JP2000342243A

JP2000342243A - 生物実験環境装置

Info

Publication number: JP2000342243A
Application number: JP11159334A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Miwa; 哲也三輪; Yoshihiro Koyama; 純弘小山; Masuo Aizawa; 益男相澤; Akira Fujishima; 昭藤嶋
Original assignee: Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】生物試料を取り扱う清浄空間の清浄度を確実
に維持でき、しかも安全且つ安価に実現することができ
る生物実験環境装置を提供する。【解決手段】クリーンベンチ１の清浄作業空間Ｓを区
画形成する区画壁である金属板６および透明ガラス製の
シャッター５の表面に、透明な酸化チタン膜を形成す
る。クリーンベンチ１の未使用時に、殺菌灯１１から酸
化チタン膜に紫外線を照射して酸化チタン膜を活性化
し、酸化チタン膜に付着した雑菌等を光触媒反応により
確実に殺菌する。清浄作業空間Ｓの区画壁の全面が、酸
化チタン膜で覆われ殺菌灯１１等で光触媒活性されてい
るので、高い殺菌特性を有する清浄作業空間Ｓを実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、細胞・細菌・微生
物等の生物試料を取り扱う清浄空間を備えた生物実験環
境装置に係り、特に、清浄空間の清浄度を確実に維持す
ることができる生物実験環境装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】細胞・細菌・微生物等の生物試料を取り
扱う清浄空間（清浄作業空間）を備えた生物実験環境装
置として、クリーンベンチやバイオハザード対策用の安
全キャビネットなどが知られている。

【０００３】クリーンベンチ等においては、生物実験・
検査などを行う装置使用時には、フィルター等によって
汚染エアロゾルなどを除去した無菌空気を清浄空間に流
して無菌状態に保っている。清浄空間の無菌性を保持す
るために、様々なフィルターや空気の給排方式が提案さ
れており、外部の汚染された空気が流れ込んで清浄空間
に異種生物種が混入しないように空間設計がなされてい
る。一方、装置未使用時には、無菌空気は供給されない
ので、一般に殺菌灯などの紫外光ランプを点灯して、装
置内部の無菌性を保持している。また、装置の内壁に
は、ステンレス等の抗菌性の高い金属が用いられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、極限微生物
など、極端な環境に生息する微生物の新奇発見・利用の
研究において、スクリーニングを行う場合などには、多
様のサンプルを処理する必要があり、様々な生物種が清
浄空間内に持ち込まれる。その場合、前回の作業により
清浄空間内に一度広がった生物種を、次回の作業時まで
に完全に殺菌して清浄空間を清浄にする必要がある。

【０００５】しかしながら、従来のクリーンベンチ等に
おいては、複数の未知の生物種を取り扱う場合のよう
な、高い殺菌性を必要とする使用は想定されておらず、
装置未使用期間における殺菌灯による紫外線照射では、
清浄空間を完全に殺菌し清浄に維持するのは困難であ
り、コンタミネーションが起こってしまう。

【０００６】また、殺菌性を高めるために、殺菌灯を増
設ないし高出力化するは可能であるが、装置設置室内の
研究者等に対する安全性の観点から、殺菌灯の増設等は
好ましくなく、また、消費電力が増加してランニングコ
ストが高くなる。また、ある種の耐性菌においては殺菌
灯により増殖が抑制されているだけのものが考えられ、
清浄空間内の作業において耐性菌のコンタミネーション
が発生する。

【０００７】また、装置内の抗菌性・殺菌性を高めるた
めに、清浄空間を区画形成する壁面の内面を全てステン
レス等の金属材料にするのがよいが、作業時等に清浄空
間内を見るための観察窓はガラスであり、このガラス部
分では抗菌性・殺菌性が期待できない。

【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
べくなされたものであり、本発明の目的は、清浄空間の
清浄度を確実に維持でき、しかも安全且つ安価に実現す
ることができる生物実験環境装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の生物実験環境装置は、紫外線光源を有し、
生物試料を取り扱う清浄空間を備えた生物実験環境装置
であって、前記清浄空間を区画形成する区画壁の表面に
光触媒膜が形成されていることを特徴とする。

【００１０】区画壁の表面に酸化チタン等からなる光触
媒膜が形成されているので、紫外線光源からの紫外光等
を受けて光触媒が活性化され、光触媒膜に付着した細菌
などは光触媒反応により確実に殺菌される。

【００１１】光触媒膜の形成は、フィルム状やプレート
状の基材の表面に光触媒膜を形成したものを区画壁面を
覆って設置することにより形成しても、あるいは、区画
壁の壁面自体に光触媒膜を塗布、コーティングなどによ
り形成してもよい。

【００１２】区画壁の一部に、ガラスからなる作業用の
観察窓が含まれる場合には、この観察窓のガラス部分に
は、透明な酸化チタン膜などを形成することによって光
触媒活性が得られ、区画壁の全ての面に抗菌性・殺菌性
を持たせることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る生物実験環
境装置の実施の形態を図面を用いて説明する。この実施
形態では、本発明の生物実験環境装置を、細胞・細菌・
微生物等に対して生物実験などを行うクリーンベンチに
適用した例を述べる。

【００１４】図１は、クリーンベンチ全体の概略構成を
示す斜視図である。図示のように、クリーンベンチ１中
央の本体部２には、生物実験・検査などを行う清浄作業
空間（清浄空間）Ｓが形成され、その上方には清浄作業
空間Ｓに無菌空気を供給する空気供給部３が設けられ、
また、クリーンベンチ１下部は本体部２を載せる脚部４
となっている。清浄作業空間Ｓはほぼ直方体状の空間で
あり、この直方体状の清浄作業空間Ｓを区画形成する六
つの区画壁は、クリーンベンチ１前面の主に透明ガラス
製で作業用観察窓ともなるシャッター５を除き、ステン
レス製の金属板６からなる。シャッター５は昇降自在に
設けられており、シャッター５を開いて清浄作業空間Ｓ
に細胞・細菌・微生物等の生物試料の出し入れをした
り、清浄作業空間Ｓの底部区画壁（金属板６）である作
業台７とシャッター５との間から作業者が清浄作業空間
Ｓ内に手を挿入して各種作業を行うことができるように
なっている。

【００１５】空気供給部３は、ケーシングの天板部に形
成された外気導入口８と、外気導入口８より外気Ａ１を
吸入して清浄作業空間Ｓへと空気を送風するファン９
と、ファン９からの空気から汚染エアロゾルなどを除去
して清浄な無菌空気Ａ２とするフィルタ１０とを備えて
いる。生物実験時などクリーンベンチ１の使用時におい
ては、常に空気供給部３から清浄作業空間Ｓに無菌空気
Ａ２が供給される。無菌空気Ａ２は、清浄作業空間Ｓを
清浄に保持するために、清浄作業空間Ｓを層流状に垂直
に流下し、作業台７とシャッター５との隙間から流出し
て、清浄作業空間Ｓに汚染された外気が流れ込まないよ
うにしている。

【００１６】清浄作業空間Ｓの区画壁である金属板６及
びシャッター５の内壁側（清浄作業空間Ｓ側）の表面に
は、酸化チタンの光触媒膜（光触媒層）が形成されてい
る。具体的には、図２，図３に示すように、金属板６及
びシャッター５には、酸化チタンコート膜（日本曹達
製）１２が清浄作業空間Ｓ側の全面を覆って設けられて
いる。この酸化チタンコート膜１２は、透明な基材であ
るプラスチックフィルム１３に光触媒能を有する酸化チ
タンを塗布・乾燥して酸化チタン膜１４を形成したもの
である。

【００１７】一方、清浄作業空間Ｓの背部区画壁には、
紫外線光源としての殺菌灯１１が設けられており、クリ
ーンベンチ１の未使用時には殺菌灯１１が点灯され、図
２，図３に示すように、清浄作業空間Ｓの区画壁面に紫
外線Ｌ１が照射される。この紫外線Ｌ１の照射により、
酸化チタンコート膜１２の酸化チタン膜１４は活性化さ
れ、区画壁に付着した雑菌は確実に殺菌される。また、
シャッター５のガラス板部分には、図３に示すように、
クリーンベンチ１を設置した設置室内の蛍光灯などの紫
外線Ｌ２がクリーンベンチ１外部からガラス板及びプラ
スチックフィルム１３を透過して酸化チタン膜１４に照
射され、この紫外線Ｌ２によっても酸化チタン膜１４が
光触媒活性される。更に、酸化チタン膜１４を透過した
紫外光Ｌ２も、金属板６表面の酸化チタン膜１４に照射
されその活性化に利用される。

【００１８】このように、清浄作業空間Ｓの区画壁の全
面が、酸化チタン膜１４で覆われ殺菌灯１１等で光触媒
活性されているので、高い殺菌特性を有する清浄作業空
間Ｓを実現できる。従って、複数の生物試料を取り扱う
クリーンベンチにおいても、浮遊菌の混在を防止するこ
とができる。更に、殺菌灯１１そのものの出力による殺
菌ではなく、紫外線照射による光触媒の活性化による殺
菌のため、殺菌灯１１の低出力化ができ、安全で且つ消
費電力の少ない殺菌が可能となる。

【００１９】また、作業用観察窓ともなるシャッター５
のガラス板部分にも透明な酸化チタンコート膜１４を用
いているので、見やすく効率のよい作業性を確保しつ
つ、清浄作業空間Ｓの区画壁の全面に抗菌性・殺菌性を
持たせることができる。また、清浄作業空間Ｓの区画壁
に酸化チタンコート膜１２を張り付けるなどにより、簡
便に光触媒膜を形成できると共に、既存のクリーンベン
チに対しても容易に適用することができる。

【００２０】次に、上記クリーンベンチ１の殺菌特性を
評価するために、クリーンベンチ内外の空気中に浮遊す
る雑菌数を寒天培地を用いて測定した。測定場所は、上
記酸化チタンコート膜１２を施したクリーンベンチ１の
清浄作業空間Ｓ、酸化チタンコート膜を施していない従
来のクリーンベンチの清浄作業空間、及びこれらクリー
ンベンチの設置室（この設置室は、クリーンベンチ等を
用いて海底土などからスクリーニングを行っている場所
である。）の３箇所である。これら３箇所に寒天培地を
それぞれ６４時間放置し、その後２４時間培養し、コロ
ニー発生状況を観察した。なお、本実施形態例及び従来
例のクリーンベンチに対する測定では、クリーンベンチ
正面のシャッターを閉じ、且つクリーンベンチ付属の殺
菌灯（１５０Ｗ）を点灯した状態で、清浄作業空間（ク
リーンルーム）に寒天培地を６４時間静置した。

【００２１】図４には、２４時間培養後の寒天培地の様
子を示す。クリーンベンチ設置室では、図４（１）に示
すように、大量のカビや細菌のコロニーが観察された。
また、従来のクリーンベンチでは、６４時間静置した直
後には寒天培地上面にわずかのコロニーが観察され、２
４時間培養後には、図４（２）に示すように、１，２の
コロニーが大きく成長し、クリーンベンチ未使用時にお
ける殺菌灯照射でも十分に殺菌されていないことがわか
る。これは、クリーンベンチの清浄作業空間に持ち込ん
だサンプルや器具類からの雑菌数が多いため、殺菌灯を
使用しても十分に殺菌されていないことを示す。

【００２２】一方、図１の酸化チタンコート膜１２を施
したクリーンベンチ１では、図４（３）に示すように、
２４時間培養後も寒天培地には雑菌等の繁殖は観察され
なかった。これは、酸化チタンコート膜１２の酸化チタ
ン膜１４上面に付着した雑菌が、殺菌灯１１からの紫外
光を受けて活性化された酸化チタンの触媒作用によって
殺菌されたために、その後に浮遊菌となり寒天培地に付
着することがなかったためと考えられる。また、通常の
殺菌灯だけによる清浄作業空間の清浄維持は、クリーン
ベンチ周囲の環境及びクリーンベンチの使用状況により
大きく異なり、必ずしも十分な清浄度を維持できないこ
とが分かった。

【００２３】なお、上記実施形態では、光触媒膜として
の酸化チタン膜の形成は、酸化チタンコート膜１２の設
置により行ったが、清浄作業空間の区画壁に直接酸化チ
タンを塗布又はコーティングを行って酸化チタン膜を形
成してもよい。あるいは、区画壁としてその表面を酸化
させたチタン板を用いてもよい。また、作業窓となるガ
ラス材には、上記酸化チタンコート膜の設置の他、ディ
ップコート膜法などによりガラス面に直接に酸化チタン
をコートしてもよい。なお、酸化チタン膜の形成にあっ
ては、酸化チタン前駆体は、アセチルアセトチタンの
他、焼成により光触媒能を持つ酸化チタンになるものな
ら特に制限はない。

【００２４】また、酸化チタンを活性化させる紫外線光
源としては、通常の殺菌灯が望ましいが、クリーンベン
チ設置室の使用状況などによっては、より低出力の紫外
線光源やブラックライト等の微弱光源でも十分な効果が
得られる。また、上記実施形態では、本発明の生物実験
環境装置をクリーンベンチに適用した例を示したが、安
全キャビネットなど様々な他の生物実験環境装置にも同
様にして適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば、生物試
料を取り扱う清浄空間を区画形成する区画壁の表面に光
触媒膜を形成し、紫外線光源からの紫外光等により光触
媒膜が活性化されるように構成したので、光触媒膜に付
着した雑菌等を確実に殺菌でき、高い抗菌性・殺菌性を
有する清浄空間を実現できる。従って、複数の生物試料
を取り扱う生物実験環境装置においても、コンタミネー
ションを防止することができる。また、紫外線照射によ
る光触媒の活性化による殺菌のため、紫外線光源の低出
力化ができ、安全で且つ消費電力の少ない装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る生物実験環境装置の一実施形態で
あるクリーンベンチの概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１のクリーンベンチの清浄作業空間を区画す
る金属板部分の拡大断面図である。

【図３】図１のクリーンベンチの清浄作業空間を区画す
るガラス板部分の拡大断面図である。

【図４】クリーンベンチ内外の空気中に浮遊する雑菌数
を寒天培地により測定した結果を示す培養後の寒天培地
を示す図である。

【符号の説明】

１クリーンベンチ５シャッター６金属板９ファン１０フィルタ１１殺菌灯１２酸化チタンコート膜１３プラスチックフィルム１４酸化チタン膜Ｓ清浄作業空間Ｌ１紫外線Ｌ２紫外線

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月７日（２０００．８．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は生物試料を取り扱う清浄空間を備えた生物
実験環境装置において、前記清浄空間を区画形成する区
画壁に紫外光に対して透明な光触媒膜が形成され、清浄
空間内に設置された紫外線光源からの紫外線、及び外部
から清浄空間内に入射してくる紫外線の両方を用いて区
画壁の表面に抗菌性・殺菌性を持たせたことを特徴とす
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相澤益男神奈川県横須賀市夏島町２番地15 海洋科学技術センター内 (72)発明者藤嶋昭神奈川県横須賀市夏島町２番地15 海洋科学技術センター内Ｆターム(参考） 4B029 AA18 BB01 CC02 4C080 AA05 AA10 BB05 CC01 JJ06 MM02 4D048 AA30 AB10 BA07X BA41X BB03 CA01 CC38 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線光源を有し、生物試料を取り扱う清
浄空間を備えた生物実験環境装置において、前記清浄空間を区画形成する区画壁の表面に光触媒膜が
形成されていることを特徴とする生物実験環境装置。