KR20080106538A - 아이솔레이터용 인큐베이터 - Google Patents

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KR20080106538A
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Abstract

인큐베이터의 배양실 내 및 가스 공급용 배관이나 샘플링용 배관 내까지 확실하게 멸균할 수 있는 아이솔레이터용 인큐베이터를 제공한다. 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)는 배양실(4) 내의 배양용 가스의 농도 제어를 행하기 위해 당해 배양실(4) 내에 연통하여 설치된 가스 농도 제어용 배관(16)과, 배양실(4) 내로부터 가스 농도 제어용 배관(16)에 걸쳐 멸균 가스를 순환시키기 위한 멸균 가스 순환용 배관(26)과, 이 멸균 가스 순환용 배관(26)에 설치된 순환용 펌프(24)를 구비한다.
Figure P1020087021718
인큐베이터, 배양실, 배관, 펌프, 아이솔레이터

Description

아이솔레이터용 인큐베이터 {INCUBATOR FOR ISOLATOR}
본 발명은 아이솔레이터의 챔버 내에 연결되는 인큐베이터에 관한 것이다.
최근, 무균 상태를 유지한 상태에서 인체 또는 동물 등의 생물로부터 채취한 세포(세균 등을 포함함)나 미생물의 배양이 행해지는, 소위 미생물학적으로 컨트롤된 환경의 아이솔레이터가 사용되고 있다. 상기 아이솔레이터는 무균 상자나 무균 조작 상자(그로브 박스)를 직렬로 복수대 접속하여 사용함으로써, 무균 상태하에서 세포나 미생물을 배양할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고 아이솔레이터의 챔버 내에서는 그로브 또는 유사한 멸균 액세스 디바이스를 통해, 작업자에 의해 세포나 미생물의 배양 실험 등의 작업이 행해지고 있었다(특허 문헌 1 참조).
또한, 아이솔레이터의 챔버 내에서 배양 작업이 행해진 세포나 미생물에 배양액을 가하는 등의 작업이 행해진 후, 세포나 미생물은 이것도 또한 무균 상자로 구성된 인큐베이터(배양고)의 배양실 내에 넣어져 배양되고 있다(특허 문헌 2 참조). 이러한 인큐베이터의 배양실 내에서는, 일반적으로 배양액의 pH 조정용으로서 이산화탄소 가스(CO2), 저산소 배양으로부터 고산소 배양을 행하는 경우에는 질소 가스/산소 가스(N2/02)가, 각각 인큐베이터의 배양실 내에 연통되는 가스 공급용 배관으로부터 공급됨으로써 무균 상태하에서 세포나 미생물의 배양을 행할 수 있도록 되어 있었다.
이러한 아이솔레이터의 챔버 내는, 세포 조작의 작업을 행하지 않을 때에 잡균을 제거할 필요가 있다. 즉, 아이솔레이터에서 배양 실험하는 세포나 미생물을 변경할 때, 잡균의 침입이 있었거나 이전의 배양 실험에서 사용한 세포나 미생물이 챔버 내에 잔류하고 있으면, 다음에 배양 실험하는 세포나 미생물에 그 영향을 미쳐 양호한 실험 결과가 얻어지지 않는 문제가 발생한다. 그래서 아이솔레이터에 과산화수소 가스(H2O2) 등의 멸균 가스 발생 장치를 구비하여, 이 멸균 가스 발생 장치로부터 챔버 내로 멸균 가스를 공급하고, 가득 채워 챔버 내를 멸균하는 멸균 작업이 행해지고 있었다. 또한, 인큐베이터의 배양실 내는 멸균액으로 닦아냄으로써 멸균하고 있었다.
한편, 전자의 아이솔레이터에 후자의 인큐베이터가 연결되는 동시에, 가스 공급용 배관이나 샘플링용 배관 등이 설치된 배양 장치도 사용되고 있다. 이 배양 장치 내에 침입한 잡균이나 전회 배양한 세포나 미생물이 남아 있으면, 다음 배양 실험 결과에 영향을 미쳐 양호한 배양 실험 결과가 얻어지지 않게 되어 버린다. 이로 인해, 배양 장치에서는 멸균 가스를 아이솔레이터의 챔버 내로부터 인큐베이터의 배양실 내에 자연 순환시킴으로써 멸균하고 있었다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공표 제2001-518816호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2005-118021호 공보
그러나 아이솔레이터의 챔버 내로부터 인큐베이터의 배양실 내에 멸균 가스를 자연 순환시킨 경우, 상자형으로 형성된 배양실 내의 구석부는 어떻게 해도 가스의 흐름이 나빠 멸균 가스가 순환하기 어려웠다. 이로 인해, 인큐베이터의 배양실 내 전체를 완전히 멸균할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또한, 자연 순환에 의한 멸균 가스는 특히 인큐베이터의 배양실 내에 이산화탄소 등의 배양 가스를 공급하는 가스 공급용 배관이나 샘플링용 배관 내에는 자연 순환되지 않는다. 