用の流路として機能させることができるが、圧力を積極的かつ確実に制御するためには、排気流路２１に排気ファン２３が設けられていることが好ましい。

また、上述の説明では、循環流路１４に設けられた流路切替弁１９が、１００％開放位置と０％開放位置とを選択的に切替動作する場合について説明したが、この切替位置としてその中間の位置が選択されるようにしても良い。例えば、一部のガスを第１の循環流路１４Ａを通過させ、残りの一部のガスを第２の循環流路１４Ｂを通過させるようにしても良い。例えば、作業空間１１内の部材に滅菌ガスが吸収され、無害化処理の完了後に過酸化水素濃度が上昇する場合も考えられるため、一部ガスを無害化装置１８に通過させることで、このような事後的な濃度上昇にも対応することができる。

本第１実施形態のアイソレータ１０によれば、滅菌処理およびその後の無害化処理を行う際に、外部空気導入による滅菌ガスの置換を行うことなく、実質的にクローズドのシステムにて実施することができるため、高い無菌環境を形成することができるとともに、アイソレータ１０の周囲環境に対する安全性をさらに向上させることができる。

また、無害化装置１８は循環系内に配置されているため、その下流経路にて残留するガス濃度の制限がなく、可能な限り循環流速を速めることができる。よって、作業空間１１および循環経路内に残存する滅菌ガスの無害化処理に要する時間を、大幅に短縮することができる。

（第２実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２実施形態にかかるアイソレータ１１０の主要な構成を示す模式図を図４に示す。なお、図４の本第２実施形態のアイソレータ１１０において、上記第１実施形態のアイソレータ１０と同じ構成部材には、同じ参照番号を付してその説明を省略する。以下、上記第１実施形態と相違する箇所についてのみ説明する。

図４に示すように、アイソレータ１１０には、作業空間１１の圧力を正圧に保つための無菌化ガス供給手段が設けられている点において、上記第１実施形態の構成とは異なる構成を有している。

具体的には、アイソレータ１１０において、循環流路１４には無菌ガスの給気流路１４１が接続されている。給気流路１４１は、無菌ガスボンベ１４２に接続されおり、無菌ガスボンベ１４２の手動弁１４３を開放することにより、無菌ガスが給気流路１４１を通じて循環流路１４を介して作業空間１１内に供給される。

さらに、給気流路１４１の途中には、圧力調節用弁１４４および微小圧力調節用弁１４５が設けられており、例えば、圧力計２７により検出された圧力が、予め設定された正圧の範囲に保持されるように、無菌ガスの給気量が調節される。本第２実施形態では、圧力調節用弁１４４および微小圧力調節用弁１４５が無菌化ガス流量調節手段の一例となっている。なお、このように正圧保持が行われている間は、排気流路２１の圧力調節用弁２５は閉止されることが望ましい。

このように無菌ガスボンベ１４２より供給される無菌ガスとしては、空気、窒素、二酸化炭素など自然界に存在し、かつ、作業空間１１内にて培養される細胞などに実質的に無害なガスが使用される。また、このような無菌ガスの生成方法としては、化学反応によって直接生成する場合、オゾン、紫外線殺菌、あるいは加圧過熱殺菌などの手段を用いて、汚染ガスを無菌化したガスをボンベ１４２内に充填しても良い。

このような無菌ガスを用いた作業空間１１内の正圧保持は、例えば、作業空間１１内にて細胞培養などを行う場合に実施される。このように正圧保持が行われることで、細胞培養に影響する細菌等の作業空間１１外からの侵入を抑制することができる。

なお、アイソレータ１１０において、作業空間１１の圧力を正圧に保つためのガス給気手段は、図４に示す構成のみに限られるものではない。このような場合に代えて、図５に示すアイソレータ２１０のように、外部空気を滅菌処理したガスを作業空間１１内に供給するような構成を採用することもできる。

図５に示すように、本第２実施形態の変形例にかかるアイソレータ２１０は、循環流路１４に接続された給気流路２５１と、給気流路２５１を通じて取り入れた外部空気に対して滅菌処理を行う空気滅菌装置２５２と、給気ファン２５３と、圧力調節用弁２５４および微小圧力調節用弁２５５とを備えている。また、循環流路１４への給気流路２５１の接続部分にはＨＥＰＡフィルタ２５６が設置されている。

このような空気滅菌装置２５２としては、オゾン、紫外線殺菌、加圧過熱殺菌、プラズマ除菌などの手段を採用することができる。

なお、本第２実施形態のアイソレータ１１０、２１０において、滅菌処理および無害化処理を行う構成およびその手順は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかる細胞自動培養装置３１０（以降、「細胞自動培養装置３１０」とする。）について、その主要な構成を示す側面模式図を図６に示す。なお、図６では、装置構成の理解を容易にするために、装置の内部構造を模式的に図示している。また、本第３実施形態の細胞自動培養装置３１０は、上記第２実施形態のアイソレータ２１０の構成を実質的に含んだ装置構成が採用されているため、共通する構成部材には同じ参照番号を付してその説明を省略する場合がある。

図６に示すように、細胞自動培養装置３１０は、ステンレスパネルにより構成された作業空間１１と、作業空間１１の内部に配置された細胞自動培養操作のための各種装置と、作業空間１１内の環境を無菌環境に保つための空気調和設備とを備えている。

作業空間１１の内部には、細胞培養のための各種操作が行われる作業テーブル３６１と、作業テーブル３６１およびその近傍に配置され、細胞培養のための各種操作を自動化して行う２台のロボットアーム３６２、３６３とが備えられている。また、特に図示しないが、作業空間１１の内部には、インキュベータ（恒温庫）、パスボックス、グローブボックスが備えられている。ロボットアーム３６２、３６３（ロボット）は、例えば、パスボックスを通じて作業空間１１内に持ち込まれた容器（シャーレー等）に所定の細胞を植え付ける作業、細胞が植え付けられた容器をインキュベータ内に収容させる作業、インキュベータ内にて細胞培養が行われた容器を取り出して作業テーブル３６１上にて培養された細胞を検査するなどの所定の作業を行う。

また、図６に示すように、循環流路１４は、作業空間１１の天井および床の一部とダクトにより構成されており、天井部分に位置される給気部１２には、ＨＥＰＡフィルタ１６と循環ファン１５とが一体化された２台のＨＥＰＡフィルタファンユニットが配置されている。また、床部分に位置される排気部１３にはパンチングメタルが配置されており、天井面から吹き出されたガスが、床面より排気されて、循環流路１４を通じて、作業空間１１内のガスが循環される。

循環流路１４において、ダクトで構成された部分には、第１の循環流路１４Ａと第２の循環流路１４Ｂとが形成されており、第２の循環流路１４Ｂには無害化装置１８が設置されている。なお、流路の切替部分には、流路切替弁１９が設置されている。また、循環流路１４には、排気流路２１と給気流路２５１とがそれぞれ接続されている。なお、図６では、給気流路２５１の詳細についてはその図示を省略しているが、実質的に図５に示す給気流路２５１と同様な構成が採用されている。

さらに、作業空間１１の壁面には、超音波ミスト発生器１７が設置されており、超音波ミスト発生器１７は、作業空間１１内より取り入れられたガスに対して、ミストを供給して、滅菌ガスとして作業空間１１内に供給する。

このように、本発明における滅菌処理および無害化処理を行う装置構成を、細胞自動培養装置３１０に具体的に適用することができる。細胞自動培養装置３１０においては、その作業空間１１内の空間に対して、確実な滅菌処理を行うことができるとともに、滅菌処理を行った後、外部空気を取り入れて滅菌ガスを置換するのではなく、実質的にクローズドされた空間において滅菌ガスを無害化することができる。したがって、細胞自動培養装置３１０に求められる無菌環境をより高いレベルで実現することができる。

なお、上述の実施形態の説明では、滅菌ガス供給装置として超音波ミスト発生器が採用される場合を例として説明したが、滅菌ガス供給装置としては、その他、過酸化水素水を加熱して蒸発させる加熱蒸発式などの装置を採用しても良い。

また、過酸化水素ガスを無害化する無害化装置としては、二酸化マンガンを触媒として用いる他に、酵素の一種であるカタラーゼを使用する場合、あるいはプラチナを微粒子化した触媒を用いる場合であっても良い。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

１０ アイソレータ
１１ 作業空間
１２ 給気部
１３ 排気部
１４ 循環流路
１４Ａ 第１の循環流路
１４Ｂ 第２の循環流路
１５ 循環ファン
１６ ＨＥＰＡフィルタ
１７ 超音波ミスト発生器
１８ 無害化装置
１９ 流路切替弁
２０ 冷却装置
２１ 排気流路
２２ ＨＥＰＡフィルタ
２３ 排気ファン
２４ 排気用無害化装置
２５ 圧力調節用弁
２６ 微小圧力調節用弁

Claims (8)

1. 作業空間と、
   作業空間へガスを給気する給気部および作業空間よりガスを排気する排気部と連通され、作業空間内のガスを循環させる循環流路と、
   循環流路の途中に配置された循環用フィルタおよび循環用送風機と、
   作業空間に滅菌ガスを供給する滅菌ガス供給装置とを備え、
   前記循環流路は、
   作業空間の滅菌処理を実施する際に、ガスの循環用に使用される第１の循環流路と、
   滅菌処理の実施後の滅菌ガスの無害化処理を実施する際に、ガスの循環用に使用される第２の循環流路と、
   第１の循環流路と第２の循環流路とを切り替える流路切替部とを備え、
   第２の循環流路に配置され、循環されるガス中に含まれる滅菌ガスを無害化する無害化装置をさらに備える、アイソレータ。
2. 作業空間を作業空間の外部と連通する外部連通流路と、
   外部連通流路の途中に配置されたフィルタとをさらに備える、請求項１に記載のアイソレータ。
3. 外部連通流路の途中に配置され、外部連通流路を通じて作業空間内のガスを外部に排気する排気用送風機と、
   作業空間の圧力を検出する圧力検出手段と、
   滅菌処理を実施する際に、圧力検出手段の検出結果に基づいて、作業空間の圧力の上昇を抑制するように、排気用送風機によるガスの排気流量を調節する排気用流量調節手段とを備える、請求項２に記載のアイソレータ。
4. 外部連通流路の途中に配置され、排気されるガス中に含まれる滅菌ガスを分解する分解装置をさらに備える、請求項３に記載のアイソレータ。
5. 滅菌ガスは過酸化水素を含むガスであり、無害化装置は過酸化水素を水および酸素に分解する触媒を含み、
   作業空間内または循環流路に配置され、循環するガスを冷却して凝縮させる冷却装置をさらに備える、請求項１から３のいずれか１つに記載のアイソレータ。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のアイソレータにおける作業空間を、滅菌処理により滅菌された無菌環境空間とし、
   無菌環境空間内に配置され、無菌環境空間内にて細胞培養操作を行うロボットをさらに備える、細胞自動培養装置。
7. 無菌環境空間内に無菌化されたガスを供給する無菌化ガス供給手段と、
   細胞培養を実施する際に、無菌環境空間の圧力を正圧に保つように、無菌化ガス供給手段による無菌化ガスの供給流量を調節する細胞培養処理用の供給用流量調節手段とをさらに備える、請求項６に記載の細胞自動培養装置。
8. アイソレータの作業空間内のガスを第１の循環流路を用いて、循環用フィルタを介して循環させながら、作業空間内に滅菌ガスを供給して、作業空間の滅菌処理を行い、
   所定時間経過後、滅菌ガスの供給を停止するとともに、第１の循環流路を第２の循環流路に切り替えて、第２の循環流路に配置された無害化装置にガスを通過させることで、循環されるガス中に含まれる滅菌ガスを無害化する、アイソレータの滅菌処理方法。

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