JP4911631B2

JP4911631B2 - アイソレータ

Info

Publication number: JP4911631B2
Application number: JP2008076020A
Authority: JP
Inventors: 康彦横井; 二朗大西; 明文岩間; 孔明野口; 泰成韓
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP2009226047A

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。

作業室内の無菌環境を確保するために、アイソレータでは気体供給部から取り込まれた空気が気体供給部と作業室との間に設けられたＨＥＰＡフィルターなどの微粒子捕集フィルターを介して作業室に供給される。また、作業室内の空気は作業室と気体排出部との間に設けられた微粒子捕集フィルターを介して気体排出部から排出される。

また、作業室内における１つの作業が終了した後、次の作業に際して、滅菌物質供給部から滅菌物質としてたとえば過酸化水素を作業室内に噴霧し、作業室内を滅菌している（特許文献１参照）。
特開２００５−３１２７９９号公報

上記滅菌処理では、滅菌工程の終了後、気体供給部から取り込んだ空気を微粒子捕集フィルターを介して作業室内に送り、作業室内の過酸化水素を微粒子捕集フィルターを介して気体排出部から排出して、作業室内の滅菌物質を空気によって置換する置換工程が実施される。従来のアイソレータではこの置換工程に長い時間が必要であったため、結果として滅菌処理にかかる時間が長くなっていた。

一方、アイソレータにおいては過酸化水素の噴霧による滅菌工程の後、作業室内の気体を置換して無害化処理を施さなければ、次の作業を開始することができない。そのため、滅菌処理に長い時間がかかると、アイソレータが次回の作業を開始可能な状態となるまでに長い時間がかかってしまうという問題があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、アイソレータにおいて前回の作業と次回の作業との間に滅菌処理を施す場合に、より早期にアイソレータを次回の作業が開始可能な状態にすることができる技術の提供にある。

本発明者らは、上記課題の解決法を求めて鋭意研究を重ねた結果、滅菌処理における置換工程に長い時間が必要となる原因として以下のものが挙げられることを究明した。すなわち、滅菌工程で作業室内に過酸化水素ガスを充満させることにより微粒子捕集フィルターに過酸化水素が吸着してしまう。あるいは作業室から気体供給部、微粒子捕集フィルター、再度作業室へと過酸化水素ガスを循環させて滅菌処理を行うタイプのアイソレータでは、過酸化水素が微粒子捕集フィルターを通過する際に吸着してしまう。そして、ガス置換によってはこの吸着した過酸化水素を剥離することが困難であるために置換工程に長い時間が必要であった。本発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を完成させるに至った。

本発明のある態様は、アイソレータである。このアイソレータは、生体由来材料を対象とする作業を行うための作業室と、作業室内に気体を供給する気体供給部と、作業室内の気体を排出する気体排出部と、第１の微粒子捕集フィルターを有し、気体供給部と作業室とを連絡する第１の流通路と、第２の微粒子捕集フィルターを有し、気体供給部と作業室とを連絡する第２の流通路と、第１の流通路と気体排出部とを作業室を介さずに連絡する第１のバイパス流路と、第２の流通路と気体排出部とを作業室を介さずに連絡する第２のバイパス流路と、作業室内に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部と、前記第１の流通路および第２の流通路のいずれか一方を用いた前記作業室での作業を実施可能とする気体流路の切換えと、前回の作業と次回の作業との間に行われる滅菌処理とを制御する制御部と、を備え、制御部は、前回の作業に用いられなかった流通路を作業室から隔離した状態で、滅菌物質供給部から作業室内に滅菌物質を供給して作業室内および前回の作業に用いられた流通路を滅菌し、作業室からの滅菌物質の排出を開始した後、作業室内における滅菌物質が所定濃度以下となったときに、気体流路を切換えて前回の作業に用いられなかった滅菌済の流通路を用いて作業室を使用可能とするとともに、前回の作業に用いられた流通路を作業室から隔離して、該流通路を通る気体を該流通路と連通しているバイパス流路に送るように制御することを特徴とする。

