滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法
【課題】作業室などの空間を無菌環境とする滅菌処理において、使用される滅菌液の実際の使用量を、より精確に把握することができる滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法を提供する。
【解決手段】滅菌液霧化発生装置において、滅菌液を収容する滅菌液タンクと、滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置と、霧化装置より霧化された滅菌液を、装置本体内に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出する滅菌ミスト排出部と、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部とを備えさえ、重量測定部により測定された重量データに基づいて、滅菌液の使用量を管理する。
【解決手段】滅菌液霧化発生装置において、滅菌液を収容する滅菌液タンクと、滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置と、霧化装置より霧化された滅菌液を、装置本体内に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出する滅菌ミスト排出部と、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部とを備えさえ、重量測定部により測定された重量データに基づいて、滅菌液の使用量を管理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業室などの空間を無菌環境とする滅菌処理において使用される滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法に関し、特に、細胞培養などの操作が行われる作業室の滅菌処理に使用される滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような無菌環境が要求される作業室などを滅菌処理する際には、滅菌液を噴霧して、滅菌ミストを作業室内に排出する滅菌液噴霧装置が用いられている。このような滅菌液噴霧装置としては、例えば、スプレー式や超音波振動式の装置が知られている。
【０００３】
細菌、細胞、ウィルスの種類によっては、滅菌液に対する耐性が異なることから、このような作業室の滅菌処理においては、作業室内の滅菌ガスの濃度、温度、湿度、滅菌液の投入量などのデータ計測や管理が重要となる。これらのデータ計測においては、特に、滅菌液噴霧装置より実際に噴霧される滅菌液の量（投入量）を精確に把握するとともに適切な噴霧量を噴霧するように管理する必要がある。さらに、バリデーションの観点からより精度の高いデータ計測や管理が求められている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている殺菌水噴霧装置では、装置本体に内蔵される殺菌水タンクに貯留された殺菌水が、ポンプによって噴霧ノズルに供給されて、殺菌水の噴霧が行われる構成が開示されている。殺菌水の噴霧量のデータ計測を行うために、殺菌水タンク内の殺菌水の残量を、センサにより検出することで、殺菌水の残量管理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置を含めた従来の噴霧装置では、噴霧された滅菌液が１００％気化される訳ではなく、その一部は、装置本体内部や給気ダクトなどに液滴として付着する。また、滅菌液の一部は、装置本体におけるタンク以外の場所（噴霧ノズルのチューブ内あるいはポンプ内など）に残存する。したがって、特に特許文献１のように、殺菌液タンクにおける殺菌液の残量を測定することで、殺菌液の使用量（投入量）を管理するという方法では、滅菌処理のために作業室内に投入された殺菌液の投入量を精確に把握することができない。
【０００７】
近年、作業室内にロボットアームなどを配置して、細胞培養を自動化する装置が提案されている。このような細胞自動培養では、作業者の負担を軽減しながら、より高いレベルの無菌環境を提供することが求められる。また、細胞培養という観点からも、より精確なバリデーションを行うことが求められる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、作業室などの空間を無菌環境とする滅菌処理において、使用される滅菌液の実際の使用量を、より正確に把握することができる滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、滅菌液を収容する滅菌液タンクと、滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置と、霧化装置より霧化された滅菌液を、装置本体内に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出する滅菌ミスト排出部と、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部とを備える、滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、滅菌処理の開始前に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データと、滅菌処理中または滅菌処理終了後に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データとの差を、滅菌処理における滅菌液の使用量として算出する制御装置を備える、第１態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが設定使用量のデータとなるように、霧化装置により気体中へ供給される滅菌液の供給量を制御する、第２態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが、設定使用量のデータ以上となった場合に、霧化装置の運転を停止させて、滅菌ミストの排出の停止のタイミングを制御する、第２態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５態様によれば、霧化装置は、滅菌液タンクより供給される滅菌液を貯留する霧化槽と、霧化槽に貯留された滅菌液に対して超音波振動を付与することにより、滅菌液を霧化する超音波発生部と、滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクに戻す滅菌液給排手段と、を備える、第１から第４態様のいずれか１つに記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１５】
本発明の第６態様によれば、滅菌液を収容する滅菌液メインタンクと、滅菌液メインタンクに収容されている滅菌液を、滅菌液タンクに供給する滅菌液供給手段と、をさらに備え、滅菌液供給手段は、滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクのみに戻す、第５態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１６】
本発明の第７態様によれば、超音波発生部は、霧化槽の底部に固定され超音波振動を発生させる超音波振動子と、霧化槽に貯留された滅菌液中に浸積されるように配置されるとともに、超音波振動子に接続され、超音波振動子より発生された超音波振動の振幅を増幅させるガイドと、ガイドと霧化槽の側壁との間の空間を埋めて、霧化槽の容積を減少させるブロックと、を備える、第５態様または第６態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１７】
本発明の第８態様によれば、滅菌液を収容する滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置を用いて霧化された滅菌液を、滅菌ミスト排出部において霧化発生装置外より供給される気体と混合して、滅菌ミストを霧化発生装置外へ排出して、滅菌処理を行う方法において、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量データを取得し、取得された重量データに基づいて、滅菌処理における滅菌液の使用量データを算出して、算出された使用量データに基づいて滅菌処理を管理する、滅菌処理方法を提供する。
【００１８】
