JPWO2015046424A1 - 作業用チャンバー - Google Patents

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Abstract

作業空間を有する本体ケースと、本体ケース内に給気する給気装置と、作業空間の底面に開口を形成する作業板と、昇降可能な観察装置と、を備え、観察装置は、使用状態における作業板と観察装置との隙間よりも幅の広い受け部を有し、受け部は、使用状態において観察装置と作業板との隙間を埋める、作業用チャンバー。

Description

本開示は、再生医療関連及び製薬関連の実験環境機器に用いられるアイソレータ、クリーンベンチ、キャビネットなどの作業用チャンバーに関する。
特許文献1において、例えば、培養した細胞の観察等の作業を行うための作業室を有するアイソレータが開示されている。
特開2011−177091号公報
本開示は、作業空間内で観察可能であり、かつ、作業性を向上させた作業用チャンバーを提供する。
本開示における作業用チャンバーは、内部に作業空間を有し、前面に作業者の腕を挿入するグローブが装着される挿入部を有する箱状の本体ケースと、本体ケースの作業空間内に給気フィルタを介して本体ケース外の気体を給気する給気装置と、作業空間の底面を構成し、かつ、作業空間の底面に開口を形成する作業板と、作業板よりも下位に設けられ、開口を介して作業空間と連通した収容室と、収容状態では全体が収容室に、使用状態では少なくとも一部が作業空間に、配置されるように昇降可能な観察装置と、を備える。観察装置は、使用状態における作業板と観察装置との隙間よりも水平方向の幅の広い受け部を側面に有し、受け部は、観察装置の使用状態において、受け部の一部と作業板の裏面が当接又は近接することで、観察装置と作業板との隙間を埋める。
本開示の作業用チャンバーは、作業空間内で観察可能であり、かつ、作業性を向上させるのに有効である。
実施の形態1に係るアイソレータシステムの正面図 実施の形態1に係るアイソレータシステムの正面図 実施の形態1に係るインキュベータ装着時のアイソレータシステムの斜視図 実施の形態1に係る作業板の上視図 実施の形態1に係る観察ユニットを示す斜視図 実施の形態1に係る観察装置の収容状態での図4における5−5断面図 実施の形態1に係る観察装置の使用状態での図4における5−5断面図
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態1)
以下、作業用チャンバーの一例として、実施の形態1でアイソレータシステム100について、図1〜7を用いて説明する。
実施の形態1におけるアイソレータシステム100は、滅菌された環境で、例えば細胞の培養、操作、観察等の作業を行うための装置である。尚、滅菌とは、微生物や細胞等を殺菌して無菌に近づけることを示すものとする。
なお、本実施形態において、Z軸は、アイソレータシステム100が立設する垂直方向に沿う軸であり、上側に向かう方向を+Z方向とし、下側(下方)に向かう方向を−Z方向とする。Y軸は、アイソレータシステム100の正面と背面とに直交する方向に沿う軸であり、作業空間の内部で作業を行うための開口が設けられた正面から、正面とは反対側の背面に向かう方向を−Y方向とし、背面から正面に向かう方向を+Y方向とする。X軸は、正面から見て左右の側面に直交する方向に沿う軸であり、正面から見て左側面から右側面へ向かう方向を+X方向とし、右側面から左側面に向かう方向を−X方向とする。
[1.アイソレータシステム]
アイソレータシステム100の構成について、図1〜3を用いて説明する。図1は実施の形態1に係るアイソレータシステム100の正面図である。図2は実施の形態1に係るアイソレータシステム100の斜視図である。図3は実施の形態1に係るインキュベータ200装着時のアイソレータシステム100の斜視図である。
図1に示すように、アイソレータシステム100は、実施の形態1におけるアイソレータシステム100は、グローブボックス110、遠心機ユニット120、観察ユニット130、滅菌ユニット140、空調ユニット150、制御ユニット160、パスボックス170及び空調ユニット180を備える。制御ユニット160は、グローブボックス110及びパスボックス170の上部に設けられ、例えば滅菌ユニット140、空調ユニット150等の各装置の動作を制御する。