この態様によれば、アイソレータにおいて前回の作業と次回の作業との間に滅菌処理を施す場合に、より早期にアイソレータを次回の作業が開始可能な状態にすることができる。

上記態様において、第１の流通路および第２の流通路内を減圧する減圧手段をさらに備え、制御部は、前回の作業に用いられた流通路から用いられなかった流通路に気体流路を切換えた後、減圧手段によって前回の作業に用いられた流通路内を減圧するように制御してもよい。

また、上記態様において、第１の流通路における第１の微粒子捕集フィルターの気体流れ上流側の気体流路を開閉可能に設けられた第１の弁と、第２の流通路における第２の微粒子捕集フィルターの気体流れ上流側の気体流路を開閉可能に設けられた第２の弁と、をさらに備え、減圧手段は、第１の弁および第２の弁を含み、前回の作業に用いられた流通路に設けられた弁を所定量だけ閉じることで前回の作業に用いられた流通路内を減圧するようにしてもよい。

また、上記態様において、第１のバイパス流路は、第１の流通路における第１の弁よりも気体流れ下流側であって第１の微粒子捕集フィルターよりも気体流れ上流側に接続され、第２のバイパス流路は、第２の流通路における第２の弁よりも気体流れ下流側であって第２の微粒子捕集フィルターよりも気体流れ上流側に接続されていてもよい。

また、上記態様において、第１の微粒子捕集フィルターおよび第２の微粒子捕集フィルターを昇温させる加熱手段をさらに備え、制御部は、前回の作業に用いられた流通路から前回の作業に用いられなかった流通路に気体流路を切換えた後、加熱手段により、前回の作業に用いられた流通路に設けられた微粒子捕集フィルターを昇温させるように制御してもよい。

また、上記態様において、滅菌物質は、過酸化水素であってもよい。

なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。

本発明によれば、アイソレータにおいて前回の作業と次回の作業との間に滅菌処理を施す場合に、より早期にアイソレータを次回の作業が開始可能な状態にすることができる。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアイソレータ１００の構成を示す概略断面図である。

図１に示すように、実施形態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うための作業室１０と、作業室１０内に気体を供給する気体供給部２０と、作業室１０内の気体を排出する気体排出部３０とを備えている。作業室１０には前面扉１２が開閉可能に設けられており、また前面扉１２の所定の位置には、作業室１０内で作業を行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内で作業を行うことができる。気体供給部２０には、吸気ファン２２と、吸気口２４とが設けられている。気体排出部３０には、排気ファン３２と、排気口３４とが設けられている。

吸気ファン２２は吸気口２４から空気などの気体を取り込んで作業室１０に供給し、排気ファン３２は作業室１０内の気体を排気口３４から排出する。吸気ファン２２および排気ファン３２は、ともにＯＮ／ＯＦＦの切換え制御が可能である。なお、吸気ファン２２は出力をＯＦＦ、ＯＮ弱、ＯＮ強の少なくとも３段階に調節可能であることが好ましい。その場合、吸気ファン２２のＯＮ強時の出力は排気ファン３２のＯＮ時の出力と同程度であればよい。排気口３４には、活性炭などからなる滅菌物質除去フィルター３６が設置されている。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。

また、アイソレータ１００は、気体供給部２０と作業室１０とを連絡する第１の流通路４０および第２の流通路５０を備えている。第１の流通路４０および第２の流通路５０は、それぞれ独立に気体供給部２０と作業室１０とを連絡しており、アイソレータ１００は、第１の流通路４０および第２の流通路５０のいずれか一方の流通路を用いて作業室１０での作業を実施できる。第１の流通路には、第１の微粒子捕集フィルターとしてのＨＥＰＡフィルター（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｉｒフィルター）４２が設けられている。同様に、第２の流通路には、第２の微粒子捕集フィルターとしてのＨＥＰＡフィルター５２が設けられている。第１の流通路４０におけるＨＥＰＡフィルター４２よりも気体流れ下流側には、第１の流通路４０と気体排出部３０とを作業室１０を介さずに連絡する第１のバイパス流路４４が接続されている。同様に、第２の流通路５０におけるＨＥＰＡフィルター５２よりも気体流れ下流側には、第２の流通路５０と気体排出部３０とを作業室１０を介さずに連絡する第２のバイパス流路５４が接続されている。排気ファン３２の気体流れ上流側であって、第１のバイパス流路４４および第２のバイパス流路５４の出口の下流側にはＨＥＰＡフィルター６０が設けられている。

