JP5325024B2 - 粉末物質の飛散状態評価方法 - Google Patents
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Description
ここで用いられるラクトースは人間に無害で、水に溶けやすく、安定性が良好であるため、汎用されているものの、ラクトースの定量分析に必要な装置が高価で大がかりであるために、測定対象施設内でサンプリングを行い、これを分析施設に搬送して高速液体クロマトグラフィーなどの装置により分析、評価しているのが現状であり、評価対象施設内で直接分析を行うことが困難であり、分析に要する時間も1検体あたり10〜30分程度掛かり、分析感度も十分とは言い難かった。また、床などにおける拡散試験では、飛散が広範囲に亘った場合、サンプリングに手間が掛かるなどの問題もあり、評価対象施設内において、効率よく評価する方法が望まれていた。
即ち、本発明の構成は以下に示すとおりである。
<1> 粉末状物質を用いる実験設備又は製造設備内において、前記実験設備又は製造設備内の評価対象領域に、粉末受容用のシートを配置する工程と、前記実験設備又は製造設備内において、評価対象となる粉末状物質に代えてアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を使用して、評価対象作業を行う工程と、前記評価対象作業を行った後に粉末受容用のシートを回収し、前記シート表面に付着したアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を回収し、定量分析する工程と、をこの順で有する粉末状物質の飛散状態評価方法。
<2> 粉末状物質を用いる実験設備又は製造設備内において、評価対象となる粉末状物質に代えてアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を使用して、評価対象作業を行う工程と、前記実験設備又は製造設備内の空気を、評価に用いられる粉末状物質が通過しないサイズの開口部を有するグラスファイバーフィルタを介して吸気することでサンプリングする工程と、前記グラスファイバーフィルタに付着したアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を回収し、定量分析する工程と、をこの順で有する粉末状物質の飛散状態評価方法。
<3> 前記アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末の粒子径が0.5μm〜100μmの範囲である<1>又は<2>に記載の粉末物質の飛散状態評価方法。
<4>前記アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末の定量分析が、ルシフェラーゼとマグネシウムイオンとの存在下、アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物とルシフェリンとを反応させた結果生じる発光を検出することで行われる<1>〜<3>のいずれか1項に記載の粉末物質の飛散状態評価方法。
<5> 前記粉末受容用のシートが、金属板、金属箔、樹脂板、及び樹脂シートから選ばれる表面が平滑なシートである<1>、<3>及び<4>のいずれか1項に記載の粉末物質の飛散状態評価方法。
<6>前記粉末受容用のシート表面に付着した粉末の回収は、ワイパースワブ、グラスファイバー製フィルター、及び綿棒から選ばれた材料を用いて前記粉末受容用のシートの表面をぬぐうことで行われる<1>、<3>、<4>及び<5>のいずれか1項に記載の粉末状物質の飛散状態評価方法。
以下、本発明の評価方法について、用いる材料及びその工程について順次説明する。
本発明の評価方法では、測定対象粉末物質の代替粉末として、アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末(以下、適宜、ATP類粉末と称する)を用いることを特徴とする。
アデノシン5’−三リン酸(以下、適宜、ATPと略称する)は、生態生体内に含まれるヌクレオチドの一種であり、人体には無害の物質である。