이로 인해, 역시 이산화탄소 등의 배양 가스를 공급하는 가스 공급용 배관이나 샘플링용 배관 내도 멸균할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 인큐베이터의 배양실 내 및 가스 공급용 배관이나 샘플링용 배관 내까지 확실하게 멸균할 수 있는 아이솔레이터용 인큐베이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터는 아이솔레이터의 챔버 내에 연결되는 것이며, 배양실 내의 배양용 가스의 농도 제어를 행하기 위해 당해 배양실 내에 연통하여 설치된 가스 농도 제어용 배관과, 배양실 내로부터 가스 농도 제어용 배관에 걸쳐 멸균 가스를 순환시키기 위한 멸균 가스 순환용 배관과, 상기 멸균 가스 순환용 배관에 설치된 순환용 펌프를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 2의 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터는, 상기에 부가하여 순환용 펌프보다 멸균 가스의 하류측에 위치하는 가스 농도 제어용 배관에 설치된 필터를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 3의 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터는, 청구항 1 또는 청구항 2에 부가하여 순환용 펌프를 운전하는 멸균 모드를 갖는 제어 장치와, 배양실 내에 있어서 배양용 가스를 순환시키기 위한 송풍기를 구비하고, 제어 장치는 멸균 모드에 있어서 송풍기를 운전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 4의 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터는, 청구항 3에 부가하여 순환용 펌프보다 멸균 가스의 하류측에 위치하여, 복수 종류의 배양용 가스를 배양실 내에 각각 공급하기 위한 복수의 가스 농도 제어용 배관을 구비하고, 제어 장치는 순환용 펌프로부터 토출된 멸균 가스를 각 가스 농도 제어용 배관에 교대로 유입시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 아이솔레이터의 챔버 내에 연결되는 인큐베이터에 있어서, 배양실 내의 배양용 가스의 농도 제어를 행하기 위해 당해 배양실 내에 연통하여 설치된 가스 농도 제어용 배관과, 배양실 내로부터 가스 농도 제어용 배관에 걸쳐 멸균 가스를 순환시키기 위한 멸균 가스 순환용 배관과, 이 멸균 가스 순환용 배관에 설치된 순환용 펌프를 구비하고 있으므로, 아이솔레이터 내를 멸균 가스로 멸균할 때 인큐베이터의 배양실 내를 아이솔레이터의 챔버 내에 연통시킨 상태에서 순환용 펌프를 운전함으로써 멸균 가스를 배양실 내로부터 가스 농도 제어용 배관에 걸쳐 순환시킬 수 있게 된다. 이에 의해, 아이솔레이터의 챔버 내의 멸균 작업과 함깨 배양실 내에 더하여 가스 농도 제어용 배관까지 멸균 가스로 멸균할 수 있게 되는 것이다.
청구항 2의 발명에서는 상기 발명에 부가하여, 순환용 펌프보다 멸균 가스의 하류측에 위치하는 가스 농도 제어용 배관에 설치된 필터를 구비하고 있으므로, 순환용 펌프에서 발생한 이물질은 이 필터에서 흡착 제거된다. 이에 의해, 이러한 이물질이 배양실 내에 침입하는 문제를 미연에 회피할 수 있게 된다.
청구항 3의 발명에서는 상기 각 발명에 부가하여, 순환용 펌프를 운전하는 멸균 모드를 갖는 제어 장치를 구비하고 있으므로, 아이솔레이터의 멸균 작업과 함께 인큐베이터를 멸균 모드로 함으로써, 용이하게 배양실 내 및 가스 농도 제어용 배관의 멸균을 행할 수 있게 된다. 특히, 배양실 내에 있어서 배양용 가스를 순환시키기 위한 송풍기를 이 멸균 모드에 있어서 운전하도록 하고 있으므로, 아이솔레이터의 챔버 내에 채워지는 멸균 가스를 배양실의 구석구석까지 고루 퍼지게 할 수 있게 되는 것이다.
청구항 4의 발명에서는, 상기 발명에 부가하여 순환용 펌프보다 멸균 가스의 하류측에 위치하여, 복수 종류의 배양용 가스를 배양실 내에 각각 공급하기 위한 복수의 가스 농도 제어용 배관을 구비하고 있는 경우, 순환용 펌프로부터 토출된 멸균 가스를 각 가스 농도 제어용 배관에 교대로 유입시키도록 하였으므로 각 가스 농도 제어용 배관에 동시에 유입되는 경우와 같이 어느 한쪽의 배관에 멸균 가스의 순환이 치우치는 문제도 미연에 회피할 수 있게 되는 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 아이솔레이터용 인큐베이터의 단면 개략도이다(제1 실시예).
도2는 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터(단열 도어를 개방한 상태)의 사 시도이다.
도3은 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터(단열 도어를 폐쇄한 상태)의 사시도이다.
도4는 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터의 배관도(통상 모드)이다.
도5는 아이솔레이터용 인큐베이터의 운전 사양도이다.
도6은 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터의 배관도(샘플링 모드)이다.
도7은 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터의 배관도(멸균 모드)이다.
도8은 본 발명의 다른 실시예의 아이솔레이터용 인큐베이터의 배관도(통상 모드)이다(제2 실시예).
도9는 아이솔레이터용 인큐베이터의 운전 사양도이다.
도10은 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터의 배관도(샘플링 모드)이다.
도11은 본 발명의 아이솔레이터용 인큐베이터의 배관도(멸균 모드)이다.
본 발명은 인큐베이터의 배양실 내 및 가스 농도 제어용 배관 내를 확실하게 멸균하기 위해 멸균 가스 순환용 펌프와, 배양실 내에 있어서 멸균 모드에서 배양용 가스를 순환시키기 위한 송풍기를 운전하는 것을 가장 주요한 특징으로 한다. 인큐베이터의 배양실 내와 가스 농도 제어용 배관 내를 확실하게 멸균한다고 하는 목적을, 멸균 가스 순환용 펌프를 설치하여 멸균 모드로 송풍기를 운전하는 것만의 간단한 구성으로 실현하였다.