作業室１０には、作業室１０内に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部７０が設けられており、作業室１０内に滅菌物質を供給してアイソレータ１００内を循環させることで、作業室１０内および前回の作業に用いられた流通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。本実施形態において滅菌物質は過酸化水素であり、滅菌物質供給部７０はたとえば図２に示す過酸化水素ミスト発生器２００によって構成することができる。この場合、過酸化水素はミスト状態で作業室１０内に供給されるが、大部分はすみやかに気化し、作業室１０内では過酸化水素ガスとして存在する。図２は、過酸化水素ミスト発生器２００の概略断面図である。

図２に示すように、過酸化水素ミスト発生器２００は、制御基板２０２、過酸化水素水タンク２０４、水封キャップ２０６、過酸化水素水槽２０８、超音波発振子２１０、過酸化水素供給管２１２を有する。過酸化水素ミスト発生器２００は、制御基板２０２による制御の下、過酸化水素水タンク２０４内の過酸化水素水２０１を水封キャップ２０６から過酸化水素水槽２０８に供給する。そして、過酸化水素水槽２０８内の過酸化水素水２０１に対して超音波発振子２１０から超音波振動を与えることにより、過酸化水素ミスト２０３を発生させる。発生させた過酸化水素ミスト２０３は、過酸化水素供給管２１２から作業室１０内に供給する。

あるいは、滅菌物質供給部７０は、図３に示す過酸化水素ガス発生器３００によって構成することができる。この場合、過酸化水素はガス状態で作業室１０内に供給される。図３（Ａ）、（Ｂ）は、過酸化水素ガス発生器３００の概略図であり、図３（Ａ）は過酸化水素ガス発生器３００の概略側面図、図３（Ｂ）は過酸化水素ガス発生器３００の概略平面図である。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、過酸化水素ガス発生器３００は、吸気口３０２、送風ファン３０４、送風ダクト３０６、エレメント３０８、排気口３１０、過酸化水素水槽３１２、ポンプ３１４、過酸化水素水供給管３１６を有する。過酸化水素ガス発生器３００は、送風ファン３０４の運転によって吸気口３０２から空気を取り込み、送風ダクト３０６に送る。そして、送風ダクト３０６に送った空気を、送風ダクト３０６の出口側に設置されているエレメント３０８を介して排気口３１０から外部に排出する。一方、過酸化水素ガス発生器３００は、過酸化水素水槽３１２からポンプ３１４によって過酸化水素水を汲み上げ、過酸化水素水供給管３１６を通してエレメント３０８に滴下する。そして、エレメント３０８に滴下した過酸化水素水を、エレメント３０８を通過する空気によって気化させ、過酸化水素ガスを発生させる。発生させた過酸化水素ガスは、排気口３１０から作業室１０内に供給される。

なお、本実施形態では滅菌物質として過酸化水素を用いたが、滅菌物質は過酸化水素に限定されず、たとえばオゾンなどの活性酸素種を含む物質であってもよい。

アイソレータ１００内の気体流路各所には、開閉可能に弁８０〜８８が設けられている。具体的には、吸気口２４には弁８０が設けられている。また、第１の流通路４０における気体供給部２０との接続部には弁８１が、作業室１０との接続部には弁８２が、第１のバイパス流路４４との接続部には弁８３がそれぞれ設けられている。また、第２の流通路５０における気体供給部２０との接続部には弁８４が、作業室１０との接続部には弁８５が、第２のバイパス流路５４との接続部には弁８６がそれぞれ設けられている。また、作業室１０の気体流れ下流側と気体供給部２０との間には弁８７が、排気口３４には弁８８がそれぞれ設けられている。アイソレータ１００は気体流路の切換えを制御する図示しない制御部を備え、制御部は弁８０〜８８の開閉を制御することで気体流路の切換えを行っている。