図2に示すように、グローブボックス110は、無菌環境で作業を行うために周囲と隔離された略箱状の作業空間Aを内部に形成する。グローブボックス110は、前面板111にグローブ(不図示)が装着される複数の前面開口112を有する。前面板111は、上端部にもうけられたヒンジを軸として開閉することができる。これにより、グローブボックス110の前面を開閉することができる。左右の側面板には、パスボックス170やインキュベータ200を装着するための開口が設けられている。グローブボックス110は、右側面板の開口にパスボックス170が装着され、左側面板の開口にインキュベータ200が装着される。作業時において、作業者は、グローブを介して作業空間A内で作業を行う。パスボックス170も、外部から作業空間Aに搬送するものを事前に滅菌するために周囲と隔離された略箱状の準備空間Bを内部に形成する。作業空間Aと準備空間Bは、扉を介して隔離されており、扉を開くことで連通する。
グローブボックス110は、作業手の挿入部である複数の前面開口112が設けられた前面板111、背面板、上面板、底面板、及び、左右の側面板によって箱状の本体ケースを構成する。グローブボックス110は、その上で作業を行う為の作業板113と、グローブボックス110の背面側に設けられる仕切板と、を内部に備える。作業を行う空間である箱状の作業空間Aは、前面板111、上面板、作業板113、仕切板、及び、左右の側面板によって形成される。グローブボックス110は、外部からの菌の侵入が抑制されるように気密性を有して区画される。グローブボックス110は、作業板113、仕切板、底面板、背面板、上面板、及び、左右の側面板は、清掃や消毒のしやすいステンレス鋼板で構成されている。作業板113と底面板との間には、作業空間A内の気体を排気する排気経路として底面ダクトが形成される。また、仕切板と背面板との間には、作業空間A内の気体を排気する排気経路として背面ダクトが形成される。底面ダクトと背面ダクトとは連通されている。グローブボックス110内へ給気された気体は、底面ダクト及び背面ダクトを通って、グローブボックス110から排気される。グローブボックス110内の上面板には、給気口及び排気口が設けられている。給気口は作業空間Aの上部前方に、排気口は上部後方に、配置されている。給気口から作業空間A内に気体が供給され、排気口から作業空間A内の気体が排気される。グローブボックス110では、内部の無菌環境を確保するために、給気口にHEPAフィルタ等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気体がグローブボックス110内に供給される。また、排気口にもHEPAフィルタ等の微粒子捕集フィルタが設けられ、グローブボックス110内の気体は微粒子捕集フィルタを介してグローブボックス110内から排気される。
遠心機ユニット120は、グローブボックス110の下方に設けられ、作業空間Aから接続できる。遠心機ユニット120は、作業空間A内で作業するサンプルを遠心分離させるための遠心機を内部に備えている。観察ユニット130は、グローブボックス110の下方に設けられ、作業空間Aから接続できる。観察ユニット130は、作業空間A内で作業するサンプルを観察するための観察装置を内部に備えている。また、観察ユニット130は、内部に設けられた観察装置を昇降可能な昇降機構と、外部に設けられ昇降機構を操作するハンドルと、を備えている。作業者は、ハンドルによって昇降機構を操作することで、観察装置を使用するときは観察装置を作業空間A内に押し上げ、観察装置を使用しないときは観察ユニット130内に観察装置を収容することができる。滅菌ユニット140は、グローブボックス110内に過酸化水素等の滅菌物質を供給するために、グローブボックス110の下方に設けられる。本実施形態の滅菌ユニット140は、グローブボックス110内に設けられたノズルを介して滅菌液をミスト化した滅菌ミストを噴霧して、内部を滅菌する。