<제1 실시예>
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)[배양실(4)]의 단면 개략도, 도2는 본 발명의 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)[단열 도어(7)를 개방한 상태]의 사시도, 도3은 본 발명의 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)[단열 도어(7)를 폐쇄한 상태]의 사시도를 각각 도시하고 있다.
아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)는, 소위 멀티 가스 인큐베이터로, 도1에 도시하는 바와 같이 아이솔레이터(40)의 측면에 장착되어 사용된다. 상기 인큐베이터(1)는 무균 상태를 유지한 상태에서 인체 또는 동물 등의 생물로부터 채취한 세포(세균 등을 포함함)나 미생물의 배양이 행해진다.
이 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에서는, 작업자에 의해 그로브 또는 유사한 멸균 액세스 디바이스를 통해 세포나 미생물의 배양 실험 등이 행해진다. 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에는 배관을 통해 멸균 가스 공급 장치(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내는 이 멸균 가스 공급 장치로부터 멸균 가스로서 과산화수소 가스(H2O2)가 공급됨으로써 챔버(42) 내를 멸균할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 인큐베이터(1)는 도시하지 않지만 단열 상자와, 이 단열 상자 내측에 설치된 금속제 내부 상자로 이루어지는 단열 상자 본체(2)와, 이 단열 상자 본체(2) 내에 구성된 배양실(4)의 개구(2A)를 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내로부터 개폐 가능하게 폐색하는 단열 도어(7)로 구성되어 있다. 단열 상자 본체(2)에는 장착 프레임(10)이 단열 도어(7) 근방에 위치하여 설치되어 있고, 이 장착 프레임(10)은 단열 상자 본체(2)로부터 소정 치수 돌출되어 설치되는 동시에, 단열 상자 본체(2)의 전체 주위에 설치되어 있다.
상기 장착 프레임(10)은 인큐베이터(1)의 단열 도어(7)가 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 위치한 상태에서, 아이솔레이터(40)의 장착 프레임 구멍(도시하지 않음) 내에 합치하도록 구성되어 있다. 또한, 아이솔레이터(40)의 장착 프레임 구멍 내에 인큐베이터(1)의 장착 프레임(10)이 장착된 상태에서, 장착 프레임(10)의 주위와 장착 프레임 구멍은 밀봉 부재(도시하지 않음)로 밀봉되어 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내는 밀봉된다.
또한, 인큐베이터(1)는 도2 및 도3에 도시하는 바와 같이, 단열 상자 본체(2)의 개구(2A)를 개폐 가능하게 폐색하는 투명 도어(3)(내부 도어)가 설치되어 있고, 그 외측에 위치하여 단열 도어(7)가 설치되어 있다. 이 단열 도어(7)는 배양실(4)의 개구(2A)로부터의 열 진입을 방지하는 외부 도어로, 우측이 힌지에 의해 단열 상자 본체(2)에 개폐 가능하게 지지되고, 그 이면 주위에는 자석이 들어간 가스킷(8)이 설치되어 있다.
투명 도어(3)는 그 우측이 힌지에 의해 단열 상자 본체(2)에 개폐 가능하게 지지되어 있고, 배양실(4)의 개구(2A) 부분에 설치된 가스킷(2B)에 의해 기밀적으로 개구(2A)를 폐색하고 있다. 그리고 배양실(4)은 개구(2A)가 단열 도어(7)로 폐색된 단열 상자 본체(2) 내의 공간에 형성되어 있다. 이 배양실(4) 내에는 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내로부터 단열 도어(7)와 투명 도어(3)를 개방하여 배양물 을 출납한다.
배양실(4) 내의 상부에는 배양실(4) 내의 배양용 가스를 강제 순환시키기 위한 송풍기(14)가 배치되어 있다. 이 배양실(4)에는, 도시하지 않지만 배면 및 저면(底面)에 각각 덕트가 형성되어 있다. 그리고 송풍기(14)에 의해 덕트에 연통되는 배면 상부에 흡입구로부터 배양실(4) 내의 배양 가스가 흡입되는 동시에, 덕트에 연통되어 저면 전방부 및 측면에 형성된 토출구로부터 배양실(4) 내에 뿜어 내어진다. 이에 의해 배양 가스의 강제 순환이 행해진다(도1 실선 화살표).
단열 상자 본체(2)의 측면[배양실(4) 외측의 측면]에는 전원 스위치(12)나, 수동 코크 A, 전자기 밸브 B, C, D, E(도4에 도시) 등이 배치된 기계실(11)이 설치되어 있다. 기계실(11) 내에는 송풍기(14)의 구동이나, 배양실(4) 내에 질소 가스나 산소 가스 등의 공급 가스를 공급하기 위한 가스 농도 제어용 배관(16) 및 도시하지 않은 제어 기판이나, 전장 부품을 배치하기 위한 기판 등이 설치되어 있다.
또한, 기계실(11) 내에는 송풍기(14)나, 수동 코크 A, 전자기 밸브 B, C, D 등이 설치되어 있다. 상기 송풍기(14)는 도시하지 않는 팬과 모터와 축으로 구성되어 있고, 모터는 기계실(11) 내에 배치되고, 축은 이 기계실(11)의 모터로부터 단열 상자 본체(2)의 측면을 관통하여 팬에 접속되어 있다.