アイソレータ１００では、作業室１０内における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内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。前処理工程においては、過酸化水素ガスを作業室１０内に供給して、作業室１０内における過酸化水素ガスの濃度を作業室１０内の滅菌に必要な濃度以上にする。前処理工程において作業室１０内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。滅菌工程では、作業室１０から弁８７を経由して気体供給部２０、第１の流通路４０あるいは第２の流通路５０のうち前回の作業に用いられた流通路、再度作業室１０へと過酸化水素ガスを循環させて滅菌を行う。滅菌工程が終了した後、置換工程に入る。

置換工程では、作業室１０内の気体を排気ファン３２によって吸い出し、排気口３４から排出するとともに、吸気ファン２２によって吸気口２４から取り込んだ空気を前回の作業に用いられた流通路を通して作業室１０内に供給し、作業室１０内の気体を置換する。その際、作業室１０内の過酸化水素ガスは滅菌物質除去フィルター３６によって分解処理され、排気口３４からアイソレータ１００の外部に漏出しないようになっている。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２０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フィルターに吸着している過酸化水素も除去する。

ここで、滅菌処理の各工程におけるアイソレータ１００の状態を図４〜６を用いて説明する。図４は、前処理工程および滅菌工程におけるアイソレータ１００の状態を示す概略断面図、図５および図６は、置換工程におけるアイソレータ１００のの状態を示す概略断面図である。

作業室１０内で作業をしているときは、図１に示すように、弁８０、弁８４、弁８５、弁８８が開状態であり、弁８１、弁８２、弁８３、弁８６、弁８７が閉状態となっている。また吸気ファン２２の出力がＯＮ強、排気ファン３２の出力がＯＮとなっている。そのため、アイソレータ１００内には、吸気口２４より取り込まれた空気が、第２の流通路５０を通過して作業室１０内に至り、作業室１０内からＨＥＰＡフィルター６０を通過して、排気口３４から排出されるという気体流路が形成されている。なお、図１は第２の流通路５０を用いて作業を行った場合を例として示しており、第１の流通路４０を用いる場合には、弁８１、弁８２が開状態となり、弁８４、弁８５が閉状態となる。

前処理工程および滅菌工程では、図４に示すように、弁８７を開状態に、弁８０および弁８８を閉状態にそれぞれ切換える。弁８４、弁８５は開状態を維持し、弁８１、弁８２、弁８３、弁８６は閉状態を維持する。また吸気ファン２２の出力をＯＮ弱、排気ファン３２の出力をＯＦＦとする。これにより、アイソレータ１００内には、作業室１０内の気体が気体供給部２０から第２の流通路５０を通過して作業室１０内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。このとき、前回の作業に用いられなかった第１の流通路４０は、作業室１０から隔離された状態となっている。

置換工程では、まず図５に示すように、弁８０および弁８８を開状態に、弁８７を閉状態にそれぞれ切換える。弁８４、弁８５は開状態を維持し、弁８１、弁８２、弁８３、弁８６は閉状態を維持する。また、吸気ファン２２の出力をＯＮ強、排気ファン３２の出力をＯＮとする。これにより、アイソレータ１００内には、吸気口２４より取り込まれた空気が、第２の流通路５０を通過して作業室１０内に至り、作業室１０内からＨＥＰＡフィルター６０を通過して排気口３４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内の気体が空気に置換され、作業室１０内の過酸化水素ガスは作業室１０から除去される。

続いて所定のタイミングで、図６に示すように弁８１、弁８２、弁８６を開状態に、弁８５を閉状態にそれぞれ切換える。これにより、アイソレータ１００内には、吸気口２４より取り込まれた空気が滅菌済の第１の流通路４０を通過して作業室１０内に供給されるという気体流路が形成される。また、吸気口２４より取り込まれた空気の一部は第２の流通路５０に入って第２のバイパス流路５４を通り、ＨＥＰＡフィルター６０を通過して排気口３４から排出される。このように、前回の作業時に形成されていた、空気が第２の流通路５０を通過して作業室１０内に供給されるという気体流路が、空気が第１の流通路４０を通過して作業室１０内に供給されるという気体流路に切換えられる。

