特許 7280077 安全キャビネット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-15

(45)【発行日】2023-05-23

(54)【発明の名称】安全キャビネット

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20230516BHJP

   B01L 1/00 20060101ALI20230516BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20230516BHJP

   F24F 13/12 20060101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 K

B01L1/00 C

F24F7/06 C

F24F13/12

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019053539

(22)【出願日】2019-03-20

(65)【公開番号】P2020150876

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2022-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001834

【氏名又は名称】三機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100097319

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 彰

(74)【代理人】

【識別番号】100151002

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 剛之

(74)【代理人】

【識別番号】100201673

【弁理士】

【氏名又は名称】河田 良夫

(72)【発明者】

【氏名】中澤 賢

(72)【発明者】

【氏名】中岡 将士

【審査官】大久保 智之

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５３２４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３５３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０７３９９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２５５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０５１４６２５５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開平０１－２８５１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０４７７４１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－４２

Ｂ０１Ｌ １／００－０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

細胞が培養される培養容器が少なくとも載置される載置台と、該載置台の上部に設けられる作業空間と、を有するキャビネット本体と、
前記キャビネット本体の上部に配置され、循環される空気を前記作業空間に向けて送り出す送風手段と、
前記送風手段から送り出された空気を浄化する浄化手段と、
前記送風手段と前記浄化手段との間の空間に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加熱する加熱手段と、
前記キャビネット本体に設けられ、前記作業空間に前記培養容器を出し入れする開口と、
前記開口の一部を遮蔽するように引き出され、少なくとも前記培養容器などの出し入れ時以外は開口面積を最小にして一次隔離機能を維持する上下可動のシャッタと、
前記載置台に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込むとともに、前記シャッタと前記開口との間の隙間から周囲環境であるクリーンルームの空気を前記作業空間の前記キャビネット本体の前面側に入り込む空気として吸い込む第１の吸気口と、
前記第１の吸気口とは異なる前記キャビネット本体の背面側に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込む第２の吸気口と、
前記第１の吸気口及び前記第２の吸気口の各々から吸い込まれた空気を合流させて、前記キャビネット本体の上部に送り出す循環路と、
前記循環路に設けられ、前記第１の吸気口及び前記第２の吸気口から吸い込まれた空気を合流させたのち前記周囲環境である前記クリーンルームの空気温度まで冷却する冷却手段と、
を有し、
前記加熱手段は、前記空間の一部で前記キャビネット本体の背面側を被覆するように配置され、
前記浄化手段は、前記送風手段から直接送り出された空気と、前記加熱手段によって加熱された空気とを個別に浄化することで、
前記作業空間のうち前記キャビネット本体の背面側にある領域（Ａ）ではインキュベータ内の温度に合わせて空気を送り出し、前記作業空間のうち前記キャビネット本体の前面側では前記第１の吸気口から入り込む空気と同じ温度で空気を送り出す
ことを特徴とする安全キャビネット。

【請求項2】

請求項１に記載の安全キャビネットにおいて、
前記循環路を流れる空気の一部を外部に向けて送り出す排気送風手段と、
前記排気送風手段により送り出された空気を浄化する排気浄化手段と、
を有することを特徴とする安全キャビネット。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の安全キャビネットにおいて、
前記加熱手段の上流側に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加湿する加湿手段を有することを特徴とする安全キャビネット。

【請求項4】

細胞が培養される培養容器が少なくとも載置される載置台と、該載置台の上部に設けられる作業空間と、を有するキャビネット本体と、
前記キャビネット本体の上部に配置され、循環される空気を前記作業空間に向けて送り出す送風手段と、
前記送風手段から送り出された空気を浄化する浄化手段と、
前記送風手段と前記浄化手段との間の空間に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加熱する加熱手段と、
前記キャビネット本体に設けられ、前記作業空間に前記培養容器を出し入れする開口と、
前記開口の一部を遮蔽するように引き出され、少なくとも前記培養容器などの出し入れ時以外は開口面積を最小にして一次隔離機能を維持する上下可動のシャッタと、
前記載置台に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込むとともに、前記シャッタと前記開口との間の隙間から周囲環境であるクリーンルームの空気を前記作業空間の前記キャビネット本体の前面側に入り込む空気として吸い込む第１の吸気口と、
前記第１の吸気口とは異なる前記キャビネット本体の背面側に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込む第２の吸気口と、
前記第１の吸気口から吸い込まれた空気を、前記キャビネット本体の前面側の上部に送り出す第１の循環路と、
前記第２の吸気口から吸い込まれた空気を、前記キャビネット本体の背面側の上部に送り出すとともに、前記加熱手段が前記空間の一部で前記キャビネット本体の背面側を被覆するように配置される第２の循環路と、
を有し、
前記送風手段は、前記第１の循環路及び前記第２の循環路の各々に配置されることで、
前記作業空間のうち前記キャビネット本体の背面側にある領域（Ａ１）ではインキュベータ内の温度に合わせて空気を送り出し、前記作業空間のうち前記キャビネット本体の前面側では前記第１の吸気口から入り込む空気と同じ温度で空気を送り出す
ことを特徴とする安全キャビネット。