本発明の第９態様によれば、滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データとなるように、気体中への滅菌液の供給量を制御する、第８態様に記載の滅菌処理方法を提供する。
【００１９】
本発明の第１０態様によれば、滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データ以上となった場合に、滅菌ミストの排出を停止する、第８態様に記載の滅菌処理方法を提供する。
【００２０】
本発明の第１１態様によれば、送風ファンを運転することにより、作業室内の気体を霧化発生装置内へ供給するとともに霧化発生装置より滅菌ミストを作業室内へ排出するように、滅菌ミストおよび気体の循環を行って、作業室内の滅菌処理を行う方法であって、滅菌ミストの排出が停止された後も、送風ファンの運転を継続して、気体の循環を継続する、第１０態様に記載の滅菌処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化装置にて霧化して、霧化された滅菌液を、滅菌ミスト排出部において装置本体内部に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出するような滅菌液霧化発生装置において、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部が備えられている。これにより、重量測定部により測定された重量データに基づいて、実際に使用されて滅菌液の量をより正確に把握することができ、確実かつよりレベルの高い無菌環境を提供するための滅菌処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一の実施形態にかかる滅菌液霧化発生装置の模式構成図
【図２】図１の滅菌液霧化発生装置の装置本体部分の主要な構成の模式図
【図３】滅菌処理の手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
本発明の一の実施形態にかかる滅菌液霧化発生装置１０の模式構成図を図１に示す。また、滅菌液霧化発生装置１０の装置本体部分の主要な構成を図２に示す。本第１実施形態の滅菌液霧化発生装置１０は、例えば、細胞培養操作が行われる作業室内を滅菌処理するために用いられる。
【００２５】
滅菌液霧化発生装置１０は、滅菌液として、例えば、過酸化水素水に対して、超音波振動を付与することで、ミスト状の滅菌液を供給し、ミスト状の滅菌液と気体（作業室内の雰囲気）とを混合することにより、滅菌ミストを排出する装置である。なお、このような滅菌ミストは、滅菌液霧化発生装置１０の外部に排出されることにより、気化されて滅菌ガスとなる。ただし、滅菌ガスには、気化されていない状態の滅菌ミストが含まれるような場合であっても良い。
【００２６】
図１および図２に示すように、滅菌液霧化発生装置１０は、滅菌液を収容する補助タンク（滅菌液タンク）２０と、補助タンク２０より供給される滅菌液を霧化してミスト状の滅菌液を供給する霧化ユニット（霧化装置）３０と、霧化ユニット３０により霧化されたミスト状の滅菌液を、装置本体内に供給される気体と接触させて混合し、滅菌ミストを装置本体外部へ排出する滅菌ミスト排出部（ミストチャンバー）４０と、装置本体内部にそれぞれの構成部を内蔵して支持する本体ケーシング５０とを備えている。なお、滅菌液霧化発生装置１０において、本体ケーシング５０と、および本体ケーシング５０に内蔵されるそれぞれの構成部、すなわち、補助タンク２０、霧化ユニット３０、および滅菌ミスト排出部４０とが、装置本体部１１となっている。
【００２７】
本体ケーシング５０は、大きく、上部ケーシング５１と下部ケーシング５２とに分かれており、上部ケーシング５１には滅菌ミスト排出部４０が配置され、下部ケーシング５２には補助タンク２０が配置されており、霧化ユニット（霧化装置）３０は上部ケーシング５１および下部ケーシング５２にまたがって配置されている。
【００２８】
霧化ユニット３０は、上部ケーシング５１に配置された上面が開放された液槽であって、補助タンク２０より供給される滅菌液が貯留される霧化槽３１と、霧化槽３１に貯留された滅菌液に対して超音波振動を付与することにより、滅菌液を霧化してミスト状にする超音波発生部３２と、補助タンク２０に収容されている滅菌液を霧化槽３１に供給する供給ポンプ３３とを備えている。また、補助タンク２０と供給ポンプ３３は、チューブ３４により滅菌液を供給可能に接続されておりと、供給ポンプ３３と霧化槽３１は、チューブ３５により滅菌液を供給可能に接続されており、チューブ３５の途中には、開閉操作可能な自動弁３６が設けられている。また、霧化槽３１の底部と補助タンク２０とが、チューブ３７により接続されており、チューブ３７の途中には、開閉操作可能な自動弁３８が設けられている。なお、チューブ３５における霧化槽３１側の先端は、上部ケーシング５１に設置された滅菌液供給ノズル２８に接続されており、滅菌液供給ノズル２８を通して滅菌液が霧化槽３１内に供給される。本実施形態では、供給ポンプ３３、チューブ３４、チューブ３５、自動弁３６、チューブ３７、および自動弁３８により、補助タンク２０から霧化槽３１への滅菌液の供給、および霧化槽３１から補助タンク２０への滅菌液の排液（戻し）を行う滅菌液給排手段が構成されている。
【００２９】
超音波発生部３２は、図１および図２に示すように、霧化槽の底部の下部側に設置され、超音波振動を発生させる複数の超音波振動子２５と、霧化槽３１に貯留される滅菌液中に浸積されるように霧化槽３１内に配置されるとともに、それぞれの超音波振動子２５に接続され、超音波振動子２５より発生された超音波振動の振幅を増幅させる複数のガイド２６とにより構成されている。超音波振動子２５にて発生された超音波振動が、ガイド２６により増幅されて、霧化槽３１内にて貯留されている滅菌液に付与され、滅菌液の液面が共振されることにより、液面よりミスト状に霧化された滅菌液が供給される。
【００３０】
さらに、特に、図２に示すように、霧化槽３１内には、複数のガイド２６の間の空間を埋めて、霧化槽３１の容積を低減させるブロック２９（図２参照、図１では図示省略）が配置されている。ブロック２９は、例えば、それぞれのガイド２６の上面と同じ高さを有し、ガイド２６の周囲全体および霧化槽３１の底部をより広範囲で覆うように形成されている。なお、霧化槽３１は、耐食性などを考慮して例えばステンレス材料により形成され、ブロック２９は、例えば樹脂材料によりブロック状に形成されている。また、本実施形態では、超音波発生部３２に複数組の超音波振動子２５とガイド２６とが設置されている場合を例として説明するが、超音波振動子２５およびガイド２６が１組のみ設置されるような場合であっても良い。この場合、ブロック２９は、ガイド２６と霧化槽３１の側壁との間の空間を埋めて減少させるように配置される。
【００３１】
また、霧化槽３１内には、霧化槽３１に貯留される滅菌液の液面レベルを検出するフロートスイッチ（液面計）２７が設けられている。このフロートスイッチ２７により、例えば、霧化槽３１に貯留される滅菌液の液面レベルの最高レベルおよび最低レベルを検出することができる。
【００３２】
上部ケーシング５１における霧化槽３１の上方の空間が滅菌ミスト排出部４０となっている。滅菌ミスト排出部４０は、上部ケーシング５１の側面に設けられた装置外部の気体の取入口４１と、上部ケーシング５１の上面に設けられた装置外部への滅菌ミストの排出口４２と、取入口４１と排出口４２とがショートカットしないように、両者の間に配置された仕切り板４３とを備えている。
【００３３】
図１および図２において、取入口４１より滅菌ミスト排出部４０内に供給された気体は、図示左方向に向けて霧化槽３１の上方の空間へと流れ込み、霧化槽３１の液面より供給されるミスト状の滅菌液と接触して混合される。混合されたミスト状の滅菌液は、仕切り板４３に沿って排出口４２より装置本体の外部へと排出される。装置本体の外部へ排出された滅菌ミストは、その後気化される。
【００３４】
ここで、図２に示すように、仕切り板４３は、排出口４２側から霧化槽３１側へと向けて、下方に向かって傾斜するように設置されている。これにより、例えば、滅菌ミスト排出部４０において、上部ケーシング５１の天板および側板の内面、あるいは仕切り板４３の上面に、滅菌液の液滴が付着したような場合であっても、付着した滅菌液を重力の作用により霧化槽３１内に戻すことができる。
【００３５】
また、図１に示すように、上部ケーシング５１の排出口４２には、排気ダクト６１が接続され、排気ダクト６１を通して、滅菌ミストを作業室６０内に排出することができる。また、上部ケーシング５１の取入口４１には、給気ダクト６２が接続され、給気ダクト６２の途中には送風ファン６３が設置されており、作業室６０内の気体が、送風ファン６３により給気ダクト６２および取入口４１を通じて、滅菌ミスト排出部４０内に導入されるようになっている。なお、排気ダクト６１および給気ダクト６２の途中には、作業室６０と霧化発生装置１０を機械的に分離するためにフレキシブルダクト６４が設置されている。