本発明におけるアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物には、アデノシン5’−三リン酸(ATP)、ATPの塩、ATP水和物、及び、ATPの塩の水和物などが包含され、アデノシン5’−三リン酸の基本構造を有する、即ち、プリン塩基であるアデニンに糖のリボースがN−グリコシド結合により結合したアデノシンに、リボースの5’−ヒドロキシ基にリン酸エステル結合によりリン酸基が結合し、さらにリン酸がもう2分子連続してリン酸無水結合により結合した構造を有する化合物であれば、特に制限されない。
また、ATPの各種試薬は、市販品として入手可能であり、例えば、関東化学(株)製のアデノシン5`−三リン酸二ナトリウム水和物や、アデノシン5`−三リン酸二ナトリウム三水和物、ナカライテスク(株)製のアデノシン5`−三リン酸二ナトリウムなどが挙げられ、これらの粉末を本発明にそのまま適用することができる。
なお、本発明に用いる際のATP類粉末の粒子径や含水率などは、評価対象の粉末物質の物性に応じて適宜選択すればよい。
製造の容易性、作業性の観点からは、一般的には粉末の粒子径は0.5μm〜100μmの範囲にあることが好ましい。前記市販品のATP類粉末の粒子径が上記範囲にある場合には、市販品粉末をそのまま用いてもよい。
ATP類粉末の粒子径は、常法により測定することができ、本実施形態では、光学顕微鏡(デジタルマイクロスコープ)で粉末を写真撮影し、写真により少なくとも20個の粒子径を測定し、その平均を求めた値を使用している。
本実施形態では、まず、アデノシン5’−三リン酸2ナトリウム3水和物の標準水溶液を作成し、その希釈液を用いて、10mg/mLの水溶液を調整し、それを純水で10倍希釈を繰り返し、1ng/mL濃度の水溶液まで作成し、それぞれその水溶液10μLをATP測定器の専用の綿棒に染みこませて、測定器(例えばキッコーマン社製、ルミテスターPD−10N)の使用方法に従い定量した。即ち、ルシフェラーゼとマグネシウムイオンとの存在下、アデノシン5’−三リン酸2ナトリウム3水和物中に含まれるATPとルシフェリンとを反応させることで発光した蛍光値を測定する。各濃度の水溶液で5〜10回測定を繰り返し、測定値(ATPによる発光値)を記録し、ATP濃度と測定値の相関をプロットし、検量線を引く。図1は、このようにして得られた検量線を示すグラフである。
図1に明らかなように、決定係数は0.995と大変高く、0.01ngまで測定可能であることを示している。これらを考慮すると、少なくとも定量限界:0.1ngとした場合でも、正確な定量が可能なことがわかる。なお、従来使用されていたラクトースの定量限界が5ngであることを考慮すれば本発明の評価方法は、測定感度が極めて高いことがわかる。
ATP分析に用いられる装置は小型、軽量であり、測定領域に持参して、採取したサンプルをその場で直ちに測定できるという利点をも有する。なお、本発明の方法に用いうるATP分析装置としては、キッコーマン社製のルミテスターPD−10N、オルガノ東京株式会社製のユニライト NG、住友3M社製のルミノメーター UNG3等が挙げられるが、例えば、キッコーマン社製のATP測定器、ルミテスターPD−10Nのサイズは、縦20cm程度、横8cm程度、厚み5cm程度、重さは350g以下である。
まず、評価しようとする実験設備又は製造設備内において、設備内の評価対象領域に、粉末受容用のシートを配置する。図2(A)は、粉末状物質を製剤化する評価対象となる製造設備10において、粉末受容用のシート12を配置してなる、粉末状物質を扱う作業を行う前の粉末状物質の飛散状態の一態様を示すモデル図であり、(B)は、評価対象となる製造設備10において、粉末状物質を扱う作業を行った後の、粉末状物質の飛散状態の一態様を示すモデル図である。
このようにして評価の準備が行われる。
シート12表面に付着した粉末の回収は常法により行うことができる。例えば、水に湿らせたワイパースワブ(市販品としては、日本製紙クレシア(株)製のキムワイプ、旭化成せんい(株)製のBEMCOT(ベンコット)、Texwipe(テックスワイプ)社製のTX761スワブがある。)、直径が25mm〜47mm程度のグラスファイバー製フィルター、綿棒などにより表面をぬぐってサンプリングしてもよい。なかでも、ATP測定器の専用の綿棒でぬぐってサンプリングすることが好ましい。