ここで、気体流路を切換える所定のタイミングは、たとえば作業室１０内における過酸化水素ガスが所定濃度以下となったタイミングである。この所定濃度は、たとえば作業室１０内の過酸化水素ガス濃度の変化量が極小となるタイミングにおける濃度であり、たとえば約５０ｐｐｍ以下である。作業室１０内の過酸化水素ガス濃度の変化量が極小となるタイミングおよびその際の濃度は、作業室１０内における過酸化水素ガスの濃度推移を測定し、過酸化水素ガス濃度の変化量を算出することで求めることができる。そこで、置換工程開始後、過酸化水素ガス濃度の変化量が極小となるまでの時間を実験的に求め、求められた時間の経過後に気体流路を切換えるようにしてもよい。あるいは、作業室１０の容積をＡｍ^３、排気ファン３２の排気能力をＢｍ^３／ｓｅｃとした場合に、Ａ／Ｂ×５〜Ａ／Ｂ×１０ｓｅｃ後、すなわち作業室１０内の気体を５回〜１０回入れ換える時間を経過した後に気体流路を切換えるようにしてもよい。

気体流路を切換えた後、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。気体流路の切換えによって、前回の作業に用いられておらず、したがって過酸化水素が吸着していないか、あるいは吸着量が後述の所定量以下である第１の流通路４０を通過して空気が作業室１０内に供給される。そのため、気体流路の切換え後すぐに作業室１０内の過酸化水素ガスは次回の作業を開始可能な濃度にまで減少する。

また、弁８５が閉状態に切換えられたことで、前回の作業に用いられた第２の流通路５０が作業室１０から隔離され、第２の流通路５０に入った空気は第２の流通路５０と連通している第２のバイパス流路５４に送られる。すなわち、作業室１０が第１の流通路４０を用いて使用可能な状態となる一方で、第２の流通路５０に設けられたＨＥＰＡフィルター５２に吸着している過酸化水素の剥離処理が継続される。なお、この気体流路切換えによって、第２の流通路５０を含む気体流路には作業室１０が含まれないこととなり、気体流路の容積が大幅に減少するとともに気体流路が単純化されるため、第２のバイパス流路５４内での圧力損失が低減される。そして、吸気ファン２２と排気ファン３２の出力は変化しないため、ＨＥＰＡフィルター５２の気体流れ下流側の圧力が小さくなり、これによりＨＥＰＡフィルター５２前後での圧力差が増大する。その結果、ＨＥＰＡフィルター５２を通過する気体の流速が上昇し、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着した過酸化水素が剥離しやすくなり、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着した過酸化水素をより短時間に取り除くことが可能となる。また、第２のバイパス流路５４を流れる気体の流速が上昇するため第２のバイパス流路５４内への過酸化水素ガスの再付着が抑制される。

ＨＥＰＡフィルター５２に吸着している過酸化水素が所定量以下となった後、弁８４および弁８６を閉状態に切換える。これにより、第２の流通路５０は気体供給部２０および第２のバイパス流路５４からも隔離され、第１の流通路４０を用いた作業（次回の作業）終了後の滅菌処理時に過酸化水素ガスが進入しない状態で維持される。ここで、当該所定量は、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着している全ての過酸化水素が作業室１０内に流入したとしても作業室１０内の過酸化水素ガス濃度が作業可能な濃度、たとえば前述の１ｐｐｍ（ＴＷＡ：時間加重平均値）を超えない量である。作業室１０内の過酸化水素ガス濃度を１ｐｐｍ以下の状態に保つことができる量は、たとえば２０℃、１気圧下では過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の分子量が３４であるから、作業室１０の容積をＡｍ^３とした場合、１．４Ａｍｇ以下と算出できる。ＨＥＰＡフィルター５２に吸着している過酸化水素量が上述の所定量となるまでの時間は実験によって求めることができ、求められた時間の経過後に作業室１０内を通る気体流路に切換えるようにしてもよい。