【００３６】
また、図１に示すように、補助タンク２０よりも滅菌液の収容容量が大きく、滅菌処理に使用されていない（未使用の）滅菌液を収容する滅菌液のメインタンク７０と、メインタンク７０に収容されている滅菌液を補助タンク２０に供給するメイン供給ポンプ７１と、メインタンク７０とメイン供給ポンプ７１とを滅菌液を通過可能に接続するチューブ７２と、メイン供給ポンプ７１と補助タンク２０とを滅菌液を通過可能に接続するチューブ７３とが備えられている。このメインタンク７０は、補助タンク２０への滅菌液の補給用タンクとして使用される。なお、本実施形態では、メイン供給ポンプ７１、およびチューブ７２、７３により滅菌液供給手段が構成されている。
【００３７】
さらに、図１に示すように、滅菌液霧化発生装置１０においては、装置本体部１１全体の重量を測定する装置本体用の電子天秤１２（重量測定部）と、メインタンク７０全体の重量を測定するメインタンク用の電子天秤１３（重量測定部）とが備えられている。
【００３８】
装置本体用の電子天秤１２は、少なくとも、補助タンク２０、霧化ユニット３０、および滅菌ミスト排出部４０の合計重量を測定する機能を有するものであれば良く、装置本体部１１の構造を考慮して、ケーシング５０を含めた装置本体部１１の全体重量を測定する機能を有している。したがって、装置本体部１１内において、補助タンク２０に収容されている滅菌液の重量、霧化ユニット３０の霧化槽３１や各チューブ内に残存する滅菌液の重量、および、滅菌ミスト排出部４０の仕切り板４３や上部ケーシング５１の天板や側板などに付着している滅菌液の液滴の重量をも含めた合計重量を装置本体用の電子天秤１２により測定することができる。同様に、メインタンク７０単体およびメインタンク７０内に収容されている滅菌液の合計重量をメインタンク用の電子天秤１３により測定することができる。なお、このような電子天秤１２、１３としては、例えば、分解能０．１ｇ程度の仕様のものを採用することができる。なお、重量測定部としては、電子天秤の他に、ロードセルなどを採用することができる。
【００３９】
また、図１に示すように、滅菌液霧化発生装置１０は、それぞれの構成部の動作を制御する制御装置１４が備えられている。制御装置１４は、霧化ユニット３０の各構成部の動作、送風ファン６３の動作、およびメイン供給ポンプ７１の動作などを制御する。さらに、装置本体用の電子天秤１２およびメインタンク用の電子天秤１３にて測定された重量データは、制御装置１４に入力可能とされており、この重量データを用いて、後述するように滅菌液の使用量の管理が行われる。
【００４０】
次に、このような構成を有する本実施形態の滅菌液霧化発生装置１０を用いて、作業室６０の滅菌処理を行うとともに、使用される滅菌液の使用量の管理を行う手順について、図３に示す滅菌処理の手順を示すフローチャートを用いて説明する。なお、この滅菌処理は、滅菌液霧化発生装置１０が備える制御装置１４により滅菌液霧化発生装置１０の各構成部が制御されることにより行われる。
【００４１】
まず、図３のフローチャートのステップＳ１において、メイン供給ポンプ７１が駆動されて、チューブ７２、７３を通じて、メインタンク７０に収容されている滅菌液が、補助タンク２０に供給される。なお、この補助タンク２０への滅菌液の供給は、例えば、補助タンク２０内に設けられているフロートスイッチ（図示せず）により補助タンク２０内に滅菌液が予め設定された液面レベルに達するように行われる。なお、補助タンク２０において、既に予め設定された量の滅菌液が収容されている場合には、この滅菌液の供給動作は行われない。また、装置本体用の電子天秤１２で装置本体部１１の全体重量を測定することによって、装置本体部１１の重量が予め設定された重量となるように、滅菌液を補助タンク２０へ供給しても良い。
【００４２】
次に、装置本体用の電子天秤１２により装置本体部１１の全体重量が測定され、この重量データ初期重量データ（第１の重量データ）として、制御装置１４において保存する（ステップＳ２）。この時、メインタンク用の電子天秤１３によりメインタンク７０の重量を測定して、その重量データも併せて、制御装置１４に保存しておくことが望ましい。
【００４３】
その後、装置本体部１１において、自動弁３６が開放され、かつ自動弁３８が閉止された状態にて、供給ポンプ３３が駆動されて、チューブ３４、３５を通じて、補助タンク２０に収容されている滅菌液が霧化槽３１内に供給される（ステップＳ３）。
【００４４】
霧化槽３１に内において予め設定された液面レベルに滅菌液が達したことが、フロートスイッチ２７により確認されると、霧化ユニット３０の運転が開始される（ステップＳ４）。具体的には、送風ファン６３の運転が開始され、排気ダクト６１および給気ダクト６２を通じての作業室６０内の気体の循環が開始される。それとともに、霧化槽３１内に貯留されている滅菌液に対して超音波発生部３２により超音波振動が付与されて、滅菌液の液面よりミスト状の滅菌液が、滅菌ミスト排出部４０に供給される。滅菌ミスト排出部４０では、取入口４１より導入された気体と、ミスト状の滅菌液とが接触して混合され、排出口４２から排出される。このとき、滅菌ミスト排出部４０において、天板、側板、仕切り板４３などに付着した滅菌液の液滴は、重力作用により、霧化槽３１へ戻される。これにより、滅菌ミストが作業室６０内に排出され、その後気化して滅菌ガスとなって滅菌処理が開始される。
【００４５】
この滅菌ミストの作業室６０内への排出が行われている間、リアルタイムにて装置本体用の電子天秤１２により装置本体部１１全体の重量データが取得され、制御装置１４に入力される。制御装置１４では、先に保存された初期重量データと現在取得された重量データ（第２の重量データ）との差が、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データとして算出される。さらに、制御装置１４では、作業室６０の滅菌処理に必要とされる滅菌液の設定使用量データが予め保存されており、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データが滅菌液の設定使用量データ以上となっているかどうかが判断される（ステップＳ５）。制御装置１４において、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データが滅菌液の設定使用量データにまだ達していないと判断された場合には、ステップＳ４の霧化発生装置の運転が継続され、作業室６０内への滅菌ミストの排出が継続される。なお、この運転継続中においては、霧化槽３１内にて減少した液面レベルを補うように、補助タンク２０から霧化槽３１内への滅菌液の補充が行われる。
【００４６】
制御装置１４において、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データが滅菌液の設定使用量データ以上となっていると判断された場合には、霧化ユニット３０の運転が停止、すなわち、超音波振動の付与によるミスト状の滅菌液の排出が停止される（ステップＳ６）。一方、送風ファン６３の運転は継続され、排気ダクト６１および給気ダクト６２を通しての滅菌ミストを含んだ気体の循環が行われることにより、作業室６０内において気体の拡散が行われて、作業室６０内隅々にまで滅菌ミストあるいは滅菌ミストが気化された滅菌ガスが行き渡ることになる。
【００４７】
また、供給ポンプ３３の運転が停止されるとともに、自動弁３６が閉止され、かつ自動弁３８が開放されて、霧化槽３１内に残存している滅菌液がチューブ３７を通じて補助タンク２０に戻される（ステップＳ７）。このように、霧化槽３１内に滅菌液が残存していない状態とすることにより、霧化槽３１よりさらに滅菌液が蒸発して、作業室６０内の滅菌ガスの濃度（すなわち、気体中の滅菌成分（過酸化水素）の濃度）が上昇してしまうことを防止できる。また、霧化槽３１内に滅菌液が残存していない状態にて、送風ファン６３の運転を継続することにより、霧化槽３１および滅菌ミスト排出部４０の内壁などに付着している滅菌液を完全に乾燥（蒸発）させて取り除くことができる。このような乾燥工程を行うことにより、例えば、作業室６０において、その後、細胞培養操作などが行われる際に、霧化槽３１などに付着して残っている滅菌液が蒸発して、細胞培養操作に影響を与えることを確実に防止できる。
【００４８】