空調ユニット150は、グローブボックス110の上部に設けられ、内部の空調を制御する。空調ユニット150は、給気ユニット150aと排気ユニット150bとを備える。空調ユニット150は、給気ユニット150aによって作業空間A内に外気を供給し、排気ユニット150bによって作業空間A内の気体を排気する。空調ユニット180は、パスボックス170の上部に設けられ、パスボックス170内の準備空間B内の空調を制御する。
図2に示すように、アイソレータシステム100は、グローブボックス110におけるパスボックス170が設けられる側面とは反対の側面にインキュベータ200が装着される。インキュベータ200は、内部に培養室(図示せず)を備える。この培養室は、培養物を収容し、内部で培養する部屋であり、例えば直方体状の箱体によって外部からの菌の侵入が抑制される空間として区画される。培養室は例えばステンレス鋼板によって区画されている。インキュベータ200、アイソレータシステム100に対して着脱可能に構成されている。これにより、インキュベータ200毎に培養物の管理ができる。例えば、ドナー毎に専用のインキュベータ200を使用することにより、培養物の取り違え等の不具合を抑制できる。
[2.作業板]
作業板113の構成について、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態1にかかる作業板113の上視図である。
図4に示すように、作業板113は、左右に分割された第1作業板113a及び第2作業板113bにより構成されている。作業板113は、前端部及び左右の端部に作業空間A内の気体を排気する複数の排気口114を形成している。第1作業板113aは、作業板113の下方に設けられた遠心機ユニット120に接続するための接続開口115を形成している。第1作業板113aには、第1作業板113aの一部を構成し接続開口115を開閉可能な遠心機カバー121が蝶番を介して取り付けられている。第2作業板113bは、作業板113の下方に設けられた観察ユニット130に接続するための接続開口116を形成している。接続開口116は、観察装置カバー131によって塞がれており、観察装置カバー131は、第2作業板113bと同一平面上に配置されている。
[3.観察ユニット]
[3−1.構成]
観察ユニット130の構成について、図5を用いて説明する。図5は、実施の形態1に係る観察ユニット130を示す斜視図である。図6は、実施の形態1に係る観察装置133の収容状態での図4における5−5断面図、図7は、使用状態での図4における5−5断面図である。
観察ユニット130は、収容室132、観察装置133、昇降装置134、及び、ファン135を備える。収容室132は、内部に観察装置133を収容する。収容室132は、作業板113よりも下位に設けられ、接続開口116を介して作業空間Aと連通する。具体的には、収容室132は、上面が開口した箱状のケースであり、その開口縁には外方へ延伸したフランジ136が設けられる。グローブボックス110の底面板には収容室132をはめ込むための開口が形成され、その開口に収容室132が上方からはめ込まれる。そして、収容室132のフランジ136が、グローブボックス110の底面板に取り付けられることで、作業空間Aと収容室132とが連通する。また、収容室132の上面の開口縁には、上方へ延伸する枠状の規制板137が設けられる。規制板137は、グローブボックス110の底面板と作業板113との間、つまり、底面ダクト内に設けられる。そのため、規制板137には、ガス化した滅菌物質が通過できるように複数の孔部が形成されている。これにより、作業板113の複数の排気口114から底面ダクトに落下した器具あるいは液体が更に収容室132内に落下するのを防止することができる。
収容室132の内部には、外部から操作可能な昇降装置134が設けられ、その昇降装置134の上部に観察装置133が固定される。昇降装置134は、外部から作業者が操作することで観察装置133を上下に昇降することができる。観察装置133は、収容状態では観察装置133全体が収容室132内に配置され、観察装置133を使用できる使用状態では上部が作業空間Aに配置される。本実施の形態では、使用状態において、観察物を載置する観察装置133のステージが作業板113と略同一平面上に位置する。