또한, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 외부에 위치하는 인큐베이터(1)의 외면에는 조작 패널(13)이 설치되어 있고, 조작 패널(13)은 외부로부터 조작 가능하게 되어 있다. 또한, 조작 패널(13)에는 도시하지 않지만 통상 모드 운전, 멸균 모드 운전 등을 행하는 복수의 조작 버튼(13A)이 설치되어 있다. 조작 패널(13)의 내측 에는 범용 마이크로 컴퓨터(마이크로 컴퓨터)로 구성되는 동시에, 다양한 데이터를 기억 가능한 기억부(메모리)를 구비한 제어 장치(20)(도3 점선)가 설치되어 있다.
상기 제어 장치(20)는 단열 상자 본체(2)와 내부 상자 사이에 설치된 도시하지 않은 히터나, 송풍기(14)를 제어하여 배양실(4) 내를 배양에 적합한 온도로 유지한다. 배양실(4) 내에 설치한 가스 농도 측정용 센서로 검출된 배양실(4) 내의 가스 농도에 의해, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C, D, E(도4에 도시)의 개폐 제어를 행한다. 또한, 제어 장치(20)에 의한 전자기 밸브 B, C, D, E의 개폐 제어에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
상기 단열 상자 본체(2)의 개구(2A)는 아이솔레이터(40)측을 향해 개방되어 있고, 단열 도어(7)는 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 면하여 챔버(42) 내측으로부터 단열 도어(7)를 개방함으로써 배양실(4) 내는 챔버(42) 내에 연통된다. 이 상태에서, 배양실(4) 내에서 배양되는 세포를 챔버(42) 내에 취출하고, 또한 챔버(42) 내에서 조작된 세포를 다시 배양실(4) 내로 복귀시키는 작업이 이루어진다. 또한, 이들은 모두 챔버(42)에 설치된 그로브를 통해 작업되는 것은 물론이다.
인큐베이터(1)는, 도4에 도시하는 바와 같이 샘플링용 가스를 채취하기 위한 샘플링 포트[샘플링용 배관(15)]가 설치되어 있고, 이 샘플링용 배관(15)은 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 연통되어 있다. 또한, 이산화탄소 가스(CO2)를 공급하는 제1 가스 공급용 배관(17)과, 질소 가스/산소 가스를 공급하는 제2 가스 공급용 배관(18)으로 이루어지는 가스 농도 제어용 배관(16)이 인큐베이터(1)의 배양실(4)에 연통하여 설치되어 있다. 또한, 제1 가스 공급용 배관(17)의 단부에는 이산화탄소 가스 공급 장치(도시하지 않음), 제2 가스 공급용 배관(18)의 단부에는 질소 가스/산소 가스 공급 장치(도시하지 않음)가 접속되어 있다.
샘플링용 배관(15)에는 배양실(4) 내로부터 당해 배양실(4) 내의 배양용 가스에 포함되는 약품 혹은 미생물이나 세균 등의 위험한 시료 등을 제거하여 대략 100 ％의 청정도를 얻을 수 있는 필터(22A)를 통해 수동식 수동 코크 A가 접속되어 있다. 그리고 수동 코크 A가 작업자에 의해 개폐 조작됨으로써, 샘플링용 배관(15)으로부터 배양실(4) 내의 가스를 채취하여 농도나 성분 등을 조사할 수 있도록 구성되어 있다.
제1 가스 공급용 배관(17)도 샘플링용 배관(15)과 마찬가지로 배양실(4) 내로부터 필터(22C), 전자기 밸브 D, 필터(22D)를 통해 도시하지 않은 이산화탄소 가스 공급 장치 내에 접속되어 있다. 그리고 제어 장치(20)에 의해 전자기 밸브 D의 개방도가 제어되어 이산화탄소 가스 공급 장치로부터 배양실(4) 내로 소정량의 이산화탄소 가스가 공급된다.
제2 가스 공급용 배관(18)도 샘플링용 배관(15)과 마찬가지로 배양실(4) 내로부터 필터(22B), 전자기 밸브 E, 필터(22E)를 통해 도시하지 않는 질소 가스/산소 가스 공급 장치에 접속되어 있다. 그리고 제어 장치(20)에 의해 전자기 밸브 E의 개방도가 제어되어 질소 가스/산소 가스 공급 장치로부터 배양실(4) 내로 소정량의 질소 가스/산소 가스가 공급된다. 또한, 필터(22A, 22D, 22E)는 배양실(4)로부터 세포가 외부로 누출되지 않도록 하기 위한 고성능의 HEPA 필터로 구성되어 있 다.
즉, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 D의 개폐를 제어(밸브 개방)하여 제1 가스 공급용 배관(17)으로부터 배양실(4) 내로 소정량의 이산화탄소 가스를 공급한다. 또한, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 E의 개폐를 제어하여 제2 가스 공급용 배관(18)으로부터 배양실(4) 내로 소정량의 질소 가스/산소 가스를 공급한다. 이에 의해, 배양실(4) 내에 소정의 세포 배양용 가스 환경(가스 농도)을 만들어 낸다.
한편, 샘플링용 배관(15)으로부터 가스 농도 제어용 배관(16)에 걸쳐 멸균 가스 순환용 배관(26)이 설치되어 있다. 즉, 샘플링용 배관(15)으로부터 제1 가스 공급용 배관(17)과 제2 가스 공급용 배관(18)에 걸쳐 멸균 가스 순환용 배관(26)이 설치되어 있다. 상세하게는, 멸균 가스 순환용 배관(26)에 순환용 펌프(24)가 설치되고, 이 순환용 펌프(24)의 하류측이 분기되어 각각 제1 가스 공급용 배관(17)과 제2 가스 공급용 배관(18)에 접속되어 있다.