また、霧化槽３１は、ブロック２９により貯留される滅菌液の量が、必要最小限の量となるようにされているため、霧化槽３１より補助タンク２０に戻される滅菌液の量も少なくなる。一度、超音波振動が付加されたり、金属に触れたりした滅菌液である過酸化水素水は、分解しやすくなるという特性を有している。そのため、ブロック２９を用いて、霧化槽３１より補助タンク２０に戻される滅菌液の量を少なくしていることにより、このような分解しやすくなった状態の滅菌液の量を最小限に抑えることができる。また、ブロック２９を金属以外の材料、例えば、樹脂材料により形成することで、このような効果をさらに高めることができる。
【００４９】
また、滅菌液霧化発生装置１０において、補助タンク２０と、メインタンク７０とに分けて滅菌液を収容し、一度霧化に使用した滅菌液を補助タンク２０のみに戻すような構成を採用していることにより、メインタンク７０には未使用の滅菌液のみが収容された状態とすることができる。
【００５０】
このような状態にて、作業室６０内の滅菌状態を予め設定された時間だけ保持される（ステップＳ８）。なお、この滅菌状態を保持する時間の情報は予め制御装置１４に入力されており、滅菌状態の保持完了のタイミングは制御装置１４にて管理（制御）される。
【００５１】
滅菌状態の保持が完了すると、作業室６０内に充満している滅菌ガスの濃度を下げるために、例えば、清浄化あるいは無菌化された外気を作業室６０内に導入するエアレーションを行う（ステップＳ９）。このエアレーションは、作業室６０内の滅菌ガスの濃度を、例えば濃度検出器（図示せず）にて検出して、検出された濃度が、予め設定された滅菌ガスの基準濃度以下となっていると、制御装置１４にて判断されるまで継続される（ステップＳ１０）。
【００５２】
その後、制御装置１４にて、検出された濃度が、予め設定された滅菌ガスの基準濃度以下となっていると判断された場合には、エアレーションを終了させるとともに、送風ファン６３の運転も停止させて、滅菌処理が完了する。これにより、作業室６０が無菌環境となる。
【００５３】
このように、本実施形態の滅菌液霧化発生装置１０によれば、滅菌処理に使用した滅菌液の使用量を、装置本体部１１全体の初期重量データと、現在の重量データとの差により算出して求めることができる。したがって、装置本体部１１内の天板や側板などに付着して残存している滅菌液についても考慮しながら、滅菌液の使用量を把握することができる。したがって、滅菌液の実際により近い使用量を正確に把握することができ、より高いレベルの無菌環境を実現できる。
【００５４】
また、本実施形態の滅菌処理は、制御装置１４において、予め各種設定条件（処理時間や濃度条件など）を設定しておくことで、制御装置１４により自動的に行うことができる。そのため、作業室６０内にロボットアームなどを配置して細胞自動培養操作などを行うような作業室６０に対して、滅菌処理も自動化して行うような場合に効果的に活用することができる。
【００５５】
また、上述の説明では、霧化ユニット３０が超音波発生部３２を備えるような場合を例として説明したが、霧化ユニットとして噴霧式の装置を採用することもできる。
【００５６】
また、作業室６０に対して、複数台の装置本体部１１を設置して、滅菌処理を行うような場合であっても良い。この場合、複数の装置本体部１１に対して１台のメインタンク７０を設けるようにしても良い。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 滅菌液霧化発生装置
１１ 装置本体部
１２ 装置本体用の電子天秤
１３ メインタンク用の電子天秤
１４ 制御装置
２０ 補助タンク
３０ 霧化ユニット
３１ 霧化槽
３２ 超音波発生部
３３ 供給ポンプ
４０ 滅菌ミスト排出部
５０ 本体ケーシング
６０ 作業室
６３ 送風ファン
７０ メインタンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業室などの空間を無菌環境とする滅菌処理において使用される滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法に関し、特に、細胞培養などの操作が行われる作業室の滅菌処理に使用される滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような無菌環境が要求される作業室などを滅菌処理する際には、滅菌液を噴霧して、滅菌ミストを作業室内に排出する滅菌液噴霧装置が用いられている。このような滅菌液噴霧装置としては、例えば、スプレー式や超音波振動式の装置が知られている。
【０００３】
細菌、細胞、ウィルスの種類によっては、滅菌液に対する耐性が異なることから、このような作業室の滅菌処理においては、作業室内の滅菌ガスの濃度、温度、湿度、滅菌液の投入量などのデータ計測や管理が重要となる。これらのデータ計測においては、特に、滅菌液噴霧装置より実際に噴霧される滅菌液の量（投入量）を精確に把握するとともに適切な噴霧量を噴霧するように管理する必要がある。さらに、バリデーションの観点からより精度の高いデータ計測や管理が求められている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている殺菌水噴霧装置では、装置本体に内蔵される殺菌水タンクに貯留された殺菌水が、ポンプによって噴霧ノズルに供給されて、殺菌水の噴霧が行われる構成が開示されている。殺菌水の噴霧量のデータ計測を行うために、殺菌水タンク内の殺菌水の残量を、センサにより検出することで、殺菌水の残量管理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置を含めた従来の噴霧装置では、噴霧された滅菌液が１００％気化される訳ではなく、その一部は、装置本体内部や給気ダクトなどに液滴として付着する。また、滅菌液の一部は、装置本体におけるタンク以外の場所（噴霧ノズルのチューブ内あるいはポンプ内など）に残存する。したがって、特に特許文献１のように、殺菌液タンクにおける殺菌液の残量を測定することで、殺菌液の使用量（投入量）を管理するという方法では、滅菌処理のために作業室内に投入された殺菌液の投入量を精確に把握することができない。
【０００７】
近年、作業室内にロボットアームなどを配置して、細胞培養を自動化する装置が提案されている。このような細胞自動培養では、作業者の負担を軽減しながら、より高いレベルの無菌環境を提供することが求められる。また、細胞培養という観点からも、より精確なバリデーションを行うことが求められる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、作業室などの空間を無菌環境とする滅菌処理において、使用される滅菌液の実際の使用量を、より正確に把握することができる滅菌液霧化発生装置および滅菌処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、滅菌液を収容する滅菌液タンクと、滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置と、霧化装置より霧化された滅菌液を、装置本体内に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出する滅菌ミスト排出部と、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部とを備える、滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、滅菌処理の開始前に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データと、滅菌処理中または滅菌処理終了後に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データとの差を、滅菌処理における滅菌液の使用量として算出する制御装置を備える、第１態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが設定使用量のデータとなるように、霧化装置により気体中へ供給される滅菌液の供給量を制御する、第２態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが、設定使用量のデータ以上となった場合に、霧化装置の運転を停止させて、滅菌ミストの排出の停止のタイミングを制御する、第２態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５態様によれば、霧化装置は、滅菌液タンクより供給される滅菌液を貯留する霧化槽と、霧化槽に貯留された滅菌液に対して超音波振動を付与することにより、滅菌液を霧化する超音波発生部と、滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクに戻す滅菌液給排手段と、を備える、第１から第４態様のいずれか１つに記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１５】