なお、作業室１０内の過酸化水素ガス濃度およびＨＥＰＡフィルター４２、５２への過酸化水素の吸着量は、それぞれ図示しないセンサによって検出することができる。

図７は、従来のアイソレータと実施形態１に係るアイソレータ１００のそれぞれにおける過酸化水素量の相対変化を示した図である。

図７に示すように、従来のアイソレータでは、置換工程の開始直後急激に作業室１０内の過酸化水素ガス濃度は低下するが、その後過酸化水素ガス濃度の低下量は著しく減少する。これは、気体供給部２０と作業室１０との間に設けられたＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素がＨＥＰＡフィルターから剥離して作業室１０内に流入しているためである。そしてＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素はＨＥＰＡフィルターを通過する気体によって剥離するが、ＨＥＰＡフィルターを通過する気体の流速が小さい場合には剥離することが困難であるため、結果的に置換工程が長時間となり、作業室１０が使用可能な状態となるまで長い時間がかかっていた。一方、実施形態１に係るアイソレータ１００では、上述のように所定のタイミング（図中の時刻ａ）で、前回の作業に用いられなかった第１の流通路４０を通って空気が作業室１０内に供給されるという気体流路に切換えられる。そして、気体流路を切換えた後、第１の流通路４０を通過した空気が作業室１０内に供給される。そのため、作業室１０内の過酸化水素ガスは直ちに作業室１０が使用可能となる濃度にまで低下し、従来のアイソレータと比べてより短時間のうちに作業室１０を次回の作業が開始可能な状態とすることができる。

また、気体流路切換えによって、前述のようにＨＥＰＡフィルター５２を通過する気体の流速が上昇するため、図７に示すように、過酸化水素のＨＥＰＡフィルター５２への吸着量が従来のアイソレータと比べて短時間に減少している。そして、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着している過酸化水素が所定量以下となった後（図中の時刻ｂ）、第２の流通路５０は作業室１０および気体供給部２０から隔離された状態となる。

以上、実施形態１のアイソレータ１００は、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後、前回の作業に用いられた流通路のＨＥＰＡフィルターに過酸化水素が吸着したままの状態で、前回の作業に用いられていない流通路に気体流路を切換えている。そして、前回の作業に用いられた流通路を作業室１０から隔離して、ＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素の剥離処理を継続している。そのため、ＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素の剥離処理の終了を待たずして作業室１０を使用可能な状態にすることができる。これにより、前回の作業と次回の作業との間に滅菌処理を施す場合に、より早期にアイソレータ１００を次回の作業が開始可能な状態にすることができる。

また、気体流路の切換えによって、前回の作業に用いられた流通路を含む気体流路の容積が大幅に減少するとともに気体流路が単純化される。そのため、ＨＥＰＡフィルター前後での圧力差が増大して気体の流速が上昇し、ＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素をより短時間に取り除くことができる。

（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るアイソレータ１００の置換工程における状態を示す概略断面図である。

実施形態２では、置換工程において所定のタイミングで気体流路を切換えた後、前回の作業に用いられた流通路内を減圧する点が実施形態１と異なる。また、第１のバイパス流路４４の第１の流通路４０への取り付け位置、および第２のバイパス流路５４の第２の流通路５０への接続位置が実施形態１と異なる。それ以外のアイソレータ１００の構成、および滅菌処理における動作などについては実施形態１と同様であるため、同一の図面を用いるとともに説明は適宜省略する。

置換工程において、実施形態１と同様に、図６に示すように弁８１、弁８２、弁８６を開状態に、弁８５を閉状態にそれぞれ切換えて気体流路を切換えた後、図８に示すように、所定のタイミングで弁８４を所定量だけ閉じる。これにより、第２の流通路５０内、第２のバイパス流路５４内、および排気ファン３２の上流側までが減圧される。第２の流通路５０内が減圧されたことで、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着した過酸化水素がより剥離しやすくなるため、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着した過酸化水素をより短時間に取り除くことが可能となる。この場合、弁８４が減圧手段を構成する。第１の流通路４０内を減圧する場合には弁８１が減圧手段を構成し、弁８１を所定量だけ閉じることで、第１の流通路４０内を減圧することができる。なお、減圧を開始する所定のタイミングには、気体流路の切換えと同時に開始する場合も含まれ、本実施形態では気体流路の切換えと同時に減圧を開始している。また、第２の流通路５０内の減圧量は弁８４の閉じ量を調整することで適宜変更することができる。