상기 순환용 펌프(24)와 제1 가스 공급용 배관(17) 사이에는 전자기 밸브 C가 설치되고, 순환용 펌프(24)와 제2 가스 공급용 배관(18) 사이에는 전자기 밸브 B가 설치되어 있다. 즉, 멸균 가스 순환용 배관(26)은 인큐베이터(1)와 필터(22A) 사이에서 순환용 펌프(24)를 통해 분기된 분기관[25(25A, 25B)]이 설치되어 있다. 한쪽의 분기관(25A)은 전자기 밸브 C를 통해 제1 가스 공급용 배관(17)의 전자기 밸브 D와 필터(22C) 사이에 접속되고, 다른 쪽의 분기관(25B)은 전자기 밸브 B를 통해 제2 가스 공급용 배관(18)의 전자기 밸브 E와 필터(22B) 사이에 접속되어 있다. 또한, 멸균 가스 순환용 배관(26)과 분기관(25)은 동일한 배관이다.
이러한 순환용 펌프(24)에서 발생한 먼지 등의 이물질은 이들 필터(22B, 22C)에서 흡착 제거된다. 이에 의해, 이러한 이물질이 배양실(4) 내에 침입하는 문제를 미연에 회피할 수 있도록 되어 있다. 또한, 샘플링용 배관(15)과 멸균 가스 순환용 배관(26)의 접속부보다 상류측에 필터(22A)를 설치해도 좋지만, 그곳에 필터(22A)를 설치하면 배양실(4)로부터 흡인된 멸균 가스도 흡착되어 버릴 가능성이 있어 멸균 효과가 저해되어 버리므로 하류측에 설치하고 있다.
한편, 상기 제어 장치(20)는 도5에 도시하는 바와 같은 인큐베이터(1)의 통상 모드, 샘플링 모드, 멸균 모드 등의 프로그램을 갖고, 이들은 마이크로 컴퓨터의 메모리에 기억 저장되어 실행되도록 구성되어 있다. 그리고 인큐베이터(1)의 통상 모드시에, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 D, E를 개폐 제어하는 동시에 순환용 펌프(24)를 오프(OFF)(운전 정지)로 한다.
또한, 샘플링 모드에서는 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 D, E를 개폐 제어하는 동시에 순환용 펌프(24)를 오프로 한다. 또한, 멸균 모드에서는 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 개/폐 및 폐/개 제어하는 동시에 전자기 밸브 D, E를 폐쇄하고, 순환용 펌프(24)를 온(ON)(운전)으로 한다. 이러한 멸균 모드에서는, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 교대로 개폐한다.
다음에, 인큐베이터(1)의 통상 모드와 샘플링 모드와 멸균 모드의 구체적인 설명을 행한다. 또한, 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 수동 코크 A는 폐쇄되어 있는 것으로 한다. 우선, 도4를 참조하여 인큐베이터(1)의 통상 모드의 설명을 행한다. 인큐베이터(1)를 통상 모드로 운전하는 경우, 작업자에 의해 조작 패널(13) 의 조작 스위치(13A)(이 경우, 통상 모드 운전용 스위치)가 눌러지면, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 D, E를 개폐 제어하는 동시에 순환용 펌프(24)를 오프로 하여 송풍기(14)의 운전을 행한다.
즉, 제어 장치(20)가 전자기 밸브 D, E의 개폐 제어를 행함으로써 이산화탄소 가스 공급 장치로부터 제1 가스 공급용 배관(17)을 통해 소정량의 이산화탄소 가스가 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 공급되는 동시에, 질소 가스/산소 가스 공급 장치로부터 제2 가스 공급용 배관(18)을 통해 소정량의 질소 가스/산소 가스가 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내로 공급된다(도4 실선 화살표). 이에 의해, 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 소정량의 세포 배양용 가스가 공급된다.
그리고 제어 장치(20)는, 농도 검출 장치의 검출값을 기초로 하여 배양실(4) 내의 각 가스의 농도가 미리 설정된 소정의 농도에 이르고 있지 않은 경우, 각 제1 가스 공급용 배관(17)과 제2 가스 공급용 배관(18)에 설치된 전자기 밸브 D, E의 개폐 제어를 행하여, 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 소정량의 이산화탄소 가스 및 질소 가스/산소 가스를 공급한다. 이와 같이 하여 제어 장치(20)는 배양실(4) 내의 가스 농도를 제어하여, 배양실(4) 내에 소정의 세포 배양용 가스 환경(가스 농도)을 만들어 낸다.
다음에, 도6을 참조하여 인큐베이터(1)의 샘플링 모드의 설명을 행한다. 또한, 샘플링 모드는 제어 장치(20)가 통상 모드 운전의 상태로 실행된다. 즉, 인큐베이터(1)의 운전이 통상 모드일 때, 작업자에 의해 수동 코크 A가 개방된다. 이에 의해, 샘플링용 배관(15)으로부터 배양실(4) 내의 가스가 취출되어(도6 실선 화 살표), 배양실(4) 내의 가스의 농도나 성분 분석이 행해진다. 이에 의해, 배양실(4) 내의 가스 환경을 관리하고 있다.
다음에, 도7을 참조하여 인큐베이터(1)의 멸균 모드 운전의 설명을 행한다. 또한, 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내의 멸균은 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내를 멸균할 때 동시에 실행하는 것으로 한다. 또한, 배양실(4) 내를 멸균할 때에는 작업자에 의해 미리 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내로부터 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 투명 도어(3)가 개방되어 수동 코크 A는 폐쇄된다. 또한, 도7에서는 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 투명 도어(3)를 도시하고 있지 않다.