また、上述の通り、観察装置133の上面には、作業板113の接続開口116の面積より僅かに小さい面積の観察装置カバー131が設けられ、観察装置カバー131は、観察装置133の収容状態において、作業板113と略同一平面上で、かつ、作業板113の接続開口116内に位置する。
また、観察装置133は、作業板113の接続開口116と観察装置133との間の隙間から落下する器具等と捕まえるために、側面を取り囲むように落下物受け部138を備える。落下物受け部138は、ステンレス等の金属板で構成されている。落下物受け部138は、捕まえた器具等をさらに落とさないように、上方へ側面から外方へ向かって延伸した後、上方へ向かって屈曲した形状であり、上端部が内端部より上方に位置する。図6に示すように、落下物受け部138は、使用状態において作業板113の接続開口116と観察装置133との間に形成される隙間よりも水平方向の幅が広くなるように形成される。さらに、図7に示すように、落下物受け部138は、観察装置133の使用状態において、落下物受け部138の外周端と作業板113の裏面が当接又は近接することで、作業板113の接続開口116と観察装置133との隙間を埋める。なお、近接するとは、落下物受け部138によって捕まえられた落下物が落下物受け部138と作業板113の裏面との間の隙間(Z軸方向)から外方へ落下しない程度の隙間であり、観察装置133と作業板113との間の隙間(XY軸方向)より小さいことが望ましい。また、落下物受け部138には、ガス化した滅菌物質が通過できるように複数の孔部139が形成されている。
また、収容室132内部には、収容室132内の気体を拡散するためのファン135が設けられる。
[4.効果等]
以上のように、本実施の形態において、アイソレータシステム100は、内部に作業空間Aを有し、前面板に作業者の腕を挿入するグローブが装着される前面開口112(挿入部)を有する箱状のグローブボックス110(本体ケース)と、グローブボックス110の作業空間A内に微粒子捕集フィルタ(給気フィルタ)を介してグローブボックス110外の気体を給気する給気ユニット150a(給気装置)と、作業空間Aの底面を構成し、かつ、作業空間Aの底面に接続開口116を形成する作業板113と、作業板113よりも下位に設けられ、接続開口116を介して作業空間Aと連通した収容室132と、収容状態では全体が収容室132に、使用状態では少なくとも一部が作業空間Aに、配置されるように昇降可能な観察装置133と、を備える。観察装置133は、使用状態における作業板113の接続開口116と観察装置133との隙間よりも水平方向の幅の広い落下物受け部138(受け部)を側面に有し、落下物受け部138は、観察装置133の使用状態において、落下物受け部138の上端部と作業板113の裏面とが当接又は近接することで、観察装置133の接続開口116と作業板113との隙間を埋める。これにより、本開示の技術は、作業空間A内で観察可能であり、かつ、作業性を向上させるのに有効なアイソレータシステム100を提供できる。
また、アイソレータシステム100は、作業空間A内の気体を、微粒子捕集フィルタ(排気フィルタ)を介して前記本体ケース外へ排気する排気ユニット150b(排気装置)と、作業空間A内へ滅菌物質を供給する滅菌ユニット140(滅菌装置)と、をさらに備え、観察装置133の落下物受け部138は、貫通した複数の孔部139を有している。これにより、アイソレータシステム100は、ガス化した滅菌物質を収容室132内部へ確実に供給することができる。
また、観察装置133は、観察対象物を載置するステージが作業板113と略同一平面上に位置したときに、落下物受け部138の上端部と作業板113の裏面とが当接又は近接する。これにより、アイソレータシステム100は、使用状態において、その上で作業を行う作業板113と観察装置133のステージとが略同一平面上に位置するため、観察時の作業性が向上するだけでなく、観察装置133と作業板113との間の隙間から器具等を落下させてしまうことを抑制できる。