このとき、粉末受容用シート12を複数の領域毎に分割して配置し、それを回収して、それぞれの表面に付着した粉末状物質を定量分析することで、それぞれの領域に存在する粉末状物質の量が検知され、これにより、製造設備10内における作業室18、秤量ブース14、作業室に隣接する前室20それぞれの粉末状物質の飛散状態が評価される。
ここで反応試薬を含む液体の調製に用いられる水は、測定精度の観点から、イオン交換水、純水などであることが好ましいが、前もってATPの含有量を測定し、評価に支障をきたさない程度の不純物含有量であることがわかれば、水道水を用いても構わない。
本発明の評価方法によれば、従来の、サンプルを専門の分析機関に送付して分析することを要していたラクトースを用いた方法に比較し、短時間で簡易に精度の高い測定が実施される。
〔実施例1〕
実験室で実験台から試薬を落とした際に、粉末状物質がどの程度床に飛散するかを本発明の評価方法を用いて測定した。
まず、5cm四方のステンレス板を粉末受容用シート12として用い、図3に示すように、粉末状物質の落下地点となる点から、実験台に向って左右60cmまで、手前150cmまでの地点に、30cm間隔で2枚ずつステンレス板を両面テープにて床面に固定した。
その後、ATP類粉末として、アデノシン5’−三リン酸2ナトリウム3水和物粉末(平均粒子径40μm)0.1gを薬包紙に取り、ATP類粉体を床から90cmの高さから落とし、10分間放置した。
前記検量線を使用して測定された蛍光値からATP量を求めたところ、各領域でのATP量は図3において、粉末受容用シート12の配置位置毎に示した数値となった。落下地点から右側30cm、60cmの地点では測定限界以上のATP量が測定され、遠くになるにつれてATP量が少なくなっており、落下地点から150cm離れた地点でも4ng程度のATPの飛散が観察された。
1検体の分析に要する時間は、約1分であった。
このことから、短時間で精度の高い評価を行えることがわかる。
評価用の粉末としてラクトース(粒子径63μm)を用いた他は、実施例1と同様にして粉末飛散状態の評価を行った。ただし、ラクトースの分析には高価な高速液体クロマトグラフィー装置を必要とし、時間とコストが掛かるため、本比較例では、粉末受容用シートとしての5cm四方のステンレス板を、実験台に向かって右方向に、落下地点から60cm離して2枚を配置し、手前に落下地点から30cm、90cm、150cmのように、配置間隔を実施例1では30cmであったところを60cmとして2枚ずつ配置した。
なお、ラクトースの拭き取りは、ラクトースが検出されないことを確認した市販の綿棒を10μlの純水で湿らせた上で、1枚のステンレス板の表面をできるだけよく拭き取り、採取した。得られたラクトースサンプルは、高速液体クロマトグラフィーを用いた方法により定量した。
各領域でのラクトース量は図4において、粉末受容用シート12の配置位置毎に示した数値となった。その結果、落下地点から右側60cmでは1000ng以上、手前30cmの地点では100ng程度のラクトース量が測定され、落下地点から手前90cm、手前150cmの地点では検出限界以下の20ngであり、遠くになるにつれてラクトース量が少なくなっており、ATPによる評価結果とほぼ一致していた。ただしラクトースの測定限界は、20ngであったため、ATPに比べて、実験台手前90cmより離れた地点では飛散状況の評価ができなかった。
1検体の分析に要する時間は、約10分であった。
実験室の台の上で、ガラス容器内で粉末状物質を混ぜ合わせたときに、どの程度周辺に飛散するかを本発明の評価方法を用いて測定した。
30cm四方の広さで高さ60cmの実験台30の上で、台の中央の位置で、200ml容積のガラス製ビーカー32の中にアデノシン5’−三リン酸2ナトリウム3水和物粉末(平均粒子径40μm)1gを入れて、ステンレス製の薬さじでかき集める動作、及び、ATPの粉体をガラス製ビーカー32のふちの高さまで薬さじですくい上げては落とす動作を2分間繰り返した。前もって、5cm四方のステンレス板12A。