本発明の第６態様によれば、滅菌液を収容する滅菌液メインタンクと、滅菌液メインタンクに収容されている滅菌液を、滅菌液タンクに供給する滅菌液供給手段と、をさらに備え、滅菌液供給手段は、滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクのみに戻す、第５態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１６】
本発明の第７態様によれば、超音波発生部は、霧化槽の底部に固定され超音波振動を発生させる超音波振動子と、霧化槽に貯留された滅菌液中に浸積されるように配置されるとともに、超音波振動子に接続され、超音波振動子より発生された超音波振動の振幅を増幅させるガイドと、ガイドと霧化槽の側壁との間の空間を埋めて、霧化槽の容積を減少させるブロックと、を備える、第５態様または第６態様に記載の滅菌液霧化発生装置を提供する。
【００１７】
本発明の第８態様によれば、滅菌液を収容する滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置を用いて霧化された滅菌液を、滅菌ミスト排出部において霧化発生装置外より供給される気体と混合して、滅菌ミストを霧化発生装置外へ排出して、滅菌処理を行う方法において、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量データを取得し、取得された重量データに基づいて、滅菌処理における滅菌液の使用量データを算出して、算出された使用量データに基づいて滅菌処理を管理する、滅菌処理方法を提供する。
【００１８】
本発明の第９態様によれば、滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データとなるように、気体中への滅菌液の供給量を制御する、第８態様に記載の滅菌処理方法を提供する。
【００１９】
本発明の第１０態様によれば、滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データ以上となった場合に、滅菌ミストの排出を停止する、第８態様に記載の滅菌処理方法を提供する。
【００２０】
本発明の第１１態様によれば、送風ファンを運転することにより、作業室内の気体を霧化発生装置内へ供給するとともに霧化発生装置より滅菌ミストを作業室内へ排出するように、滅菌ミストおよび気体の循環を行って、作業室内の滅菌処理を行う方法であって、滅菌ミストの排出が停止された後も、送風ファンの運転を継続して、気体の循環を継続する、第１０態様に記載の滅菌処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化装置にて霧化して、霧化された滅菌液を、滅菌ミスト排出部において装置本体内部に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出するような滅菌液霧化発生装置において、滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部が備えられている。これにより、重量測定部により測定された重量データに基づいて、実際に使用されて滅菌液の量をより正確に把握することができ、確実かつよりレベルの高い無菌環境を提供するための滅菌処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一の実施形態にかかる滅菌液霧化発生装置の模式構成図
【図２】図１の滅菌液霧化発生装置の装置本体部分の主要な構成の模式図
【図３】滅菌処理の手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
本発明の一の実施形態にかかる滅菌液霧化発生装置１０の模式構成図を図１に示す。また、滅菌液霧化発生装置１０の装置本体部分の主要な構成を図２に示す。本第１実施形態の滅菌液霧化発生装置１０は、例えば、細胞培養操作が行われる作業室内を滅菌処理するために用いられる。
【００２５】
滅菌液霧化発生装置１０は、滅菌液として、例えば、過酸化水素水に対して、超音波振動を付与することで、ミスト状の滅菌液を供給し、ミスト状の滅菌液と気体（作業室内の雰囲気）とを混合することにより、滅菌ミストを排出する装置である。なお、このような滅菌ミストは、滅菌液霧化発生装置１０の外部に排出されることにより、気化されて滅菌ガスとなる。ただし、滅菌ガスには、気化されていない状態の滅菌ミストが含まれるような場合であっても良い。
【００２６】
図１および図２に示すように、滅菌液霧化発生装置１０は、滅菌液を収容する補助タンク（滅菌液タンク）２０と、補助タンク２０より供給される滅菌液を霧化してミスト状の滅菌液を供給する霧化ユニット（霧化装置）３０と、霧化ユニット３０により霧化されたミスト状の滅菌液を、装置本体内に供給される気体と接触させて混合し、滅菌ミストを装置本体外部へ排出する滅菌ミスト排出部（ミストチャンバー）４０と、装置本体内部にそれぞれの構成部を内蔵して支持する本体ケーシング５０とを備えている。なお、滅菌液霧化発生装置１０において、本体ケーシング５０と、および本体ケーシング５０に内蔵されるそれぞれの構成部、すなわち、補助タンク２０、霧化ユニット３０、および滅菌ミスト排出部４０とが、装置本体部１１となっている。
【００２７】
本体ケーシング５０は、大きく、上部ケーシング５１と下部ケーシング５２とに分かれており、上部ケーシング５１には滅菌ミスト排出部４０が配置され、下部ケーシング５２には補助タンク２０が配置されており、霧化ユニット（霧化装置）３０は上部ケーシング５１および下部ケーシング５２にまたがって配置されている。
【００２８】
霧化ユニット３０は、上部ケーシング５１に配置された上面が開放された液槽であって、補助タンク２０より供給される滅菌液が貯留される霧化槽３１と、霧化槽３１に貯留された滅菌液に対して超音波振動を付与することにより、滅菌液を霧化してミスト状にする超音波発生部３２と、補助タンク２０に収容されている滅菌液を霧化槽３１に供給する供給ポンプ３３とを備えている。また、補助タンク２０と供給ポンプ３３は、チューブ３４により滅菌液を供給可能に接続されておりと、供給ポンプ３３と霧化槽３１は、チューブ３５により滅菌液を供給可能に接続されており、チューブ３５の途中には、開閉操作可能な自動弁３６が設けられている。また、霧化槽３１の底部と補助タンク２０とが、チューブ３７により接続されており、チューブ３７の途中には、開閉操作可能な自動弁３８が設けられている。なお、チューブ３５における霧化槽３１側の先端は、上部ケーシング５１に設置された滅菌液供給ノズル２８に接続されており、滅菌液供給ノズル２８を通して滅菌液が霧化槽３１内に供給される。本実施形態では、供給ポンプ３３、チューブ３４、チューブ３５、自動弁３６、チューブ３７、および自動弁３８により、補助タンク２０から霧化槽３１への滅菌液の供給、および霧化槽３１から補助タンク２０への滅菌液の排液（戻し）を行う滅菌液給排手段が構成されている。
【００２９】
超音波発生部３２は、図１および図２に示すように、霧化槽の底部の下部側に設置され、超音波振動を発生させる複数の超音波振動子２５と、霧化槽３１に貯留される滅菌液中に浸積されるように霧化槽３１内に配置されるとともに、それぞれの超音波振動子２５に接続され、超音波振動子２５より発生された超音波振動の振幅を増幅させる複数のガイド２６とにより構成されている。超音波振動子２５にて発生された超音波振動が、ガイド２６により増幅されて、霧化槽３１内にて貯留されている滅菌液に付与され、滅菌液の液面が共振されることにより、液面よりミスト状に霧化された滅菌液が供給される。
【００３０】
さらに、特に、図２に示すように、霧化槽３１内には、複数のガイド２６の間の空間を埋めて、霧化槽３１の容積を低減させるブロック２９（図２参照、図１では図示省略）が配置されている。ブロック２９は、例えば、それぞれのガイド２６の上面と同じ高さを有し、ガイド２６の周囲全体および霧化槽３１の底部をより広範囲で覆うように形成されている。なお、霧化槽３１は、耐食性などを考慮して例えばステンレス材料により形成され、ブロック２９は、例えば樹脂材料によりブロック状に形成されている。また、本実施形態では、超音波発生部３２に複数組の超音波振動子２５とガイド２６とが設置されている場合を例として説明するが、超音波振動子２５およびガイド２６が１組のみ設置されるような場合であっても良い。この場合、ブロック２９は、ガイド２６と霧化槽３１の側壁との間の空間を埋めて減少させるように配置される。
【００３１】
また、霧化槽３１内には、霧化槽３１に貯留される滅菌液の液面レベルを検出するフロートスイッチ（液面計）２７が設けられている。このフロートスイッチ２７により、例えば、霧化槽３１に貯留される滅菌液の液面レベルの最高レベルおよび最低レベルを検出することができる。