また、落下物受け部138は、観察装置133の側面におけるステージより下位の内端部から外方に延伸するとともに、落下物受け部138の上端部が内端部より上位かつステージより下位に位置する。これにより、アイソレータシステム100は、観察装置133と作業板113との間の隙間からの落下物をより確実捕まえることができる。
まら、観察装置133の上面には、作業板113の接続開口116の面積より僅かに小さい面積の観察装置カバー131(天板)が設けられ、観察装置カバー131は、観察装置133の収容状態において、作業板113と略同一平面上で、かつ、作業板113の接続開口116内に位置する。これにより、観察装置133を収容した状態において、観察装置カバー131が作業板113の一部となるため、作業板113上での作業性が向上する。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。なお、実施の形態1と同じ構成については、便宜上、同じ符号を付けて説明する。
実施の形態1では、本体ケースの一例としてグローブボックス110を説明した。グローブボックス110は、グローブを介して作業空間A内で作業を行うアイソレータ用の本体ケースに限られない。グローブを装着しない前面開口112を有するクリーンベンチやキャビネットにも、本開示の技術は有用である。要するに、本体ケースは、作業空間A内に作業者が手を挿入して内部で作業を行う実験環境機器において、作業空間A内に気体を供給して、作業空間Aの環境を調整するものであればよい。
また、実施の形態1では、受け部の一例として落下物受け部138を説明した。図5〜7のように、落下物受け部138は、観察装置の側面から外方へ延伸した後、上方へ屈曲した形状である。しかし、受け部は、この形状に限られない。落下物受け部138は、内端部から外方へ向かって上方へ傾斜した傾斜面を有する構成としてもよい。その場合、落下物受け部138に落下した落下物は、外方ではなく内方へ向かって跳ね返る又は転がる。そのため、落下物が落下物受け部138の外方へ落下することが抑制されるだけでなく、作業者が落下物を拾いやすくなる。また、落下物受け部138は、ステンレス等の金属板で形成され、複数の孔部139を有する構成とされている。しかし、受け部は、金属板に限られない。受け部は、例えば、金属のメッシュで構成されてもよい。その場合、受け部に弾性を持たせることができるため、落下物を捕えるときに落下物が跳ねることが抑制されるだけでなく、受け部を作業板113の裏面に当接させる際にも互いにかかる負荷を低減できる。
本開示は、箱状の作業空間に作業手を挿入して作業を行う実験環境機器に適用可能である。
100 アイソレータシステム
110 グローブボックス
111 前面板
112 前面開口
113 作業板
113a 第1作業板
113b 第2作業板
114 複数の複数の排気口
115 接続開口
116 接続開口
120 遠心機ユニット
121 遠心機カバー
130 観察ユニット
131 観察装置カバー
132 収容室
133 観察装置
134 昇降装置
135 ファン
136 フランジ
137 規制板
138 落下物受け部
139 複数の孔部
140 滅菌ユニット
150 空調ユニット
150a 給気ユニット
150b 排気ユニット
160 制御ユニット
170 パスボックス
180 空調ユニット
200 インキュベータ
実施の形態1に係るアイソレータシステムの正面図 実施の形態1に係るアイソレータシステムの斜視図 実施の形態1に係るインキュベータ装着時のアイソレータシステムの斜視図 実施の形態1に係る作業板の上視図 実施の形態1に係る観察ユニットを示す斜視図 実施の形態1に係る観察装置の収容状態での図4における5−5断面図 実施の形態1に係る観察装置の使用状態での図4における5−5断面図
図1に示すように、実施の形態1におけるアイソレータシステム100は、グローブボックス110、遠心機ユニット120、観察ユニット130、滅菌ユニット140、空調ユニット150、制御ユニット160、パスボックス170及び空調ユニット180を備える。制御ユニット160は、グローブボックス110及びパスボックス170の上部に設けられ、例えば滅菌ユニット140、空調ユニット150等の各装置の動作を制御する。
また、観察装置133は、作業板113の接続開口116と観察装置133との間の隙間から落下する器具等と捕まえるために、側面を取り囲むように落下物受け部138を備える。落下物受け部138は、ステンレス等の金属板で構成されている。落下物受け部138は、捕まえた器具等をさらに落とさないように、側面から外方へ向かって延伸した後、上方へ向かって屈曲した形状であり、上端部が内端部より上方に位置する。図6に示すように、落下物受け部138は、使用状態において作業板113の接続開口116と観察装置133との間に形成される隙間よりも水平方向の幅が広くなるように形成される。さらに、図7に示すように、落下物受け部138は、観察装置133の使用状態において、落下物受け部138の外周端と作業板113の裏面が当接又は近接することで、作業板113の接続開口116と観察装置133との隙間埋める。なお、近接するとは、落下物受け部138によって捕まえられた落下物が落下物受け部138と作業板113の裏面との間の隙間(Z軸方向)から外方へ落下しない程度の隙間であり、観察装置133と作業板113との間の隙間(XY軸方向)より小さいことが望ましい。また、落下物受け部138には、ガス化した滅菌物質が通過できるように複数の孔部139が形成されている。
100 アイソレータシステム
110 グローブボックス
111 前面板
112 前面開口
113 作業板
113a 第1作業板
113b 第2作業板
114 複数の排気口
115 接続開口
116 接続開口
120 遠心機ユニット
121 遠心機カバー
130 観察ユニット
131 観察装置カバー
132 収容室
133 観察装置
134 昇降装置
135 ファン
136 フランジ
137 規制板
138 落下物受け部
139 複数の孔部
140 滅菌ユニット
150 空調ユニット
150a 給気ユニット
150b 排気ユニット
160 制御ユニット
170 パスボックス
180 空調ユニット
200 インキュベータ

Claims (6)

  1. 内部に作業空間を有し、前面に作業者の腕を挿入するグローブが装着される挿入部を有する箱状の本体ケースと、
    前記本体ケースの作業空間内に給気フィルタを介して前記本体ケース外の気体を給気する給気装置と、
    前記作業空間の底面を構成し、かつ、前記作業空間の底面に開口を形成する作業板と、
    前記作業板よりも下位に設けられ、前記開口を介して前記作業空間と連通した収容室と、
    収容状態では全体が前記収容室に、使用状態では少なくとも一部が前記作業空間に、配置されるように昇降可能な観察装置と、を備え、
    前記観察装置は、使用状態における前記作業板と前記観察装置との隙間よりも水平方向の幅の広い受け部を側面に有し、
    前記受け部は、前記観察装置の使用状態において、前記受け部の上端部と前記作業板の裏面とが当接又は近接することで、前記観察装置と作業板との隙間を埋める、
    作業用チャンバー。
  2. 前記作業空間内の気体を、排気フィルタを介して前記本体ケース外へ排気する排気装置と、
    前記作業空間内へ滅菌物質を供給する滅菌装置と、をさらに備え、
    前記受け部は、貫通した複数の孔部を有している、
    請求項1に記載の作業用チャンバー。
  3. 前記観察装置は、観察対象物を載置するステージが前記作業板と略同一平面上に位置したときに、前記受け部の上端部と前記作業板の裏面とが当接又は近接する、
    請求項1又は2に記載の作業用チャンバー
  4. 前記受け部は、前記観察装置の側面における前記ステージより下位の内端部から外方に延伸するとともに、前記受け部の上端部が前記内端部より上位かつ前記ステージより下位に位置する、
    請求項3に記載の作業用チャンバー。
  5. 前記観察装置の上面には、前記作業板の開口の面積より僅かに小さい面積の天板が設けられ、
    前記天板は、前記観察装置の収容状態において、前記作業板と略同一平面上で、かつ、前記作業板の開口内に位置する、
    請求項1に記載の作業用チャンバー。
  6. 前記受け部は、内端部から外方へ向かって上方へ傾斜した傾斜面を有する、
    請求項1に記載の作業用チャンバー。
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