12B、12C、12Dを台の4箇所の隅(台の中心から約20cm)に置き、さらに同じサイズにステンレス板12E、12F、12G、12Hを台の真下の4箇所(台の中心から約25cm)に置いた、また、ガラスファイバー製フィルターを装着したフィルターホルダー34A、34B、34C、34Dをポンプに接続し、フィルターホルダーの位置が実験台30と同じ高さになるようにして台の中心から約40cmの位置に三脚に付けて設置し、さらに、同じようにポンプに接続したフィルターホルダー34E、34F、34G、34Hを、床面の少し上の位置にフィルターホルダーがくるようにして台の中心から約40cmの位置に設置した。図5(A)は、実験台30,ビーカー32、粉末受容用シートとしてのステンレス板12A〜12H、空気中のATP類粉末を回収するためのポンプに接続したフィルターホルダー34A〜34Hの配置位置をしめす平面図であり、図5(B)はその側面図である。
ステンレス板12A〜12H上で捕集されたATP量及びフィルター34A〜34Hで捕集した空気10リットル中のATP量を下記表1に示す。
実施例2において行った、「ATP類粉末(平均粒子径40μm)1gを入れて、ステンレス製の薬さじでかき集める動作、及び、ATPの粉体をガラス製ビーカー32のふちの高さまで薬さじですくい上げては落とす動作を2分間繰り返す」動作を1分間繰り返す作業に代えた他は、実施例2と同様にして測定を行った。
ステンレス板12A〜12H上で捕集されたATP量及びフィルター34A〜34Hで捕集した空気10リットル中のATP量を下記表2に示す。
12 粉末受容用シート
14 処理室(秤量ブース、秤量エリア)
16 作業室
18 前室
Claims (6)
- 粉末状物質を用いる実験設備又は製造設備内において、前記実験設備又は製造設備内の評価対象領域に、粉末受容用のシートを配置する工程と、
前記実験設備又は製造設備内において、評価対象となる粉末状物質に代えてアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を使用して、評価対象作業を行う工程と、
前記評価対象作業を行った後に粉末受容用のシートを回収し、前記シート表面に付着したアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を回収し、定量分析する工程と、
をこの順で有する粉末状物質の飛散状態評価方法。 - 粉末状物質を用いる実験設備又は製造設備内において、評価対象となる粉末状物質に代えてアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を使用して、評価対象作業を行う工程と、
前記実験設備又は製造設備内の空気を、評価に用いられる粉末状物質が通過しないサイズの開口部を有するグラスファイバーフィルタを介して吸気することでサンプリングする工程と、
前記グラスファイバーフィルタに付着したアデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末を回収し、定量分析する工程と、
をこの順で有する粉末状物質の飛散状態評価方法。 - 前記アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末の粒子径が0.5μm〜100μmの範囲にある請求項1又は請求項2に記載の粉末物質の飛散状態評価方法。
- 前記アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物の粉末の定量分析が、ルシフェラーゼとマグネシウムイオンとの存在下、アデノシン5’−三リン酸及びその誘導体からなる群より選択される化合物とルシフェリンとを反応させた結果生じる発光を検出することで行われる請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の粉末状物質の飛散状態評価方法。
- 前記粉末受容用のシートが、金属板、金属箔、樹脂板、及び樹脂シートから選ばれる表面が平滑なシートである請求項1、請求項3及び請求項4のいずれか1項に記載の粉末状物質の飛散状態評価方法。
- 前記粉末受容用のシート表面に付着した粉末の回収は、ワイパースワブ、グラスファイバー製フィルター、及び綿棒から選ばれた材料を用いて前記粉末受容用のシートの表面をぬぐうことで行われる請求項1、請求項3、請求項4及び請求項5のいずれか1項に記載の粉末状物質の飛散状態評価方法。
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