【００３２】
上部ケーシング５１における霧化槽３１の上方の空間が滅菌ミスト排出部４０となっている。滅菌ミスト排出部４０は、上部ケーシング５１の側面に設けられた装置外部の気体の取入口４１と、上部ケーシング５１の上面に設けられた装置外部への滅菌ミストの排出口４２と、取入口４１と排出口４２とがショートカットしないように、両者の間に配置された仕切り板４３とを備えている。
【００３３】
図１および図２において、取入口４１より滅菌ミスト排出部４０内に供給された気体は、図示左方向に向けて霧化槽３１の上方の空間へと流れ込み、霧化槽３１の液面より供給されるミスト状の滅菌液と接触して混合される。混合されたミスト状の滅菌液は、仕切り板４３に沿って排出口４２より装置本体の外部へと排出される。装置本体の外部へ排出された滅菌ミストは、その後気化される。
【００３４】
ここで、図２に示すように、仕切り板４３は、排出口４２側から霧化槽３１側へと向けて、下方に向かって傾斜するように設置されている。これにより、例えば、滅菌ミスト排出部４０において、上部ケーシング５１の天板および側板の内面、あるいは仕切り板４３の上面に、滅菌液の液滴が付着したような場合であっても、付着した滅菌液を重力の作用により霧化槽３１内に戻すことができる。
【００３５】
また、図１に示すように、上部ケーシング５１の排出口４２には、排気ダクト６１が接続され、排気ダクト６１を通して、滅菌ミストを作業室６０内に排出することができる。また、上部ケーシング５１の取入口４１には、給気ダクト６２が接続され、給気ダクト６２の途中には送風ファン６３が設置されており、作業室６０内の気体が、送風ファン６３により給気ダクト６２および取入口４１を通じて、滅菌ミスト排出部４０内に導入されるようになっている。なお、排気ダクト６１および給気ダクト６２の途中には、作業室６０と霧化発生装置１０を機械的に分離するためにフレキシブルダクト６４が設置されている。
【００３６】
また、図１に示すように、補助タンク２０よりも滅菌液の収容容量が大きく、滅菌処理に使用されていない（未使用の）滅菌液を収容する滅菌液のメインタンク７０と、メインタンク７０に収容されている滅菌液を補助タンク２０に供給するメイン供給ポンプ７１と、メインタンク７０とメイン供給ポンプ７１とを滅菌液を通過可能に接続するチューブ７２と、メイン供給ポンプ７１と補助タンク２０とを滅菌液を通過可能に接続するチューブ７３とが備えられている。このメインタンク７０は、補助タンク２０への滅菌液の補給用タンクとして使用される。なお、本実施形態では、メイン供給ポンプ７１、およびチューブ７２、７３により滅菌液供給手段が構成されている。
【００３７】
さらに、図１に示すように、滅菌液霧化発生装置１０においては、装置本体部１１全体の重量を測定する装置本体用の電子天秤１２（重量測定部）と、メインタンク７０全体の重量を測定するメインタンク用の電子天秤１３（重量測定部）とが備えられている。
【００３８】
装置本体用の電子天秤１２は、少なくとも、補助タンク２０、霧化ユニット３０、および滅菌ミスト排出部４０の合計重量を測定する機能を有するものであれば良く、装置本体部１１の構造を考慮して、ケーシング５０を含めた装置本体部１１の全体重量を測定する機能を有している。したがって、装置本体部１１内において、補助タンク２０に収容されている滅菌液の重量、霧化ユニット３０の霧化槽３１や各チューブ内に残存する滅菌液の重量、および、滅菌ミスト排出部４０の仕切り板４３や上部ケーシング５１の天板や側板などに付着している滅菌液の液滴の重量をも含めた合計重量を装置本体用の電子天秤１２により測定することができる。同様に、メインタンク７０単体およびメインタンク７０内に収容されている滅菌液の合計重量をメインタンク用の電子天秤１３により測定することができる。なお、このような電子天秤１２、１３としては、例えば、分解能０．１ｇ程度の仕様のものを採用することができる。なお、重量測定部としては、電子天秤の他に、ロードセルなどを採用することができる。
【００３９】
また、図１に示すように、滅菌液霧化発生装置１０は、それぞれの構成部の動作を制御する制御装置１４が備えられている。制御装置１４は、霧化ユニット３０の各構成部の動作、送風ファン６３の動作、およびメイン供給ポンプ７１の動作などを制御する。さらに、装置本体用の電子天秤１２およびメインタンク用の電子天秤１３にて測定された重量データは、制御装置１４に入力可能とされており、この重量データを用いて、後述するように滅菌液の使用量の管理が行われる。
【００４０】
次に、このような構成を有する本実施形態の滅菌液霧化発生装置１０を用いて、作業室６０の滅菌処理を行うとともに、使用される滅菌液の使用量の管理を行う手順について、図３に示す滅菌処理の手順を示すフローチャートを用いて説明する。なお、この滅菌処理は、滅菌液霧化発生装置１０が備える制御装置１４により滅菌液霧化発生装置１０の各構成部が制御されることにより行われる。
【００４１】
まず、図３のフローチャートのステップＳ１において、メイン供給ポンプ７１が駆動されて、チューブ７２、７３を通じて、メインタンク７０に収容されている滅菌液が、補助タンク２０に供給される。なお、この補助タンク２０への滅菌液の供給は、例えば、補助タンク２０内に設けられているフロートスイッチ（図示せず）により補助タンク２０内に滅菌液が予め設定された液面レベルに達するように行われる。なお、補助タンク２０において、既に予め設定された量の滅菌液が収容されている場合には、この滅菌液の供給動作は行われない。また、装置本体用の電子天秤１２で装置本体部１１の全体重量を測定することによって、装置本体部１１の重量が予め設定された重量となるように、滅菌液を補助タンク２０へ供給しても良い。
【００４２】
次に、装置本体用の電子天秤１２により装置本体部１１の全体重量が測定され、この重量データ初期重量データ（第１の重量データ）として、制御装置１４において保存する（ステップＳ２）。この時、メインタンク用の電子天秤１３によりメインタンク７０の重量を測定して、その重量データも併せて、制御装置１４に保存しておくことが望ましい。
【００４３】
その後、装置本体部１１において、自動弁３６が開放され、かつ自動弁３８が閉止された状態にて、供給ポンプ３３が駆動されて、チューブ３４、３５を通じて、補助タンク２０に収容されている滅菌液が霧化槽３１内に供給される（ステップＳ３）。
【００４４】
霧化槽３１に内において予め設定された液面レベルに滅菌液が達したことが、フロートスイッチ２７により確認されると、霧化ユニット３０の運転が開始される（ステップＳ４）。具体的には、送風ファン６３の運転が開始され、排気ダクト６１および給気ダクト６２を通じての作業室６０内の気体の循環が開始される。それとともに、霧化槽３１内に貯留されている滅菌液に対して超音波発生部３２により超音波振動が付与されて、滅菌液の液面よりミスト状の滅菌液が、滅菌ミスト排出部４０に供給される。滅菌ミスト排出部４０では、取入口４１より導入された気体と、ミスト状の滅菌液とが接触して混合され、排出口４２から排出される。このとき、滅菌ミスト排出部４０において、天板、側板、仕切り板４３などに付着した滅菌液の液滴は、重力作用により、霧化槽３１へ戻される。これにより、滅菌ミストが作業室６０内に排出され、その後気化して滅菌ガスとなって滅菌処理が開始される。
【００４５】
この滅菌ミストの作業室６０内への排出が行われている間、リアルタイムにて装置本体用の電子天秤１２により装置本体部１１全体の重量データが取得され、制御装置１４に入力される。制御装置１４では、先に保存された初期重量データと現在取得された重量データ（第２の重量データ）との差が、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データとして算出される。さらに、制御装置１４では、作業室６０の滅菌処理に必要とされる滅菌液の設定使用量データが予め保存されており、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データが滅菌液の設定使用量データ以上となっているかどうかが判断される（ステップＳ５）。制御装置１４において、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データが滅菌液の設定使用量データにまだ達していないと判断された場合には、ステップＳ４の霧化発生装置の運転が継続され、作業室６０内への滅菌ミストの排出が継続される。なお、この運転継続中においては、霧化槽３１内にて減少した液面レベルを補うように、補助タンク２０から霧化槽３１内への滅菌液の補充が行われる。
【００４６】
