(57)【要約】【課題】滅菌システム内の滅菌剤、たとえば過酸化水素蒸気の濃度を決定するためにセンサを較正する装置及び方法。【解決手段】本発明は、滅菌剤を送達するためのシステム内の滅菌剤の量の測定に使用されるセンサを較正する方法であって、（ａ）複数のセンサについて、測定可能なパラメータ、たとえば電圧と、滅菌剤の量、たとえば空気１００万分の１あたりの滅菌剤の量（ｐｐｍ）との間の数学的関係を示す基準較正データを生成するステップと、（ｂ）測定可能なパラメータと個別のセンサについての滅菌剤の量との間の数学的関係を示すセンサ較正データを生成するステップと、（ｃ）センサ較正データを正規化して、基準較正データについての測定可能なパラメータとセンサ較正データについての測定可能なパラメータとの差を補償し、個別のセンサによって得たデータを使用して、システム内の滅菌剤の量を正確に決定することができるステップとを含む方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌剤を送達するためのシステム内の滅菌剤の量の測定に使用されるセンサを較正する方法であって、
（ａ）複数のセンサについて、測定可能なパラメータと前記滅菌剤の量との間の数学的関係を示す、基準較正データを生成するステップと、
（ｂ）個別のセンサについて、前記測定可能なパラメータと前記滅菌剤の前記量との間の数学的関係を示す、センサ較正データを生成するステップと、
（ｃ）前記センサ較正データを正規化して、前記基準較正データについての前記測定可能なパラメータと前記センサ較正データについての前記測定可能なパラメータとの差を補償し、前記個別のセンサによって得たデータを使用して、前記システム内の前記滅菌剤の量を正確に決定することができるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記基準較正データが、以下のステップを含む方法によって生成され、該方法が、
（ａ）複数のセンサを提供するステップと、
（ｂ）各前記複数のセンサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各前記少なくとも２つの空気量が、（１）知られている質、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、前記滅菌剤蒸気が知られている物理的状態であり、前記方法がさらに、
（ｃ）各前記複数のセンサによって出され、それぞれ滅菌剤蒸気の濃度に比例している信号を測定するステップと、
（ｄ）各前記複数のセンサによって出された前記信号と、各前記複数のセンサについての前記滅菌剤蒸気の濃度との間の数学的関係を確立するステップと、
（ｅ）各前記複数のセンサによって出された前記信号、および各前記複数のセンサについての前記滅菌剤蒸気濃度の統計的解析によって、前記基準較正データを確立するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
空気の温度が約−１０℃から約８５℃までである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
空気の相対湿度が約１０から約１００％までである、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
空気の流量が毎時約１から約２００立方メートルまでである、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
滅菌剤濃度が１００から２５０００ｐｐｍまでである、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記センサ較正データが、以下のステップを含む方法によって生成され、該方法が、
（ａ）センサを提供するステップと、
（ｂ）前記センサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各前記少なくとも２つの空気量が、（１）知られている質、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、前記滅菌蒸気が知られている物理的状態であり、前記方法がさらに、
（ｃ）前記センサによって出され、それぞれ滅菌剤蒸気濃度に対応する信号を測定するステップと、
（ｄ）前記出された信号と前記センサについての前記滅菌剤蒸気濃度との間の数学的関係を確立するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
空気の温度が約−１０℃から約８５℃までである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
空気の相対湿度が約１０から約１００％までである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
空気の流量が毎時約１から約２００立方メートルまでである、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
滅菌剤濃度が１００から２５０００ｐｐｍまでである、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記センサ較正データが、以下のステップを含む方法によって、前記基準較正データについての前記測定可能なパラメータと前記センサに対する前記センサ較正データについての前記測定可能なパラメータとの差を補償するように正規化され、該方法が、