이러한 인큐베이터(1)의 멸균 모드 운전을 행하는 경우, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 멸균 가스(과산화수소 가스)가 공급되어, 챔버(42) 내가 멸균되어 있을 때에, 작업자에 의해 조작 패널(13)의 조작 스위치(13A)(이 경우, 멸균 모드 운전용 스위치)가 눌러진다. 멸균 모드 운전용 스위치가 눌러지면, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 개폐 제어, 전자기 밸브 D, E를 폐쇄하는 동시에 순환용 펌프(24)를 온으로 하여 송풍기(14)를 운전한다.
그리고 송풍기(14)의 운전에 의해, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내의 멸균 가스는 배양실(4)의 개구(2A) 상부로부터 배면 상부의 흡입구에 흡인되고, 흡인된 멸균 가스는 저면 전방부 및 측면에 형성된 토출구로부터 뿜어 내어진다. 이에 의해, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내의 멸균 가스는 배양실(4) 내에 강제 순환되는 동시에, 도7에 점선 화살표로 나타내는 바와 같이 배양실(4) 내의 구석부까지 고루 퍼져 배양실(4) 내 전체가 완전히 멸균된다.
또한, 제어 장치(20)에 의해 순환용 펌프(24)가 운전됨으로써 배양실(4) 내의 멸균 가스는 샘플링용 배관(15)에 흡입되어 분기관(25)으로 유입된다. 이때, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 B, C를 소정의 시간 간격으로 교대로 개폐 제어(이 경우, 전자기 밸브 B를 개방하였을 때는 전자기 밸브 C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 B를 폐쇄하였을 때는 전자기 밸브 C를 개방함)한다. 즉, 제어 장치(20)는 분기관(25)에 설치한 전자기 밸브 B, C를 교대로 개방하여(이 경우, 양쪽의 전자기 밸브 B, C를 동시에 개방하지는 않고, 어느 한쪽만 개방하여 이것을 소정 시간마다 절환하여 반복함), 하류측의 각 가스 농도 제어용 배관(16)[제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18)]에 교대로 멸균 가스를 순환시킨다. 또한, 양쪽의 전자기 밸브 B, C를 소정 시간 동시에 개방한 후, 어느 한쪽의 전자기 밸브 B 혹은 전자기 밸브 C를 개방하고, 이것을 소정 시간마다 절환하여 반복하도록 해도 지장 없다. 이 경우, 양쪽 전자기 밸브 B, C가 동시에 폐쇄되는 일이 없으므로, 순환용 펌프(24)의 부하가 적어진다. 이에 의해, 순환용 펌프(24)의 내구성을 연장시킬 수 있어 편리하다.
또한, 각 가스 농도 제어용 배관(16)[제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18)]에 동시에 멸균 가스를 순환시킨 경우, 필터(22B) 혹은 필터(22C) 중 어느 한쪽의 필터 저항이 크면, 저항이 작은 쪽의 필터에 대부분의 멸균 가스가 흘러 버려, 저항이 큰 쪽의 배관 내의 멸균 효과가 저하되어 버린다. 이로 인해, 교대로 제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18) 내에 멸균 가스를 순환시키고 있다.
그리고 배양실(4) 내로부터 샘플링용 배관(15)을 통해 분기관(25)에 유입된 멸균 가스는 한쪽의 분기관(25A)에 유입되고, 개방되어 있는 전자기 밸브 C(이때 전자기 밸브 B는 폐쇄되어 있음), 제1 가스 공급용 배관(17), 필터(22C)를 통해 배양실(4) 내에 순환(도7 점선 화살표)한다. 그리고 소정 시간 경과하면, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 B를 개방한다.
제어 장치(20)에 의해 전자기 밸브 B가 개방되어 배양실(4)로부터 샘플링용 배관(15)을 통해 분기관(25)에 유입된 멸균 가스는, 다른 쪽의 분기관(25B)에 유입되고, 개방되어 있는 전자기 밸브 B(이때 전자기 밸브 C는 폐쇄되어 있음), 제2 가스 공급용 배관(18), 필터(22B)를 통해 배양실(4) 내에 순환(도7 점선 화살표)하고, 이것이 소정 시간 간격으로 교대로 행해진다. 이에 의해, 순환용 펌프(24)의 상류측의 샘플링용 배관(15)에는 항상 멸균 가스가 순환된다. 따라서, 멸균 가스 순환용 배관(26)과의 접속점보다 상류측[배양실(4)측]의 샘플링용 배관(15)과, 접속점보다 하류측[배양실(4)측]의 분기관(25B) 및 각 가스 농도 제어용 배관(16) 내는 멸균 가스에 의해 멸균된다.
이와 같이, 아이솔레이터(40) 내를 멸균 가스로 멸균할 때, 인큐베이터(1)의 단열 도어(7)를 개방하여 배양실(4) 내를 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 연통시킨 상태에서 순환용 펌프(24)를 운전함으로써, 멸균 가스를 배양실(4) 내로부터 가스 농도 제어용 배관(16)[제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18)]에 걸쳐 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내의 멸균 작업과 함께 배양실(4) 내에 더하여 가스 농도 제어용 배관(16)까지 멸균 가스로 멸균할 수 있다.