【請求項5】

請求項４に記載の安全キャビネットにおいて、
前記第２の循環路に配置される前記加熱手段の上流側に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加湿する加湿手段を有することを特徴とする安全キャビネット。

【請求項6】

請求項４又は請求項５に記載の安全キャビネットにおいて、
前記第１の循環路によって前記キャビネット本体の上部に送り出される空気の一部を外部に向けて送り出す排気送風手段と、
前記排気送風手段により送り出された空気を浄化する排気浄化手段と、
を有することを特徴とする安全キャビネット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医薬品の研究や再生医療の分野において、培養する細胞である試料を安全に取り扱うための安全キャビネットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、医薬品の研究や再生医療の分野では、細胞の培養などを試料として操作し研究したり、それを発展して試料の培養をシステマティックに行い、例えば幹細胞からの組織再生などの事業化を行うため、清浄環境下に管理された実験室（クリーンルーム）内に設置された安全キャビネットを用いて、上記の目的のため試料となる細胞の培地交換や、細胞コロニーへのピペット攪拌操作などの加工作業を行っている。

【0003】

再生医療の再生組織製品製造や細胞加工では、作業者の安全確保、作業者などからの汚染防止、細胞への微生物汚染の防止、作業の効率などから、細胞への操作などは無菌的操作装置である安全キャビネットの中で行われる。

【0004】

安全キャビネットは、病原体などの取り扱い時に発生する汚染エアロゾルから作業者を保護する一次隔離を目的として使用されるもので、キャビネット本体に設けた作業空間で発生する汚染エアロゾルを該作業空間に連通する連通路（ダクト）に引き込むことで、作業空間の内部を負圧にし、該作業空間の前面に設けた開閉扉の開口部から作業空間の内部に外部の空気（クリーンルーム内の空気）を流入させることで該開口部から外部への汚染エアロゾルの漏洩を防止する機能を有している。また、安全キャビネットでは、作業空間からダクト内に引き込まれた汚染エアロゾルを、例えばＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて無菌・清浄化し、無菌・清浄化した清浄な空気を安全キャビネットの外部に排気する機能や、これら機能に加えて、さらに、無菌・清浄化した清浄な空気を安全キャビネットの内部で循環させる機能を有している（例えば特許文献１参照）。安全キャビネットが上述した機能を有することで、上記一次隔離だけでなく、クリーンルーム内の汚染をも防止することができる。細胞培養操作では、この安全キャビネットの一次隔離性能を活用して、作業空間での操作環境と安全キャビネット外部環境との間において、ＨＥＰＡフィルタによるろ過での無菌清浄化によるエアロゾル隔離を行い、作業空間内の培養する細胞を保護している。

【0005】

安全キャビネットはクラスＩ～ＩＩＩに分類され、クラスＩは作業者の安全対策のみを目的とし、クラスＩＩＩは病原微生物体分類基準による危険度４など高度な危険性のある微生物を扱う作業を目的としていて細胞培養には向かない。クラスＩＩの安全キャビネットは、作業者の保護と作業区域へ異物混入や微生物汚染の防止及び試料間の混合を防止する目的を持つ無菌の層流式半循環型で、細胞培養にはもっぱらこのクラスが用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第３３６９６６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

例えば、上記の培地交換や細胞への加工作業（以下、作業と称する。）を行う対象となる細胞は、培地と共に培養容器に内包された状態で、通常、細胞の生育に適した環境下（例えば温度３７℃、湿度９５％等）に管理されたインキュベータ内で培養される。培養には日単位のスパンで培養容器をインキュベータ内に安置し、細胞の生育を進めている。
例えば上記作業は、複数の培養容器をインキュベータから安全キャビネットの作業空間に移し替えた後、各培養容器に対して実施される。ここで、安全キャビネットの作業空間は、例えば、作業者が快適と感じるようなクリーンルームとほぼ同一の環境下（温度２２℃、湿度５５％等）となる。これは、安全キャビネットに温度調整機構は備えられていないため、周囲環境であるクリーンルームの空気を外部空気として取り入れて循環している理由による。したがって、インキュベータから安全キャビネットの作業空間に移し替えられたときには、培養容器内の細胞は、インキュベータ内の環境と安全キャビネットの作業空間の温度環境との差に起因したストレス（ヒートショックストレス）を受ける。ヒートショックストレスは細胞の品質に影響を与える可能性が高いと言われていることから、ヒートショックストレスを低減する技術への要求が高まっている。