（ａ）滅菌剤蒸気濃度を選択するステップと、
（ｂ）前記センサ較正データから得た前記滅菌剤蒸気の前記濃度が、前記基準較正データから得た前記滅菌剤蒸気の前記濃度と等しくなる前記測定可能なパラメータの値を決定するステップと、
（ｃ）前記個別のセンサによって測定された値を、前記基準較正データと前記センサ較正データとの間の偏差を補償するのに十分な値に調整するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
滅菌剤を送達するためのシステム内の滅菌剤の量の測定に使用されるセンサを較正する方法であって、
（ａ）勾配および切片を有する基準較正曲線を作成するステップと、
（ｂ）勾配および切片を有するセンサ較正曲線を作成するステップと、
（ｃ）前記センサ較正曲線を正規化して、（１）前記基準較正曲線の前記勾配と前記センサ較正曲線の前記勾配との差、および（２）前記基準較正曲線の前記切片と前記センサ較正曲線の前記切片との差を補償するステップとを含む方法。
【請求項１６】
前記基準較正曲線が、以下のステップを含む方法によって生成され、該方法が、
（ａ）複数のセンサを提供するステップと、
（ｂ）各前記複数のセンサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各前記少なくとも２つの空気量が、（ｉ）知られている質、および（ｉｉ）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、前記滅菌剤蒸気が知られている物理的状態であり、前記方法がさらに、
（ｃ）各前記複数のセンサによって出され、それぞれ前記滅菌剤蒸気の濃度に比例している前記信号を測定するステップと、
（ｄ）各前記複数のセンサによって出された前記信号と、各前記複数のセンサについての前記滅菌剤蒸気濃度との間の線形の数学的関係を確立するステップと、
（ｅ）各前記複数のセンサによって出された前記信号、および各前記複数のセンサについての前記滅菌剤蒸気濃度の統計的解析によって、前記基準較正曲線を確立するステップとを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
空気の温度が約−１０℃から約８５℃までである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
空気の相対湿度が約１０から約１００％までである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
空気の流量が毎時約１から約２００立方メートルまでである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
滅菌剤濃度が１００から２５０００ｐｐｍまでである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記センサ較正曲線が、以下のステップを含む方法によって生成され、該方法が、
（ａ）個別のセンサを提供するステップと、
（ｂ）前記センサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各前記少なくとも２つの空気量が、（１）知られている質、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、前記滅菌蒸気が知られている物理的状態であり、前記方法がさらに、
（ｃ）前記センサによって出され、それぞれ前記滅菌剤蒸気濃度に比例している前記信号を測定するステップと、
（ｄ）前記個別のセンサによって前記出された信号と前記個別のセンサについての前記滅菌剤蒸気濃度との間の線形の数学的関係を確立するステップとを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
空気の温度が約−１０℃から約８５℃までである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
空気の相対湿度が約１０から約１００％までである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
空気の流量が毎時約１から約２００立方メートルまでである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
滅菌剤の濃度が１００から２５０００ｐｐｍまでである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記センサ較正曲線が、以下のステップを含む方法によって、（１）前記基準較正曲線の前記勾配と前記センサ較正曲線の前記勾配との差、および（２）前記基準較正曲線の前記切片と前記センサ較正曲線の前記切片との差を補償するように正規化され、該方法が、
（ａ）前記基準較正曲線の前記切片を決定するステップと、
（ｃ）前記センサ較正曲線の前記切片を決定するステップと、
（ｄ）前記基準較正曲線の前記勾配を決定するステップと、
（ｅ）前記センサ較正曲線の前記勾配を決定するステップと、
（ｆ）必要に応じて、前記センサ較正曲線を調整して、前記基準較正曲線の前記切片と前記センサ較正曲線の前記切片との前記差を補償するステップと、