또한, 순환용 펌프(24)보다 멸균 가스의 하류측에 위치하는 제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18)에 각각 필터(22C, 22B)를 설치하고 있으므로, 순환용 펌프(24)에서 발생한 이물질[이 경우, 순환용 펌프(24)의 구동에 의해 마모되어 발생한 이물질이나, 순환용 펌프(24)의 제조시의 이물질 등]은 이 필터(22C, 22B)에서 흡착 제거할 수 있다. 이에 의해, 이러한 이물질이 배양실(4) 내에 침입하는 문제를 미연에 회피할 수 있다. 또한, 필터(22C, 22B)는 순환용 펌프(24)의 하류측에 위치하고 있으므로, 필터(22C, 22B)가 멸균 가스의 순환을 저해하는 문제도 해소 혹은 억제할 수 있다.
또한, 제어 장치(20)에 순환용 펌프(24)를 운전하는 멸균 모드를 구비하고 있으므로, 아이솔레이터(40)의 멸균 작업과 함께 인큐베이터(1)를 멸균 모드로 함으로써, 용이하게 배양실(4) 내 및 가스 농도 제어용 배관(16)의 멸균을 행할 수 있다. 특히, 멸균 모드에 있어서, 제어 장치(20)는 배양실(4) 내에서 배양용 가스를 순환시키기 위한 송풍기(14)를 운전하도록 하고 있으므로, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 채워지는 멸균 가스를 배양실(4)의 구석구석까지 고루 퍼지게 할 수 있어 배양실(4) 내 구석부까지 확실하게 멸균하는 것이 가능해진다.
또한, 순환용 펌프(24)로부터 토출된 멸균 가스를 순환용 펌프(24)보다 멸균 가스의 하류측에 위치하는 각 가스 농도 제어용 배관(16)[제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18)]에 교대로 유입시키도록 하고 있으므로, 멸균 가스가 제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18)에 동시에 유입되는 경우와 같이 어느 한쪽의 배관에 멸균 가스의 순환이 치우치는 문제도 미연에 회피할 수 있다. 이에 의해, 제1, 제2 가스 공급용 배관(17, 18) 내를 확실하게 멸균하는 것이 가능해진다.
<제2 실시예>
다음에, 도8에는 본 발명의 다른 실시예의 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)의 배관 접속도를 도시하고 있다. 상기 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)는 전술한 실시예와 대략 동일한 구성을 갖고 있다. 이하, 상이한 부분에 대해 설명한다. 또한, 전술한 실시예와 동일한 부분에는 이와 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)는, 도8에 도시하는 바와 같이 제1 실시예에 대해 가스 농도 제어용 배관(16)에 있어서는, 제1 가스 공급용 배관(17)만 사용[제2 가스 공급용 배관(18)은 삭제]하고 있다. 또한, 제2 실시예에서는 제1 실시예에서 제2 가스 공급용 배관(18)에 부수하여 설치하고 있는 전자기 밸브 B, E 및 필터(22B, 22E)도 삭제하고 있다.
즉, 아이솔레이터(40)용 인큐베이터(1)는 샘플링용 배관(15)(샘플링 포트)과 가스 농도 제어용 배관(16)[제1 가스 공급용 배관(17)]이 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 접속되는 동시에, 연통되어 설치되어 있다. 분기관(25)은 인큐베이터(1)와 필터(22A) 사이에서 순환용 펌프(24), 전자기 밸브 C를 통해 제1 가스 공급용 배관(17)의 전자기 밸브 D와 필터(22C) 사이에 접속되어 있다.
그리고 제어 장치(20)는 도9에 도시하는 바와 같이 인큐베이터(1)의 통상 모드, 샘플링 모드, 멸균 모드 등의 프로그램을 갖고, 이들은 마이크로 컴퓨터의 메모리에 기억 저장되어 실행된다. 이러한 인큐베이터(1)의 통상 모드시에, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 D를 개폐 제어하는 동시에 순환용 펌프(24)를 오프로 한다. 또한, 샘플링 모드시에 제어 장치(20)는 전자기 밸브 C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 D를 개폐 제어하는 동시에 순환용 펌프(24)를 오프로 한다. 또한, 멸균 모드시에 제어 장치(20)는 전자기 밸브 C를 개방하고, 전자기 밸브 D를 폐쇄하는 동시에 순환용 펌프(24)를 온으로 한다.
다음에, 인큐베이터(1)의 통상 모드와 샘플링 모드와 멸균 모드의 구체적인 설명을 행한다. 또한, 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 수동 코크 A는 폐쇄되어 있는 것으로 한다. 우선, 도8을 참조하여 인큐베이터(1)의 통상 모드의 설명을 행한다. 인큐베이터(1)를 통상 모드로 운전하는 경우, 작업자에 의해 조작 패널(13)의 조작 스위치(13A)(이 경우, 통상 모드 운전용 스위치)가 눌러지면, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 C를 폐쇄하고, 전자기 밸브 D를 개폐 제어하는 동시에 순환용 펌프(24)를 오프로 하여 송풍기(14)의 운전을 행한다.
즉, 제어 장치(20)가 전자기 밸브 D의 개폐 제어를 행함으로써 이산화탄소 가스 공급 장치로부터 제1 가스 공급용 배관(17)을 통해 소정량의 이산화탄소 가스가 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내로 공급된다(도8 실선 화살표). 이에 의해, 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 소정의 세포 배양용 가스가 공급된다.
그리고 제어 장치(20)는, 농도 검출 장치의 검출값을 기초로 하여 배양실(4) 내의 각 가스의 농도가 미리 설정된 소정의 농도에 이르고 있지 않은 경우, 제1 가스 공급용 배관(17)에 설치된 전자기 밸브 D의 개폐 제어를 행하여 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내에 소정량의 이산화탄소 가스를 공급한다. 이와 같이 하여 제어 장치(20)는 배양실(4) 내의 가스 농도를 제어하여, 배양실(4) 내에 소정의 세포 배양용 가스 환경(가스 농도)을 만들어 낸다.