【0008】

本発明は、細胞が受けるヒートショックストレスを低減することができるようにした安全キャビネットを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明の安全キャビネットは、細胞が培養される培養容器が少なくとも載置される載置台と、該載置台の上部に設けられる作業空間と、を有するキャビネット本体と、前記キャビネット本体の上部に配置され、循環される空気を前記作業空間に向けて送り出す送風手段と、前記送風手段から送り出された空気を浄化する浄化手段と、前記送風手段と前記浄化手段との間の空間に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加熱する加熱手段と、前記キャビネット本体に設けられ、前記作業空間に前記培養容器を出し入れする開口と、前記開口の一部を遮蔽するように引き出され、少なくとも前記培養容器などの出し入れ時以外は開口面積を最小にして一次隔離機能を維持する上下可動のシャッタと、前記載置台に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込むとともに、前記シャッタと前記開口との間の隙間から周囲環境であるクリーンルームの空気を前記作業空間の前記キャビネット本体の前面側に入り込む空気として吸い込む第１の吸気口と、前記第１の吸気口とは異なる前記キャビネット本体の背面側に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込む第２の吸気口と、前記第１の吸気口及び前記第２の吸気口の各々から吸い込まれた空気を合流させて、前記キャビネット本体の上部に送り出す循環路と、前記循環路に設けられ、前記第１の吸気口及び前記第２の吸気口から吸い込まれた空気を合流させたのち前記周囲環境である前記クリーンルームの空気温度まで冷却する冷却手段と、を有し、前記加熱手段は、前記空間の一部で前記キャビネット本体の背面側を被覆するように配置され、前記浄化手段は、前記送風手段から直接送り出された空気と、前記加熱手段によって加熱された空気とを個別に浄化することで、前記作業空間のうち前記キャビネット本体の背面側にある領域（Ａ）ではインキュベータ内の温度に合わせて空気を送り出し、前記作業空間のうち前記キャビネット本体の前面側では前記第１の吸気口から入り込む空気と同じ温度で空気を送り出すことを特徴とする。

【0011】

また、前記循環路を流れる空気の一部を外部に向けて送り出す排気送風手段と、前記排気送風手段により送り出された空気を浄化する排気浄化手段と、を有することを特徴とする。

【0014】

また、前記加熱手段の上流側に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加湿する加湿手段を有することが好ましい。

【0015】

また、本発明の別態様の安全キャビネットは、細胞が培養される培養容器が少なくとも載置される載置台と、該載置台の上部に設けられる作業空間と、を有するキャビネット本体と、前記キャビネット本体の上部に配置され、循環される空気を前記作業空間に向けて送り出す送風手段と、前記送風手段から送り出された空気を浄化する浄化手段と、前記送風手段と前記浄化手段との間の空間に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加熱する加熱手段と、前記キャビネット本体に設けられ、前記作業空間に前記培養容器を出し入れする開口と、前記開口の一部を遮蔽するように引き出され、少なくとも前記培養容器などの出し入れ時以外は開口面積を最小にして一次隔離機能を維持する上下可動のシャッタと、前記載置台に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込むとともに、前記シャッタと前記開口との間の隙間から周囲環境であるクリーンルームの空気を前記作業空間の前記キャビネット本体の前面側に入り込む空気として入り込む空気を吸い込む第１の吸気口と、前記第１の吸気口とは異なる前記キャビネット本体の背面側に設けられ、前記作業空間の空気を吸い込む第２の吸気口と、前記第１の吸気口から吸い込まれた空気を、前記キャビネット本体の前面側の上部に送り出す第１の循環路と、前記第２の吸気口から吸い込まれた空気を、前記キャビネット本体の背面側の上部に送り出すとともに、前記加熱手段が前記空間の一部で前記キャビネット本体の背面側を被覆するように配置される第２の循環路と、を有し、前記送風手段は、前記第１の循環路及び前記第２の循環路の各々に配置されることで、前記作業空間のうち前記キャビネット本体の背面側にある領域（Ａ１）ではインキュベータ内の温度に合わせて空気を送り出し、前記作業空間のうち前記キャビネット本体の前面側では前記第１の吸気口から入り込む空気と同じ温度で空気を送り出すことを特徴とする。

【0017】

また、前記第２の循環路に配置される前記加熱手段の上流側に配置され、前記送風手段から送り出された空気を加湿する加湿手段を有することが好ましい。

【0018】

また、前記第１の循環路によって前記キャビネット本体の上部に送り出される空気の一部を外部に向けて送り出す排気送風手段と、前記排気送風手段により送り出された空気を浄化する排気浄化手段と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、細胞が受けるヒートショックストレスを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の安全キャビネットの外観の一例を示す斜視図である。

【図2】図１に示す安全キャビネットの内部構成の一例を示す概念図である。

【図3】安全キャビネットの電気的構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図4】第２実施形態の安全キャビネットの内部構成の一例を示す概念図である。

【図5】第２実施形態に示す安全キャビネットの電気的構成の一例を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態の安全キャビネットについて、図１及び図２を用いて説明する。安全キャビネット１０は、クリーンルームの内部に設置される。安全キャビネット１０は、キャビネット本体１５が有する作業空間２５で、該作業空間２５に面する底板（載置台）２１に載置された培養容器（図示省略）の培地交換や、培養容器にて培養される細胞に対する加工処理などの作業を行う。作業者は、透明板である前面シャッタ（以下、シャッタと称する）１６を介して目視しながら、シャッタ１６の下部隙間から差し入れた両手で作業空間２５内の培養容器及び操作するピペット類などで培地に対して作業する。

【0022】

図１及び図２に示すように、安全キャビネット１０は、キャビネット本体１５、シャッタ１６を有する。キャビネット本体１５は、前面に、作業空間２５に連通される開口部１５ａを有する。シャッタ１６は、例えば強化ガラスなど、高い透過性を有する部材である。シャッタ１６は、キャビネット本体１５の前面側に配置され、キャビネット本体１５の上方内部に引き込まれた位置から、例えば作業者の腕を挿入しながら作業者の呼気などに含まれる細菌などの侵入が防止できるように、言い換えると作業面より高い、すなわち気流として上流側からの汚染物質の流入を防止するように、開口部１５ａの下辺とシャッタ１６の下辺との間に空間を空けた位置まで引き出される。シャッタ１６は、培養容器内の培地を交換する、培養容器内で培養される細胞の加工作業を行う際に、内在性病原菌を含む細胞の培地などがキャビネット本体１５の作業空間２５から外部に飛散して、作業者が汚染することも防止する。したがって、作業者は、シャッタ１６を引き出したときに、シャッタ１６の下方に形成される開口部１５ａから腕を挿入し、シャッタ１６越しで作業空間２５の内部を視認しながら、上記作業を行う。つまり、シャッタ１６は、引き出されたときに開口部１５ａにおける開口面積を最小にして、安全キャビネット１０の外部の空間に対して、安全キャビネット１５の内部に設けた作業空間２５の一次隔離機能を維持する。

【0023】

載置台として機能する底板２１は、上述した培地交換や細胞の加工処理を行う対象となる培養容器を、直接、あるいは底板２１の上方に保持される水平な網上に載置する。底板２１は、その下方に配置される電気ヒータ２２により加温され、底板２１などに載置された培養容器を主に輻射として温める。電気ヒータ２２は、例えば加熱コイルである。電気ヒータ２２は、温度検出センサ２２ａ（図３参照）を有し、電気ヒータ２２の温度が、例えば３７℃となるようにして、培養容器の輻射を受ける面がインキュベータ内の温度に限りなく近くなるよう制御される。

【0024】

底板２１は、前端縁側に、作業空間２５の空気や、開口部１５ａから作業空間２５に流入する空気を吸い込む前部吸気口（第１の吸気口）２６を有する。なお、前部吸気口２６は、一例として、所定間隔で複数配置されたスリット状の長孔である。開口部１５ａから流入する空気が前部吸気口２６から吸い込まれることで、引き出されたシャッタ１６と開口部１５ａとの間に設けられる空間部分にエアカーテンを形成する。これにより、開口部１５ａから安全キャビネット１０内部へ流入する空気に同伴される塵埃や、そこに付着している雑菌が作業空間２５に流入せずに前部吸気口２６へ導かれてＨＥＰＡフィルタで除去されることとなり、作業空間２５の空気は無菌的状態を保たれたまま、前部吸気口２６に吸い込まれる。

【0025】

また、底板２１の後端縁側に立設される背面板２７の下部には、作業空間２５の空気を吸い込む後部吸気口（第２の吸気口）２８が設けられる。後部吸気口２８を設けることで、作業空間２５を通過した空気（汚染エアロゾルを含む）は、前部吸気口２６だけでなく、後部吸気口２８からも吸い込まれる。

【0026】

ここで、キャビネット本体１５は、作業空間２５に面する底板２１の下方、上記背面板２７の背面側（作業空間２５に対峙する面とは反対側）に空間３１，３２を有する。これら空間３１，３２のうち、空間３１は、前部吸気口２６から吸い込まれた空気をキャビネット本体１５の前端側から後端側に向けて移動させるとともに、後部吸気口２８から吸い込まれた空気が前部吸気口２６から吸い込まれた空気と合流する循環路３１となる。また、空間３２は、循環路３１によってキャビネット本体１５の後端側に移動させた空気を、キャビネット本体１５の上部に向けて移動させる循環路３２となる。

【0027】

これら循環路３１，３２が連通する箇所（キャビネット本体１５の背面側）には、冷却器３３が設けられる。冷却器３３は、例えば冷却コイルであり、循環路３１から循環路３２に向けて移動する空気を冷却する。後述するように、小さな容積のキャビネット本体１５内に加熱源があり空気の多くの割合が循環するので温度上昇を防止するため、冷却器３３は、空気を例えば２２℃まで冷却する。

【0028】

キャビネット本体１５は、排気用送風機（排気送風手段）３５、排気用フィルタ（排気浄化手段）３６、循環気用送風機（送風手段）３７、加湿器（加湿手段）３８、加熱器（加熱手段）３９、循環気用フィルタ（浄化手段）４０を上部に有する。

【0029】

排気用送風機３５は、循環路３２によりキャビネット本体１５の上方に移動した空気の一部を吸い込み、排気用送風機３５の上方に配置された排気用フィルタ３６に向けて送り出す。排気用フィルタ３６はＨＥＰＡフィルタである。排気用フィルタ３６は、排気用送風機３５から送り出された空気に含まれる細菌、エアロゾルなどを濾過する。排気用フィルタ３６を透過した処理済みの空気（以下、浄化済みの空気と称する）は、排気口１５ｂを介して外部に排気される。

【0030】

循環気用送風機３７は、循環路３２によりキャビネット本体１５の上方に移動した空気の一部を吸い込み、循環気用送風機３７の下方に配置された循環気用フィルタ４０へと送り出す。循環気用フィルタ４０は、ＨＥＰＡフィルタである。循環気用フィルタ４０は、循環気用送風機３７から送り出された空気に含まれる細菌、エアロゾルなどを、試料を操作する作業空間２５の直前で濾過する。循環気用フィルタ４０を透過した浄化済みの空気は、上述した作業空間２５に送り出される。

【0031】

循環気用送風機３７及び循環気用フィルタ４０との間の空間４１には、加湿器３８、加熱器３９が配置される。加湿器３８は、循環気用送風機３７から送り出された空気の一部を加湿する。加湿器３８は、キャビネット本体１５の外部に沸騰釜を設けたユニット型加湿器などで、ごく低圧の蒸気を噴出するノズル３８ａを有する。なお、ノズル３８ａは、循環気用送風機３７と加熱器３９との間に、上述した背面板２７側からキャビネット本体１５の前方に向けて突出するように配置される。

【0032】

加熱器３９は、例えば温水や蒸気、電熱線を熱媒とする加熱コイルであり、加湿器３８によって加湿された空気を例えば４０℃まで加熱する。この加熱器３９は、循環気用送風機３７及び循環気用フィルタ４０との間の空間４１に配置される。なお、加熱器３９は、キャビネット本体１５の背面側で、空間４１の一部領域（詳細には、キャビネット本体１５の後部側領域）を被覆するように、空間４１の内部に配置される。したがって、空間４１は、キャビネット本体１５の前部側領域が、循環気用送風機３７からの空気が直接循環気用フィルタに送り込まれる領域、キャビネット本体１５の後部側領域が、循環気用送風機３７からの空気が加熱器３９を介して循環気用フィルタに送り込まれる領域となる。

【0033】

加熱器３９と水平に並ぶ空間４１内部には、通風抵抗を揃えて循環空気の偏りを防ぐため、パンチング板やプレフィルタなどの抵抗体を備えていると、キャビネット本体１５の前部側領域と後部側領域とをそれぞれ通過する循環風量が狙った風量にできる。

【0034】

図３に示すように、安全キャビネット１０は、上述した電気ヒータ２２、冷却器３３、排気用送風機３５、循環気用送風機３７、加湿器３８、加熱器３９を有する。また、安全キャビネット１０は、湿度検出センサ４６、温度検出センサ４７、照明灯４８、操作パネル５０及び制御装置５１を有する。

【0035】

湿度検出センサ４６は、キャビネット本体１５の作業空間２５に配置され、循環気用フィルタ４０から送り出された浄化済みの空気の湿度を検出する。

【0036】

温度検出センサ４７は、キャビネット本体１５の作業空間２５に配置され、循環気用フィルタ４０から送り出される浄化済みの空気の温度を検出する。

【0037】

操作パネル５０は、キャビネット本体１５の前面上部に設けられる。操作パネル５０は、安全キャビネット１０の作業空間２５における温度、湿度などの環境条件を設定する際に用いられる。この操作パネル５０は、表示装置５０ａを備える。表示装置５０ａは、設定画面や、環境条件などを表示する。

【0038】

制御装置５１は、ＣＰＵ５２及び記憶媒体５３を有する。ＣＰＵ５２は、記憶媒体５３に記憶された制御プログラム５４を実行することで、安全キャビネット１０の各部を制御する。ＣＰＵ５２は、操作パネル５０からの信号や、湿度検出センサ４６、温度検出センサ４７からの信号に基づいて、電気ヒータ２２、冷却器３３や、加湿器３８、加熱器３９の作動制御を実行する。

【0039】

上述した安全キャビネット１０において、キャビネット本体１５の上部に設置される排気用送風機３５及び循環気用送風機３７が作動すると、これら送風機に循環路内部の空気が引き込まれる。

【0040】

その結果、排気用送風機３５及び循環気用送風機３７が作動すると、作業空間２５の空気が前部吸気口２６及び後部吸気口２８に吸い込まれ、同時に、クリーンルーム等、安全キャビネット１０の外部の空気が前部吸気口２６に吸い込まれる。クリーンルーム等、安全キャビネット１０の外部の空気が前部吸気口２６に吸い込まれることで、排気口１５ｂからクリーンルーム、あるいは排気ダクトへ排出された空気の減少分が補填される。

【0041】

前部吸気口２６に吸い込まれた空気は、キャビネット本体１５の背面側で、後部吸気口２８から吸い込まれた空気と合流し、冷却器３３により、例えば２２℃まで冷却される。冷却器３３の冷熱媒の流量調整弁（図示せず）を、循環路３２の冷却器３３後流に設置した温度センサ（図示せず）の信号により設定値との偏差に応じて制御装置５１がＰＩＤ制御などを行う。なお、冷却器３３によって冷却される前の空気は、作業空間２５の温湿度環境をインキュベータ内の温湿度環境に近くしているため、また前部側領域を降下した低温空気とも混じるため、例えば３３℃から少し温度が下がった３０℃である。

【0042】

冷却器３３により電気ヒータ２２で制御容易でかつ外部の空気の温度と同等まで冷却された空気は、循環路３２を、キャビネット本体１５の上方に向けて移動する。そして、キャビネット本体１５の上方に向けて移動した空気の一部が排気用送風機３５に吸い込まれ、残りの空気が循環気用送風機３７に吸い込まれる。なお、排気用送風機３５に吸い込まれた空気は、排気用フィルタ３６を介して排気口１５ｂから、浄化された空気としてクリーンルーム、あるいは排気ダクトに排出される。

【0043】

安全キャビネット１０の前面側で循環気用送風機３７に吸い込まれた空気は、空間４１に送り出された後、循環気用フィルタ４０に直接送り込まれる。循環気用フィルタ４０に直接送り込まれた空気は、循環気用フィルタ４０を介して、浄化済みの空気として作業空間２５に送り出される。ここでは前面シャッタ１６の下部隙間から流入する外部空気の温度２２℃に近い温度で噴き出すことにより、キャビネット内の作業者腕部域の温度が快適に保たれることにより、クリーンルームの最大の汚染源となる作業者の発汗を抑制する。

【0044】

一方、安全キャビネット１０の背面側で循環気用送風機３７に吸い込まれた空気は、空間４１に突出した加湿器３８のノズル３８ａから噴出される蒸気によって加湿される。これは、安全キャビネット外部の空気が２２℃５０％ＲＨと、インキュベータ内３７℃９５％ＲＨに比べ低温で乾いておりヒートあるいは水分変化のショックを起こさないように、排気と入れ替わり導入される外部空気の分は少なくとも加湿するのである。湿度センサは作業空間２５に備えられ、その場所の相対湿度を設定値と実測値との偏差に応じて制御装置５１の回路によりＰＩＤ演算で出力される信号によりユニット型加湿器の加湿量を制御する。

【0045】

加湿された空気は、加熱器３９によって例えば４０℃に加熱される。温度センサは作業空間２５の後部側領域に備えられ、その場所の温度を設定値と実測値との偏差に応じて制御装置５１の回路によりＰＩＤ演算され出力される信号により加熱器の制御弁やサイリスタなどを制御する。加熱された空気は、循環気用フィルタ４０に送り込まれる。加熱された空気は、循環気用フィルタ４０を介して、浄化済みの空気として作業空間２５に送り出される。

【0046】

例えば循環気用フィルタ４０に直接送り込まれる空気の温度は２２℃である。一方、加熱器３９によって加熱された後に、循環気用フィルタ４０に送り込まれる空気の温度は、例えば４０℃である。したがって、作業空間２５には、２２℃の空気と、４０℃の空気とが送り込まれる。その結果、これら空気が作業空間２５の内部で混合され、領域Ａにおいて、例えば３５～３７℃の空気となる。

【0047】

ここで、細胞を培養する培養容器が保持されるインキュベータ内の温度は例えば３５～３７℃である。つまり、作業空間２５の温度をインキュベータ内の温度に合わせることができるので、培養容器をインキュベータから安全キャビネット１０の載置台に移動させて、該載置台に載置するまでに細胞に与えるヒートショックストレスの影響を低減することが可能となる。

【0048】

第１実施形態では、安全キャビネット１０の前面側で循環気用送風機３７に吸い込まれた空気は、循環気用フィルタ４０に直接送り込まれるようにし、安全キャビネット１０の後面側で循環気用送風機３７に吸い込まれた空気は、加熱器３９を介して循環気用フィルタ４０に送り込まれる。このとき、加熱器３９は空気抵抗となり、キャビネットの後面側で循環気用送風機３７に吸い込まれる空気の流量は、安全キャビネット１０の前面側で循環気用送風機３７に吸い込まれる空気の流量より少ない。その結果、作業空間２５内の温度をインキュベータ内の温度に合わせることが困難になる。したがって、例えば加熱器３９を設置することで発生する空気抵抗と同等の空気抵抗を有するフィルタを加熱器３９と並置し、加熱器３９から送り出される空気の流量と、フィルタから送り出される空気の流量と同一に制御すればよい。

【0049】

第１実施形態では、空気の一部を排気用フィルタにて浄化して排気する安全キャビネットの例を挙げているが、安全キャビネットが有する作業空間が外部と遮断されている安全キャビネットの場合には、安全キャビネットのが有する作業空間の空気を安全キャビネット内で循環させてもよい。

【0050】

第１実施形態では、空気の一部に加湿を行う加湿器３８や、循環気用フィルタから送り出される浄化済みの空気の湿度を検出する湿度検出センサ４６の構成を設けた場合を説明しているが、加湿器３８や湿度検出センサ４６の構成は、培地の水分の保湿状況によっては省略してもよい。

【0051】

第１実施形態では、前部吸気口２６から吸い込まれた空気と、後部吸気口２８から吸い込まれた空気とを循環路３１において合流させて、キャビネット本体１５の上部に空気を送り込む場合について説明しているが、キャビネット本体１５に、前部吸気口２６から吸い込まれた空気の循環路と、後部吸気口２８から吸い込まれた空気の循環路とを各々設けることも可能である。以下、前部吸気口２６から吸い込まれた空気の循環路と、後部吸気口２８から吸い込まれた空気の循環路とを、キャビネット本体に各々設けた場合について、第２実施形態と称して説明する。以下、第２実施形態の安全キャビネット１０’において、第１実施形態に示す安全キャビネット１０と同一の配置構成である箇所については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明は省略する。

【0052】

＜第２実施形態＞
図４に示すように、第２実施形態の安全キャビネット１０’は、前部吸気口２６から吸い込まれた作業空間２５’の空気及びクリーンルームからの空気を循環させる循環路６１と、後部吸気口２８から吸い込まれた空気を循環させる循環路６２とを有する。ここで、前部吸気口２６から吸い込まれた空気が循環する循環路６１は、後部吸気口２８から吸い込まれた空気が循環する循環路６２の外側に配置される。なお、これら循環路６１，６２のうち、循環路６１は、循環路内を移動する空気の一部が、排気用送風機３５に吸い込まれ、残りの空気が循環気用送風機６３に吸い込まれる。

【0053】

キャビネット本体１５の上部には、排気用送風機３５、排気用フィルタ３６の他、２つの循環気用送風機６３，６４、加湿器６５、加熱器６６及び循環気用フィルタ４０を有する。

【0054】

循環気用送風機６３は、循環路６１を移動する空気を吸い込み、下方に配置される循環気用フィルタ４０に向けて送り出す。循環気用送風機６４は、循環路６１を移動する空気を吸い込み、下方に配置される循環気用フィルタ４０に向けて送り出す。循環気用フィルタ４０は、循環気用送風機６３，６４から送り出された空気に含まれる細菌、エアロゾルなどを、試料を操作する作業空間２５’の直前で濾過する。循環気用フィルタ４０を透過した浄化済みの空気は、上述した作業空間２５’に送り出される。

【0055】

循環気用送風機６４と循環気用フィルタ４０との間の空間６８には、加湿器６５のノズル６５ａ及び加熱器６６が配置される。

【0056】

加湿器６５は、循環気用送風機６４から送り出された空気を加湿する。加湿器６５は、第１実施形態に示した加湿器３８と同様に、キャビネット本体１５の外部に沸騰釜を設けたユニット型加湿器などで、ごく低圧の蒸気を噴出するノズル６５ａを有する。なお、ノズル６５ａは、循環気用送風機６４と加熱器６６との間に突出するように配置される。

【0057】

加熱器６６は、第１実施形態に示した加熱器３９と同様に、例えば加熱コイルであり、加湿器６５によって加湿された空気を例えば４０℃まで加熱する。

【0058】

なお、第２実施形態では、各循環路に配置される循環気用送風機６３，６４の下流側に配置した１つの循環気用フィルタ４０によって、各循環路６１，６２を移動する空気を浄化する場合を示している。しかしながら、循環路６１，６２の各々に個別に循環気用フィルタを配置することも可能である。

【0059】

なお、加熱器６３と循環気用フィルタ４０との間の空間６７内部には、通風抵抗を揃えて循環空気の偏りを防いだり、手前と奥とでそれぞれ最適な風量とするため、循環気用送風機６３，６４を各々独立して風量可変とすることで、パンチング板やプレフィルタなどの抵抗体を備えていると、キャビネット本体１５の前部側領域と後部側領域とをそれぞれ通過する循環風量が狙った風量にできる。

【0060】

図５に示すように、安全キャビネット１０’は、第１実施形態と同様に、電気ヒータ２２、排気用送風機３５、湿度検出センサ４６、温度検出センサ４７、操作パネル５０及び制御装置５１を有する。また、安全キャビネット１０’は、循環気用送風機６３，６４、加湿器６５及び加熱器６６を有する。

【0061】

第２実施形態の安全キャビネット１０’は、第１実施形態と同様に、ＣＰＵ５２及び記憶媒体５３を備えた制御装置５１を有する。なお、記憶媒体５３には、制御プログラム５４’が記憶される。ここで、制御プログラム５４’は、循環気用送風機６３及び循環気用送風機６４を個別に制御するプログラムを含んでいる点で、第１実施形態の制御プログラム５４と相違する。

【0062】

上述した安全キャビネット１０’において、キャビネット本体１５の上部に設置される排気用送風機３５、循環気用送風機６３，６４が作動すると、これら送風機は、配置される循環路６１，６２の各々の空気を引き込む。

【0063】

その結果、排気用送風機３５、循環気用送風機６３が作動すると、作業空間２５’の空気が前部吸気口２６に吸い込まれる。同時に、クリーンルーム等、安全キャビネット１０の外部の空気が前部吸気口２６に吸い込まれる。なお、クリーンルーム等、安全キャビネット１０の外部の空気が前部吸気口２６に吸い込まれることで、排気口１５ｂからクリーンルーム、あるいは排気ダクトへ排出された空気の減少分が補填される。

【0064】

前部吸気口２６に吸い込まれた空気は、循環路６１を移動して、キャビネット本体１５の上方まで移動する。そして、キャビネット本体１５の上方に向けて移動した空気の一部が排気用送風機３５に吸い込まれ、残りの空気が循環気用送風機６３に吸い込まれる。なお、排気用送風機３５に吸い込まれた空気は、排気用フィルタ３６を介して排気口１５ｂから、浄化された空気としてクリーンルームに排出される。

【0065】

一方、循環気用送風機６３に吸い込まれた空気は、空間６７を介して、循環気用フィルタ４０に送り込まれる。循環気用フィルタ４０に直接送り込まれた空気は、循環気用フィルタ４０を介して、浄化済みの空気として作業空間２５’に送り出される。

【0066】

排気用送風機３５、循環気用送風機６３が作動したときには、循環気用送風機６４も作動している。したがって、循環気用送風機６４の作動により、作業空間２５’の空気が後部吸気口２８に吸い込まれる。後部吸気口２８に吸い込まれた空気は、循環路６２を移動して、キャビネット本体１５の上方まで移動する。そして、キャビネット本体１５の上方に向けて移動した空気が循環気用送風機６４に吸い込まれる。循環気用送風機６４に吸い込まれた空気は、空間６８に送り出される。空間６８に送り出された空気は、加湿器６５によって加湿され、加熱器６６によって加熱される。加熱された空気は、循環気用フィルタ４０を介して、浄化済みの空気として作業空間２５’に送り出される。

【0067】

例えば循環気用フィルタ４０に直接送り込まれる空気の温度は２２℃である。一方、加熱器６６によって加熱された後に、循環気用フィルタ４０に送り込まれる空気の温度は、例えば４０℃である。したがって、作業空間２５’には、２２℃の空気と、４０℃の空気とが送り込まれる。その結果、これら空気が作業空間２５’の内部で混合され、領域Ａ１において、例えば３５～３７℃の空気となる。

【0068】

第２実施形態の場合においても、安全キャビネット１０’における作業空間２５’の温度は、インキュベータ内の温度に合わせることができるので、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0069】

第２実施形態では、循環路６１に配置された循環気用送風機６３に吸い込まれた空気は、循環気用フィルタ４０に直接送り込まれる。一方、循環路６２に配置された循環気用送風機６４に吸い込まれた空気は、加熱器６６を介して循環気用フィルタ４０に送り込まれる。つまり、循環気用フィルタ４０から送り出される空気の流量において、循環気用送風機６３から循環気用フィルタ４０に直接送り出す循環路６１における空気の流量が、循環気用送風機６４と循環気用フィルタ４０との間の空間６８に加熱器６６を配置した循環路６２における空気の流量よりも多くなる。その結果、作業空間２５’の内部の温度が低くなり、インキュベータ内の温度に合わせることが困難になる。したがって、循環気用送風機６３に吸い込まれた空気を循環気用フィルタ４０に直接送り込むのではなく、循環気用送風機６４と循環気用フィルタ４０との間の空間６８に配置した加熱器６６において生じる空気抵抗と同一の大きさを有するフィルタを配置することも可能である。

【0070】

第２実施形態では、空気の一部を排気用フィルタにて浄化して排気する安全キャビネットの例を挙げているが、全ての汚染空気を循環させる安全キャビネットであってもよい。

【0071】

第２実施形態では、空気の一部に加湿を行う加湿器６５や、循環気用フィルタ４０から送り出される浄化済みの空気の湿度を検出する湿度検出センサ４６の構成を設けた場合を説明しているが、加湿器６５や湿度検出センサ４６の構成は省略してもよい。

【符号の説明】

【0072】

１０，１０’…安全キャビネット、１５ａ…開口部、１６…シャッタ、２１…底板、２５，２５’…作業空間、２６…前部吸気口、２８…後部吸気口、３１，３２，６１，６２，９９…循環路、３３…冷却器、３５…排気用送風機、３６…排気用フィルタ、３７，６３，６４…循環気用送風機、３８，６５…加湿器、３９，６６…加熱器、４０…循環気用フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】