制御装置１４において、滅菌処理開始から現在までの滅菌液の使用量データが滅菌液の設定使用量データ以上となっていると判断された場合には、霧化ユニット３０の運転が停止、すなわち、超音波振動の付与によるミスト状の滅菌液の排出が停止される（ステップＳ６）。一方、送風ファン６３の運転は継続され、排気ダクト６１および給気ダクト６２を通しての滅菌ミストを含んだ気体の循環が行われることにより、作業室６０内において気体の拡散が行われて、作業室６０内隅々にまで滅菌ミストあるいは滅菌ミストが気化された滅菌ガスが行き渡ることになる。
【００４７】
また、供給ポンプ３３の運転が停止されるとともに、自動弁３６が閉止され、かつ自動弁３８が開放されて、霧化槽３１内に残存している滅菌液がチューブ３７を通じて補助タンク２０に戻される（ステップＳ７）。このように、霧化槽３１内に滅菌液が残存していない状態とすることにより、霧化槽３１よりさらに滅菌液が蒸発して、作業室６０内の滅菌ガスの濃度（すなわち、気体中の滅菌成分（過酸化水素）の濃度）が上昇してしまうことを防止できる。また、霧化槽３１内に滅菌液が残存していない状態にて、送風ファン６３の運転を継続することにより、霧化槽３１および滅菌ミスト排出部４０の内壁などに付着している滅菌液を完全に乾燥（蒸発）させて取り除くことができる。このような乾燥工程を行うことにより、例えば、作業室６０において、その後、細胞培養操作などが行われる際に、霧化槽３１などに付着して残っている滅菌液が蒸発して、細胞培養操作に影響を与えることを確実に防止できる。
【００４８】
また、霧化槽３１は、ブロック２９により貯留される滅菌液の量が、必要最小限の量となるようにされているため、霧化槽３１より補助タンク２０に戻される滅菌液の量も少なくなる。一度、超音波振動が付加されたり、金属に触れたりした滅菌液である過酸化水素水は、分解しやすくなるという特性を有している。そのため、ブロック２９を用いて、霧化槽３１より補助タンク２０に戻される滅菌液の量を少なくしていることにより、このような分解しやすくなった状態の滅菌液の量を最小限に抑えることができる。また、ブロック２９を金属以外の材料、例えば、樹脂材料により形成することで、このような効果をさらに高めることができる。
【００４９】
また、滅菌液霧化発生装置１０において、補助タンク２０と、メインタンク７０とに分けて滅菌液を収容し、一度霧化に使用した滅菌液を補助タンク２０のみに戻すような構成を採用していることにより、メインタンク７０には未使用の滅菌液のみが収容された状態とすることができる。
【００５０】
このような状態にて、作業室６０内の滅菌状態を予め設定された時間だけ保持される（ステップＳ８）。なお、この滅菌状態を保持する時間の情報は予め制御装置１４に入力されており、滅菌状態の保持完了のタイミングは制御装置１４にて管理（制御）される。
【００５１】
滅菌状態の保持が完了すると、作業室６０内に充満している滅菌ガスの濃度を下げるために、例えば、清浄化あるいは無菌化された外気を作業室６０内に導入するエアレーションを行う（ステップＳ９）。このエアレーションは、作業室６０内の滅菌ガスの濃度を、例えば濃度検出器（図示せず）にて検出して、検出された濃度が、予め設定された滅菌ガスの基準濃度以下となっていると、制御装置１４にて判断されるまで継続される（ステップＳ１０）。
【００５２】
その後、制御装置１４にて、検出された濃度が、予め設定された滅菌ガスの基準濃度以下となっていると判断された場合には、エアレーションを終了させるとともに、送風ファン６３の運転も停止させて、滅菌処理が完了する。これにより、作業室６０が無菌環境となる。
【００５３】
このように、本実施形態の滅菌液霧化発生装置１０によれば、滅菌処理に使用した滅菌液の使用量を、装置本体部１１全体の初期重量データと、現在の重量データとの差により算出して求めることができる。したがって、装置本体部１１内の天板や側板などに付着して残存している滅菌液についても考慮しながら、滅菌液の使用量を把握することができる。したがって、滅菌液の実際により近い使用量を正確に把握することができ、より高いレベルの無菌環境を実現できる。
【００５４】
また、本実施形態の滅菌処理は、制御装置１４において、予め各種設定条件（処理時間や濃度条件など）を設定しておくことで、制御装置１４により自動的に行うことができる。そのため、作業室６０内にロボットアームなどを配置して細胞自動培養操作などを行うような作業室６０に対して、滅菌処理も自動化して行うような場合に効果的に活用することができる。
【００５５】
また、上述の説明では、霧化ユニット３０が超音波発生部３２を備えるような場合を例として説明したが、霧化ユニットとして噴霧式の装置を採用することもできる。
【００５６】
また、作業室６０に対して、複数台の装置本体部１１を設置して、滅菌処理を行うような場合であっても良い。この場合、複数の装置本体部１１に対して１台のメインタンク７０を設けるようにしても良い。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 滅菌液霧化発生装置
１１ 装置本体部
１２ 装置本体用の電子天秤
１３ メインタンク用の電子天秤
１４ 制御装置
２０ 補助タンク
３０ 霧化ユニット
３１ 霧化槽
３２ 超音波発生部
３３ 供給ポンプ
４０ 滅菌ミスト排出部
５０ 本体ケーシング
６０ 作業室
６３ 送風ファン
７０ メインタンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌液を収容する滅菌液タンクと、
滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置と、
霧化装置より霧化された滅菌液を、装置本体内に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出する滅菌ミスト排出部と、
滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部とを備える、滅菌液霧化発生装置。
【請求項２】
滅菌処理の開始前に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データと、滅菌処理中または滅菌処理終了後に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データとの差を、滅菌処理における滅菌液の使用量として算出する制御装置を備える、請求項１に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項３】
制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが設定使用量のデータとなるように、霧化装置により気体中へ供給される滅菌液の供給量を制御する、請求項２に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項４】
制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが、設定使用量のデータ以上となった場合に、霧化装置の運転を停止させて、滅菌ミストの排出の停止のタイミングを制御する、請求項２に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項５】
霧化装置は、
滅菌液タンクより供給される滅菌液を貯留する霧化槽と、
霧化槽に貯留された滅菌液に対して超音波振動を付与することにより、滅菌液を霧化する超音波発生部と、
滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクに戻す滅菌液給排手段と、を備える、請求項１から４のいずれか１つに記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項６】
滅菌液を収容する滅菌液メインタンクと、
滅菌液メインタンクに収容されている滅菌液を、滅菌液タンクに供給する滅菌液供給手段と、をさらに備え、
滅菌液供給手段は、滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクのみに戻す、請求項５に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項７】
超音波発生部は、
霧化槽の底部に固定され超音波振動を発生させる超音波振動子と、
霧化槽に貯留された滅菌液中に浸積されるように配置されるとともに、超音波振動子に接続され、超音波振動子より発生された超音波振動の振幅を増幅させるガイドと、
ガイドと霧化槽の側壁との間の空間を埋めて、霧化槽の容積を減少させるブロックと、を備える、請求項５または６に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項８】