滅菌工程では、アイソレータ１００内に、作業室１０内の気体が気体供給部２０から第２の流通路５０を通過して作業室１０内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内を循環している。そのため、ＨＥＰＡフィルター５２の気体流れ上流側の表面に過酸化水素が特に吸着しやすい。実施形態２のアイソレータ１００では、第１のバイパス流路４４が、第１の流通路４０における弁８１よりも下流側であってＨＥＰＡフィルター４２よりも上流側に接続されている。また、第２のバイパス流路５４が、第２の流通路５０における弁８４よりも下流側であってＨＥＰＡフィルター５２よりも上流側に接続されている。そのため、第２の流通路５０内を減圧した際に、ＨＥＰＡフィルター５２の上流側の面に吸着していた過酸化水素を、ＨＥＰＡフィルター５２を通過させることなく、第２のバイパス流路５４に引き込むことができる。第１の流通路４０についても同様である。そのため、実施形態１の構成で減圧を行ってもＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素を剥離しやすくすることができるが、実施形態２の構成を組み合わせることで、さらに簡単に過酸化水素を剥離することが可能となる。

図９は、従来のアイソレータと実施形態２に係るアイソレータ１００のそれぞれにおける過酸化水素量の相対変化を示した図である。

図９に示すように、実施形態２に係るアイソレータ１００では、実施形態１と同様に所定のタイミング（図中の時刻ａ）で前回の作業に用いられていない第１の流通路４０に気体流路を切換えている。そして、前回の作業に用いられた第２の流通路５０を作業室１０から隔離して、ＨＥＰＡフィルター５２に吸着した過酸化水素の剥離処理を継続している。また、その後所定のタイミング（実施形態２では気体流路切換えと同時）で第２の流通路５０内を減圧している。そのため、図９に示すように、過酸化水素のＨＥＰＡフィルター５２への吸着量が従来のアイソレータと比べて短時間に著しく減少している。また実施形態１と比べても過酸化水素のＨＥＰＡフィルター５２への吸着量が短時間のうちに所定量以下に減少しており、第２の流通路５０を作業室１０および気体供給部２０から隔離するまでの時間（図中の時間ａ−ｂ）が短くなっている。

以上、実施形態２に係るアイソレータ１００によれば、上述の実施形態１における効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、実施形態２のアイソレータ１００は、滅菌処理の置換工程において前回の作業に用いられていない流通路に気体流路を切換えた後、前回の作業に用いられた流通路内を減圧している。そのためＨＥＰＡフィルターに付着した過酸化水素がより剥離しやすくなり、ＨＥＰＡフィルターに吸着した過酸化水素をより短時間に取り除くことができる。

本発明は、上述の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、上述の各実施形態に係るアイソレータ１００は、ＨＥＰＡフィルター４２、５２を昇温させるための加熱手段としての図示しないヒータを備えていてもよい。これによれば、ＨＥＰＡフィルター４２、５２に吸着している過酸化水素がより剥離しやすくなる。また、ＨＥＰＡフィルター４２、５２に過酸化水素が液体状態で吸着している場合には、液体状態の過酸化水素が気化する際に気化熱として熱が奪われ、温度が低下して過酸化水素の気化が抑制される状態を回避することができる。ヒータのＯＮ／ＯＦＦおよび加熱量は、制御部によって制御するようにしてもよい。ヒータによるＨＥＰＡフィルター４２、５２の加熱量は、ヒータの加熱による作業室１０内の温度変化がたとえば５℃以下に抑えられる程度であることが好ましい。また、ヒータによるＨＥＰＡフィルター４２、５２の加熱は、たとえば置換工程において前回の作業に用いられていない流通路に気体流路を切換えた後に、前回の作業に用いられた流通路のＨＥＰＡフィルターに対して行われる。