다음에, 도10을 참조하여 인큐베이터(1)의 샘플링 모드의 설명을 행한다. 또한, 샘플링 모드는 제어 장치(20)가 통상 모드 운전의 상태에서 실행된다. 즉, 인큐베이터(1)의 운전이 통상 모드일 때, 작업자에 의해 수동 코크 A가 개방된다. 이에 의해, 샘플링용 배관(15)으로부터 배양실(4) 내의 가스가 취출되어(도10 실선 화살표), 배양실(4) 내의 가스의 농도 분석이나 성분 분석 등이 행해진다. 이에 의해, 배양실(4) 내의 가스 환경을 관리하고 있다.
다음에, 도11을 참조하여 인큐베이터(1)의 멸균 모드 운전의 설명을 행한다. 또한, 인큐베이터(1)의 배양실(4) 내의 멸균은 전술한 바와 같은 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내를 멸균할 때 동시에 실행되는 것으로 한다. 또한, 배양실(4) 내를 멸균할 때는 작업자에 의해 미리 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내로부터 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 투명 도어(3)가 개방되고 수동 코크 A는 폐쇄된다. 또한, 도11에서는 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 투명 도어(3)를 도시하고 있지 않다.
이러한 인큐베이터(1)의 멸균 모드 운전은 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 멸균 가스(과산화수소 가스)가 공급되고, 챔버(42) 내가 멸균되어 있을 때에 작업자에 의해 조작 패널(13)의 조작 스위치(13A)(이 경우, 멸균 모드 운전용 스위치)가 눌러진다. 멸균 모드 운전용 스위치가 눌러지면, 제어 장치(20)는 전자기 밸브 C를 개방하고, 전자기 밸브 D를 폐쇄하는 동시에 순환용 펌프(24)를 온으로 하여 송풍기(14)를 운전한다. 그리고 송풍기(14)의 운전에 의해, 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내의 멸균 가스는 도11에 점선 화살표로 나타내는 바와 같이 배 양실(4) 내에 강제 순환되어, 배양실(4) 내 전체(구석부를 포함함)가 완전히 멸균된다.
또한, 제어 장치(20)에 의해 순환용 펌프(24)가 운전됨으로써 배양실(4) 내의 멸균 가스는 샘플링용 배관(15)에 흡입되어 분기관(25)에 유입된다. 분기관(25)에 유입된 멸균 가스는 순환용 펌프(24), 전자기 밸브 C(이때 전자기 밸브 D는 폐쇄되어 있음), 제1 가스 공급용 배관(17), 필터(22C)를 통해 배양실(4) 내에 순환(도11 점선 화살표)한다.
이에 의해, 순환용 펌프(24)의 상류측의 샘플링용 배관(15)에는 항상 멸균 가스가 순환된다. 따라서, 분기관(25)과의 접속점보다 상류측[배양실(4)측]의 샘플링용 배관(15)과, 접속점보다 하류측[배양실(4)측]의 분기관(25B) 및 각 가스 농도 제어용 배관(16) 내는 멸균 가스에 의해 멸균된다.
이와 같이, 아이솔레이터(40) 내를 멸균 가스로 멸균할 때, 인큐베이터(1)의 단열 도어(7) 및 투명 도어(3)를 개방하여 배양실(4) 내를 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내에 연통시킨 상태에서, 순환용 펌프(24)를 운전함으로써 멸균 가스를 배양실(4) 내로부터 가스 농도 제어용 배관(16)[제1 가스 공급용 배관(17)]에 걸쳐 순환시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 실시예와 마찬가지로 아이솔레이터(40)의 챔버(42) 내의 멸균 작업과 함께 배양실(4) 내에 더하여 가스 농도 제어용 배관(16)까지 멸균 가스로 멸균할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 다른 여러가지 변경을 실시해도 본 발명은 유효하다.

Claims (4)

  1. 아이솔레이터의 챔버 내에 연결되는 인큐베이터이며,
    배양실 내의 배양용 가스의 농도 제어를 행하기 위해 당해 배양실 내에 연통하여 설치된 가스 농도 제어용 배관과,
    상기 배양실 내로부터 상기 가스 농도 제어용 배관에 걸쳐 멸균 가스를 순환시키기 위한 멸균 가스 순환용 배관과,
    상기 멸균 가스 순환용 배관에 설치된 순환용 펌프를 구비한 것을 특징으로 하는 아이솔레이터용 인큐베이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 순환용 펌프보다 멸균 가스의 하류측에 위치하는 상기 가스 농도 제어용 배관에 설치된 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 아이솔레이터용 인큐베이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 순환용 펌프를 운전하는 멸균 모드를 갖는 제어 장치와, 상기 배양실 내에 있어서 상기 배양용 가스를 순환시키기 위한 송풍기를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 멸균 모드에 있어서 상기 송풍기를 운전하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터용 인큐베이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 순환용 펌프보다 멸균 가스의 하류측에 위치하여, 복수 종류의 상기 배양용 가스를 상기 배양실 내에 각각 공급하기 위한 복수의 상기 가스 농도 제어용 배관을 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 순환용 펌프로부터 토출된 멸균 가스를 각 가스 농도 제어용 배관에 교대로 유입시키는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터용 인큐베이터.
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