滅菌液を収容する滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置を用いて霧化された滅菌液を、滅菌ミスト排出部において霧化発生装置外より供給される気体と混合して、滅菌ミストを霧化発生装置外へ排出して、滅菌処理を行う方法において、
滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量データを取得し、
取得された重量データに基づいて、滅菌処理における滅菌液の使用量データを算出して、算出された使用量データに基づいて滅菌処理を管理する、滅菌処理方法。
【請求項９】
滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、
滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、
第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データとなるように、気体中への滅菌液の供給量を制御する、請求項８に記載の滅菌処理方法。
【請求項１０】
滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、
滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、
第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データ以上となった場合に、滅菌ミストの排出を停止する、請求項８に記載の滅菌処理方法。
【請求項１１】
送風ファンを運転することにより、作業室内の気体を霧化発生装置内へ供給するとともに霧化発生装置より滅菌ミストを作業室内へ排出するように、滅菌ミストおよび気体の循環を行って、作業室内の滅菌処理を行う方法であって、
滅菌ミストの排出が停止された後も、送風ファンの運転を継続して、気体の循環を継続する、請求項１０に記載の滅菌処理方法。
【請求項１】
滅菌液を収容する滅菌液タンクと、
滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置と、
霧化装置より霧化された滅菌液を、装置本体内に供給される気体と混合して、滅菌ミストを装置本体外へ排出する滅菌ミスト排出部と、
滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量を測定する重量測定部とを備える、滅菌液霧化発生装置。
【請求項２】
滅菌処理の開始前に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データと、滅菌処理中または滅菌処理終了後に重量測定部により測定される滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データとの差を、滅菌処理における滅菌液の使用量として算出する制御装置を備える、請求項１に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項３】
制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが設定使用量のデータとなるように、霧化装置により気体中へ供給される滅菌液の供給量を制御する、請求項２に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項４】
制御装置において、滅菌処理に使用する滅菌液の設定使用量のデータが予め設定され、算出された滅菌処理における滅菌液の使用量のデータが、設定使用量のデータ以上となった場合に、霧化装置の運転を停止させて、滅菌ミストの排出の停止のタイミングを制御する、請求項２に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項５】
霧化装置は、
滅菌液タンクより供給される滅菌液を貯留する霧化槽と、
霧化槽に貯留された滅菌液に対して超音波振動を付与することにより、滅菌液を霧化する超音波発生部と、
滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクに戻す滅菌液給排手段と、を備える、請求項１から４のいずれか１つに記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項６】
滅菌液を収容する滅菌液メインタンクと、
滅菌液メインタンクに収容されている滅菌液を、滅菌液タンクに供給する滅菌液供給手段と、をさらに備え、
滅菌液供給手段は、滅菌液タンクより霧化槽に滅菌液を供給するとともに、霧化装置の運転の停止時に霧化槽に残留されている滅菌液を滅菌液タンクのみに戻す、請求項５に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項７】
超音波発生部は、
霧化槽の底部に固定され超音波振動を発生させる超音波振動子と、
霧化槽に貯留された滅菌液中に浸積されるように配置されるとともに、超音波振動子に接続され、超音波振動子より発生された超音波振動の振幅を増幅させるガイドと、
ガイドと霧化槽の側壁との間の空間を埋めて、霧化槽の容積を減少させるブロックと、を備える、請求項５または６に記載の滅菌液霧化発生装置。
【請求項８】
滅菌液を収容する滅菌液タンクより供給される滅菌液を霧化する霧化装置を用いて霧化された滅菌液を、滅菌ミスト排出部において霧化発生装置外より供給される気体と混合して、滅菌ミストを霧化発生装置外へ排出して、滅菌処理を行う方法において、
滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の重量データを取得し、
取得された重量データに基づいて、滅菌処理における滅菌液の使用量データを算出して、算出された使用量データに基づいて滅菌処理を管理する、滅菌処理方法。
【請求項９】
滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、
滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、
第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データとなるように、気体中への滅菌液の供給量を制御する、請求項８に記載の滅菌処理方法。
【請求項１０】
滅菌処理の開始前に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第１の重量データを取得し、
滅菌処理中または滅菌処理終了後に滅菌液タンク、霧化装置、および滅菌ミスト排出部の第２の重量データを取得し、
第１の重量データと第２の重量データとの差を滅菌液の使用量データとして算出して、算出された滅菌液の使用量データが、予め設定された滅菌液の設定使用量データ以上となった場合に、滅菌ミストの排出を停止する、請求項８に記載の滅菌処理方法。
【請求項１１】
送風ファンを運転することにより、作業室内の気体を霧化発生装置内へ供給するとともに霧化発生装置より滅菌ミストを作業室内へ排出するように、滅菌ミストおよび気体の循環を行って、作業室内の滅菌処理を行う方法であって、
滅菌ミストの排出が停止された後も、送風ファンの運転を継続して、気体の循環を継続する、請求項１０に記載の滅菌処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１３６０３５（Ｐ２０１１−１３６０３５Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９８００８（Ｐ２００９−２９８００８）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１９年度独立行政法人新エネルギー・産業技術開発機構基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発／橋渡し促進技術開発／再生・細胞医療の世界標準品質を確立する治療法および培養システムの研究開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１９年度独立行政法人新エネルギー・産業技術開発機構基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発／橋渡し促進技術開発／再生・細胞医療の世界標準品質を確立する治療法および培養システムの研究開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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