実施形態１に係るアイソレータの構成を示す概略断面図である。過酸化水素ミスト発生器の概略断面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、過酸化水素ガス発生器の概略図である。前処理工程および滅菌工程におけるアイソレータの状態を示す概略断面図である。置換工程におけるアイソレータの状態を示す概略断面図である。置換工程におけるアイソレータの状態を示す概略断面図である。従来のアイソレータと実施形態１に係るアイソレータのそれぞれにおける過酸化水素量の相対変化を示した図である。実施形態２に係るアイソレータの置換工程における状態を示す概略断面図である。従来のアイソレータと実施形態２に係るアイソレータのそれぞれにおける過酸化水素量の相対変化を示した図である。

符号の説明

１０作業室、１２前面扉、１４作業用グローブ、２０気体供給部、２２吸気ファン、２４吸気口、３０気体排出部、３２排気ファン、３４排気口、３６滅菌物質除去フィルター、４０第１の流通路、４２、５２、６０ＨＥＰＡフィルター、４４第１のバイパス流路、５０第２の流通路、５４第２のバイパス流路、７０滅菌物質供給部、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８弁、１００アイソレータ、２００過酸化水素ミスト発生器、３００過酸化水素ガス発生器。

Claims

作業室と、
前記作業室内に気体を供給する気体供給部と、
前記作業室内の気体を排出する気体排出部と、
第１の微粒子捕集フィルターを有し、前記気体供給部と前記作業室とを連絡する第１の流通路と、
第２の微粒子捕集フィルターを有し、前記気体供給部と前記作業室とを連絡する第２の流通路と、
前記第１の流通路と前記気体排出部とを前記作業室を介さずに連絡する第１のバイパス流路と、
前記第２の流通路と前記気体排出部とを前記作業室を介さずに連絡する第２のバイパス流路と、
前記作業室内に滅菌物質を供給する滅菌物質供給部と、
前記第１の流通路および第２の流通路のいずれか一方を用いた前記作業室での作業を実施可能とする気体流路の切換えと、前回の作業と次回の作業との間に行われる滅菌処理とを制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前回の作業に用いられなかった流通路を前記作業室から隔離した状態で、前記滅菌物質供給部から前記作業室内に前記滅菌物質を供給して前記作業室内および前回の作業に用いられた流通路を滅菌し、
前記作業室からの前記滅菌物質の排出を開始した後、前記作業室内における前記滅菌物質が所定濃度以下となったときに、前記気体流路を切換えて前回の作業に用いられなかった滅菌済の流通路を用いて前記作業室を使用可能とするとともに、前回の作業に用いられた流通路を前記作業室から隔離して、該流通路を通る前記気体を該流通路と連通しているバイパス流路に送るように制御することを特徴とするアイソレータ。
前記第１の流通路および第２の流通路内を減圧する減圧手段をさらに備え、
前記制御部は、前回の作業に用いられた流通路から用いられなかった流通路に前記気体流路を切換えた後、前記減圧手段によって前回の作業に用いられた流通路内を減圧するように制御することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。
前記第１の流通路における前記第１の微粒子捕集フィルターの気体流れ上流側を開閉可能に設けられた第１の弁と、
前記第２の流通路における前記第２の微粒子捕集フィルターの気体流れ上流側を開閉可能に設けられた第２の弁と、をさらに備え、
前記減圧手段は、前記第１の弁および第２の弁を含み、前回の作業に用いられた流通路に設けられた弁を所定量だけ閉じることで前回の作業に用いられた流通路内を減圧することを特徴とする請求項２に記載のアイソレータ。
前記第１のバイパス流路は、前記第１の流通路における前記第１の弁よりも気体流れ下流側であって前記第１の微粒子捕集フィルターよりも気体流れ上流側に接続され、
前記第２のバイパス流路は、前記第２の流通路における前記第２の弁よりも気体流れ下流側であって前記第２の微粒子捕集フィルターよりも気体流れ上流側に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のアイソレータ。
前記第１の微粒子捕集フィルターおよび第２の微粒子捕集フィルターを昇温させる加熱手段をさらに備え、
前記制御部は、前回の作業に用いられた流通路から前回の作業に用いられなかった流通路に気体流路を切換えた後、前記加熱手段により、前回の作業に用いられた流通路に設けられた微粒子捕集フィルターを昇温させるように制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアイソレータ。
前記滅菌物質は、過酸化水素であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアイソレータ。