JP2006315106A - グローブボックス - Google Patents

Abstract

【課題】
作業空間内にＨＥＰＡフィルタと滅菌用浸漬槽を構成し、装置からＨＥＰＡフィルタを取り出す前に装置内で危険物質の不活性化を可能としたバイオハザード対策用グローブボックスを提供する。
【解決手段】
バイオハザード対策用グローブボックスにおいて、作業空間側からＨＥＰＡフィルタを取り付け、また、作業空間内には、取り扱う物質を不活性化用できる薬品の浸漬槽を設け、ＨＥＰＡフィルタをグローブボックスから取り出す前に、試験物質を不活性化できるよう、装置を構成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療、製薬など遺伝子操作の産業分野において、微生物・病原体などの取り扱いにより発生する災害を防止する密閉型の清浄作業台、いわゆるバイオハザード対策グローブボックスに関する。

従来、バイオハザード対策の人・環境と生物材料・病原体を物理的に隔離する一次バリアとして安全キャビネットが用いられている。高度の危険性を持つ微生物・病原体等の取り扱いには、密閉型の安全キャビネットを使用する。一般に密閉型の安全キャビネットは、グローブボックスと呼ばれ、この密閉型の安全キャビネット内で取り扱う試料は、外部の雑菌から保護され、また、取り扱っている作業者が、試料に感染することを防止している。従来技術による密閉型の安全キャビネットの構造については、組換えＤＮＡ実験指針（平成１４年１月３１日文部科学省告示第５号）付属資料３ 安全キャビネット及びＨＥＰＡフィルタの規格 クラスIIIに記載されているように、流入気流と排気気流をＨＥＰＡフィルタでろ過した後、外界に排出し、作業に用いる試料は、高圧滅菌器で滅菌処理後か、消毒液槽で消毒した後、出し入れを行う。

組換えＤＮＡ実験指針（平成14年１月31日文部科学省告示第５号）付属資料３ 安全キャビネット及びＨＥＰＡフィルタの規格 クラスIII

前記従来技術のバイオハザード対策用安全キャビネット（以下、グローブボックス）の一部断面構造図を図５に示す。作業空間３上部に配置した給気用ＨＥＰＡフィルタ５は、ダクト２２により加圧されることにより、外気塵埃をろ過し、作業区間３内に清浄空気として送り込む。また、他方に設置した排気用ＨＥＰＡフィルタ４により、作業空間３内で取り扱った細菌・ウイルス１５をろ過し、清浄空気として外界へ放出する。作業空間３は、密閉型のケース１ａにより周囲を密閉され、ケース１ａの正面には、グローブ１１が取り付けられ、このグローブを介して、作業者は、作業空間３内で試験を実施する。作業者は、開閉窓１０を通し、作業空間３内を見る。開閉窓３は、開閉せず固定式のでも良い。作業空間３内の圧力は、排気用ＨＥＰＡ４側のダクト２２により空気を吸うことにより、グローブボックス１の周囲の圧力よりマイナス側に維持されている。この圧力差により、グローブ１１に万が一穴が空いたとしても、空気は、作業空間３側に流れることにより、取り扱っている細菌・ウイルス１５が外へ漏れることを防いでいる。作業空間３内で取り扱う実験機器類は、クローブボックス作業空間３と連接する連結箱７を介して、出し入れする。連結箱７の作業空間３側と外側には、それぞれ密閉可能に取り付けられた密閉扉９が設けられている。作業空間３内で取り扱い細菌・ウイルス１５で汚染した機材を滅菌するため、連結箱７は、高圧滅菌器としても良い。また、連結箱７が高圧滅菌器では無い場合には、作業空間３内に浸漬槽１２を設け、浸漬層１２に消毒液を充填し、そこで機材を消毒した後、グローブボックス１外へ取り出す。グローブボックス１を使用しているとＨＥＰＡフィルタ４，５は外気塵埃２５が付着したり、作業空間３内で取り扱う細菌・ウイルス１５が付着したりで、目詰まりを起こす。ＨＥＰＡフィルタが目詰まりを起こすと、所定の風量が得られず、作業空間３内のマイナス圧力が出来なくなり、汚染物質が外に漏れる可能性が出てくる。したがって、ＨＥＰＡフィルタ４，５は、定期的に交換が必要となってくる。ＨＥＰＡフィルタ４，５を交換する際には、ＨＥＰＡフィルタ４，５に付着した細菌・ウイルス１５を滅菌する必要がある。従来技術によるグローブボックス１では、ＨＥＰＡフィルタ４，５を配置したダクト２２の出入り口を密閉し、作業空間３、ＨＥＰＡフィルタ４，５が同じ空間で密閉出来るようにする。その密閉した空間に、ホリマリンなどの滅菌用ガスを注入し、ＨＥＰＡフィルタ４，５、作業空間３を滅菌し、触っても安全な状態にしてから、ＨＥＰＡフィルタ４，５を取り外し、新しいＨＥＰＡフィルタを取り付ける。試験に取り扱っている試料が、細菌・ウイルスなど、ガス滅菌で死滅する場合は、以上のような方法で、安全にＨＥＰＡフィルタの交換が可能であるが、試験で取り扱っている試料がプリオンのように、ガスでは滅菌できない場合は、特殊なフィルタ取り付け構造を用いている。

図６は、その場合のグローブボックス用フィルタ交換要領図である。ＨＥＰＡフィルタ４，５を密閉した空間でガス滅菌しても、ＨＥＰＡフィルタ４，５に付着したプリオン等は、不活性化していないため、ＨＥＰＡフィルタ４，５を直接、手で触ることは出来ない。その場合、ダクト２２に設けたメンテナンス用カバー２１を取り外し、そこにバッグ２０を取り付け、バッグ２０越しにフィルタ押さえ金具１４を外し、ＨＥＰＡフィルタ４，５をグローブボックス１から取り外す。更に、取り外したＨＥＰＡフィルタ４，５は、そのまま廃棄することは出来ないため、バッグ２０ごと焼却するなどの処理を行う。このように、汚染したものを、外に出すということは、感染のポテンシャルがあるということである。

前記従来技術によるグローブボックスでは、ガス滅菌により不活性化できない試料を取り扱ったときに、ＨＥＰＡフィルタ交換時の作業性が悪いということと、不活性化していない試料を外に出すので危険を生じる可能性があった。

また、従来技術によるＨＥＰＡフィルタ取り付け構造では、作業空間３とＨＥＰＡフィルタ４，５の間にフィルタ用パッキン１３を設け、ＨＥＰＡフィルタ上流より加圧することで、空気を送っているため、ＨＥＰＡフィルタ４，５と作業空間３との間の空気の漏れ防止は、ＨＥＰＡフィルタ４，５の締め付け具合、フィルタ用パッキン１３のつぶれ具合に左右されていた。

本発明の目的は、プリオンのようにガス滅菌で不活性化できない物質を取り扱うグローブボックスにおいて、ＨＥＰＡフィルタの滅菌、交換の作業性改善を図ったグローブボックスを提供することにある。

また、他の目的は、ＨＥＰＡフィルタ取り付け部の漏れを防止したグローブボックスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は以下のように装置を構成したものである。
グローブボックスにおいて、作業空間に清浄空気を供給するＨＥＰＡフィルタと作業空間内細菌・ウイルス・プリオンをろ過し、清浄空気として排気するＨＥＰＡフィルタをグローブボックスの作業空間内に配置するとともに、作業空間内に滅菌用の浸漬槽を構成したものである。

本発明の実施により、ガス滅菌の効果が無い物質を取り扱うグローブボックスにおいて、ＨＥＰＡフィルタ交換時も作業空間内から出すことなく、危険物質の不活性化が可能となるグローブボックスを提供する。

また、他の効果は、ＨＥＰＡフィルタ取り付け時の漏洩防止を締め付け力に頼らないグローブボックスを提供する。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３により説明する。

図１は、本発明の第１実施の形態を示す、グローブボックス一部断面構造図である。
作業者は、グローブボックス１正面に取り付けられたグローブ１１に手を挿入し、作業空間３内で、細菌・ウイルス・プリオン１５の感染の危険がある物質を取り扱う。作業空間３奥の作業空間壁面８には、ダクト２２に連接する開口部を設け、その開口部に、給気用ＨＥＰＡフィルタ５、排気用ＨＥＰＡフィルタ４を配置し、ＨＥＰＡフィルタを介して、作業空間３とダクト２２間の空気の受け渡しを行う。このとき、外気の塵埃は、給気用ＨＥＰＡフィルタ５でろ過され、清浄空気として作業空間３内に供給されることにより、作業空間３内で取り扱っている試料は保護される。また、作業空間３からダクト２２に排気される実験用試料を含んだ塵埃は、排気用ＨＥＰＡフィルタ４でろ過され、安全な空気として、外界へ放出される。ＨＥＰＡフィルタ４，５は、作業空間３側から取り外す形で取り付いている。

作業空間内には、ＨＥＰＡフィルタ４，５を浸漬することが出来る大きさの浸漬槽１２を有している。浸漬槽１２には、使用する試験材料を不活性化できる薬品を浸漬している。この浸漬槽１２には、薬品の排出が可能なよう、ドレンバルブ（図示せず）を設けても良い。ＨＥＰＡフィルタ４，５交換時には、一旦、作業空間３内全体を、試験材料を不活性化する薬品溶液で噴霧した後、ＨＥＰＡフィルタ４，５を取り外す。この取り外したＨＥＰＡフィルタ４，５を薬液の入った浸漬槽１２で浸すことにより、ＨＥＰＡフィルタに付着した物質を不活性化することが可能となる。浸漬槽１２の大きさは、ＨＥＰＡフィルタ４，５が一度に浸漬できるサイズではなく、フィルタの片面ずつ浸漬できる深さでもよい。作業空間３の側面には連結箱７を有している。転結箱７と作業空間３の間は、作業室内側密閉扉９ｂにより仕切られている。また、連結箱７を外気は外側密閉扉９ａにより仕切られている。この連結箱７は、常時実験材料の出し入れを行うときに使用する。グローブボックス１の使用状態では、作業室内３は外気に対してマイナス圧力に維持されているため、連結箱７の密閉扉９ａ、９ｂが同時に開いた際に作業空間３の空気が外に漏れる可能性は少ないが、密閉型扉９ａ、９ｂの開口サイズや扉開閉時の気流の乱れにより作業空間３内の空気が外に漏れる可能性が出てくるため、通常は、作業室内側密閉扉９ａと外側密閉扉９ｂを同時に開くことは無い。そうすることにより空気の出し入れを連結箱７の容積のみに抑えることが出来ることと、扉開閉時の空気の乱れを最小限に抑えることが可能となる。

グローブボックス１から取り外し、浸漬槽１２により不活性化が終了したＨＥＰＡフィルタは、この連結箱７を通して、出し入れすることが可能となる。使用済みＨＥＰＡフィルタを取り出した後、交換用ＨＥＰＡフィルタを連結箱７から挿入し、作業空間３内で取り付ける。

実施例１では、作業空間３正面の開閉窓１０は開閉可能なよう取り付けているが、連結箱７からＨＥＰＡフィルタ４，５が出し入れできるサイズであれは、開閉窓１０を開閉する必要は無い。連結箱７がＨＥＰＡフィルタ４，５を出し入れできる大きさでない場合は、開閉窓１０を開けてＨＥＰＡフィルタ４，５の出し入れをする必要がある。その場合も開閉窓１０を開ける前に、薬品で作業空間３内を不活性化する必要がある。

図２は、本発明の第２実施の形態を示す、グローブボックス一部断面構造図である。

また、図３は、本発明の第２実施の形態を示す、フィルタ取り付け構造図である。

作業空間３、浸漬槽１２、連結箱７は、実施例１と同様である。

給気側ＨＥＰＡフィルタ５の取り付け面には、給気用ダクト２２ａが連接している。その給気用ダクト２２ａを囲うように排気用ダクト２２ｂが設けられている。排気用ダクト２２ｂは、排気用ＨＥＰＡフィルタ４の取り付け部に連接している。また、図３に示すように、ＨＥＰＡフィルタ４，５の取り付け面周囲には開口部１７を設けている。更に、ＨＥＰＡフィルタ４，５を被う形でフィルタ押さえ金具１４を形成し、フィルタ取り付け面１６とフィルタ押さえ金具１４との間のフィルタ用パッキン１３によりＨＥＰＡフィルタ４，５周囲に空間を形成している。このＨＥＰＡフィルタ４，５周囲の空間は、作業空間３ではなく、排気用ダクト２２ｂの空間に繋がっている。この構成により、給気ダクト内の空間Ａ１９ａ、作業室内Ｂ１９ｂ、排気ダクト内の空間Ｃ１９ｃの圧力の関係は、Ａ＞Ｂ＞Ｃの順序でＣが最も低くなる。この圧力差とＨＥＰＡフィルタ周囲の空間が空間Ｃに繋がっていることにより、給気用ＨＥＰＡフィルタ５の取り付け部パッキンの締め付けが甘く、給気用ダクト２２ａと給気用ＨＥＰＡフィルタ５の間にリークが生じても、外気塵埃２５は、作業空間３側ではなく、排気ダクト２２ｂ側に漏れることになり、作業空間３の清浄空気は維持される。排気用ＨＥＰＡフィルタ４の締め付けによる漏れに関しては、従来技術と同程度である。

図４に従来技術によるフィルタ取り付け構造を応用した場合のフィルタ取り付け構造図を示す。

給気用ダクト２２ａは、給気用ＨＥＰＡフィルタ５に繋がり、外気を清浄化し、作業室内に供給している。給気用ＨＥＰＡフィルタ５と給気用ダクト２２ａは、排気用ダクト２２ｂの空間内に配置されている。これにより外気塵埃が、給気用ダクト２２ａと給気用ＨＥＰＡフィルタ５の取り付け部から漏れたとしても、排気用ダクト２２ｂ側に漏れ、作業室内３側に入ることは無い。但し、ＨＥＰＡフィルタ取り付け方向は、作業空間３の背面になるため、作業空間３側から取り外すことが出来ず、作業空間３側でＨＥＰＡフィルタの不活性化を行うことは出来なくなる。ＨＥＰＡフィルタを取り外す場合は、必ず、本体の背面に開口部を設け、ＨＥＰＡフィルタを取り外すことになるため、従来例同様、不活性化していないＨＥＰＡフィルタを取り外す何らかの処置が必要となる。

この実施例２の構成により、外気塵埃の作業室内への混入が、ＨＥＰＡフィルタの締め付け力に頼らず、また、ＨＥＰＡフィルタを作業空間３側から取り付け、取り外しが可能な構造を提供することが可能となる。

本発明は、ガス滅菌の効果が無いプリオン等の物質を取り扱うグローブボックスにおいて、ＨＥＰＡフィルタ交換時、装置外へＨＥＰＡフィルタを取り出すことなく、装置内で危険物質の不活性化を行うことが可能なバイオハザード対策用グローブボックスを提供する。

本発明の第１実施の形態を示すグローブボックス一部断面構造図である。 本発明の第２実施の形態を示すグローブボックス一部断面構造図である。 本発明の第２実施の形態を示すフィルタ取り付け構造図である。 従来技術を応用した場合の、フィルタ取り付け構造図である。 従来技術によるグローブボックス一部断面構造図である。 従来技術によるグローブボックスのフィルタ交換要領図である。

符号の説明

１‥グローブボックス
１ａ‥本体ケース
２‥作業台
３‥作業空間
４‥排気用HEPAフィルタ
５‥給気用HAPAフィルタ
６‥送風機
７‥連結箱
８‥作業空間壁面
９ａ‥外側密閉扉
９ｂ‥作業室内側密閉扉
１０‥開口窓
１１‥グローブ
１２‥浸漬槽
１３‥フィルタ用パッキン
１４‥フィルタ押さえ金具
１５‥細菌・ウイルス・プリオン
１６‥フィルタ取り付け面
１７‥開口部
１９ａ‥空間連結部渡り空間
１９ｂ‥吹き出し口整流板
１９ｃ‥連結部扉
２０‥バッグ
２１‥カバー
２２‥ダクト
２３‥気流
２４‥交換用フィルタ
２５‥外気塵埃

Claims (4)

1. 送風手段により第一の空気清浄手段を通して作業空間に清浄空気を供給する給気系と、他の送風手段により第二の空気清浄手段を通して装置外へ空気を排出する排気系と、前記作業空間を密閉するケースと、前記作業空間を覗く窓と、前記密閉型ケースの一部に開閉可能に構成した扉と、前記密閉型ケースの一部にグローブを有するグローブボックスにおいて、
   前記作業空間内に浸漬槽を有し、前記空気清浄手段を作業空間側から取り付けたことを特徴とするバイオハザード対策用グローブボックス。
2. 請求項１記載のグローブボックスにおいて、作業空間側から取り付けた空気清浄手段の取り付け部分を負圧で囲ったことを特徴とするバイオハザード対策用グローブボックス。
3. 請求項１又は２記載のグローブボックスにおいて、作業空間を密閉するケースに二つの密閉可能に取り付けた開閉式扉を有する箱を連接させたことを特徴とするバイオハザード対策用グローブボックス。
4. 請求項１、２又は３記載のグローブボックスにおいて、送風手段と作業空間を一つのケース内に収めたことを特徴とするバイオハザード対策用グローブボックス。
   

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