（ｇ）必要に応じて、前記センサ較正曲線を調整して、前記基準較正曲線の前記勾配と前記センサ較正曲線の前記勾配との前記差を補償するステップとを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
滅菌剤の濃度を測定する携帯用ユニットを較正する方法であって、
（ａ）滅菌剤蒸気を容器を介して通過させるステップを含み、前記容器が水の浴内に浸され、前記携帯用ユニットが前記容器内に設置され、前記携帯用ユニットが、テストランのために滅菌剤濃度、温度、および相対湿度に応答し、方法がさらに、
（ｂ）滴定方法によって前記滅菌剤の濃度を決定するステップとを含む方法。
【請求項３０】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
滅菌剤を送達するためのシステム内の滅菌剤の量を測定するセンサが正確に較正されていることを確認するための方法であって、前記滅菌剤が流動空気流内に送出され、前記方法が、
（ａ）前記センサに対して少なくとも２つの静的テストランを実施して、滅菌剤蒸気濃度の読取り値を得るステップと、
（ｂ）前記センサに対して少なくとも２つの動的テストランを実施して、滅菌剤蒸気濃度の読取り値を得るステップと、
（ｃ）前記少なくとも２つの静的テストランの結果を比較するステップと、
（ｄ）前記少なくとも２つの動的テストランの結果を比較するステップと、
（ｅ）（ｉ）前記静的テストランで決定した滅菌剤蒸気濃度の前記読取り値が実質的に一定のままであるが、前記動的テストランで決定した滅菌剤蒸気濃度の前記読取り値が実質的に変化している場合、または（ｉｉ）前記静的テストランで決定した滅菌剤蒸気濃度の前記読取り値が実質的に変化しているが、前記動的テストランで決定した滅菌剤蒸気濃度の前記読取り値が実質的に一定のままである場合は、（１）空気の流量が変化した、または（２）システムへの滅菌剤の添加レートが変化した、または（３）前記センサが信頼できないことを結論付けるステップとを含む方法。
【請求項３２】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置の較正のための方法に関する。より詳細には、本発明は、システム内の滅菌剤、たとえば過酸化水素の濃度を監視する装置の較正のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
栄養合成物および食料品など消費され得る製品の無菌処理は、通常、製品とその製品を包装する容器とを個別に滅菌することによって実施される。滅菌後、滅菌済み製品は、出荷、貯蔵、および使用のために、滅菌済み容器内に入れられ、滅菌環境内に置かれる。
【０００３】
個別のクロージャの滅菌も含む、こうした容器の滅菌は、所望の滅菌済み製品を容器内に導入する前に、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）蒸気など滅菌剤の使用によって、有効に実施することができる。こうしたプロセスでは、容器を滅菌装置内に導入し、その中で容器を過酸化水素蒸気でフラッシュする。容器をその後、温風、または残留過酸化水素を望ましい低レベルにするのに適した任意の他の流体でフラッシュする。この通常の手順は、容器の滅菌を達成する際には非常に有効であり、容器内に導入すべき材料と接触する他の任意の物品にも実施することができる。
【０００４】
過酸化水素による滅菌法は有効であるが、過酸化水素蒸気の濃度の正確な監視には問題がある。過酸化水素蒸気濃度を監視する際の問題は、処理状況下での過酸化水素蒸気の物理的かつ化学的特性の変化、および処理領域内の様々な物品の表面との接触による過酸化水素蒸気の分解に部分的に起因する。したがって、過酸化水素蒸気の過剰な分解とともに、過酸化水素蒸気濃度の処理設定値からの望ましくない偏差が、容器および周囲の無菌処理領域の無菌性の損失を招く可能性がある。さらに、過酸化水素蒸気は実際上腐食性であり、したがって過酸化水素の過剰な濃度は、処理領域内とそれを取り囲む装置、および処理領域内の物品の表面に有害な影響を及ぼすことがある。また、政府の基準により、滅菌済み容器のその後の使用には、残留滅菌剤を低レベルにすることが義務付けられている。
【０００５】
これまで、過酸化水素蒸気の検出システムは、従来の近赤外（ＮＩＲ）分析装置で例示されるように、望ましくないほど容積の大きいものであった。さらに、現在のオフライン試験方法は、通常、十分な正確さで滅菌剤のレベルを監視するには時間がかかり過ぎる。以前の構成では、無菌処理サイクル中の実時間の監視ができず、特に、実際の動作中に滅菌剤供給システムに沿った選択位置で、滅菌装置内の過酸化水素蒸気の濃度を監視することができなかった。ただし、米国特許第５，６０８，１５６号、およびＴａｉｚｏ他の「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｎｅｗｌｙ  Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｐｅｒｏｘｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｔｏ  ＨＰＶ  Ｓｔｅｒｉｌｉｚｅｒ」、ＰＤＡ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．１、１月〜２月、１９９８年、１３〜１８頁は、過酸化水素蒸気濃度を検出する方法および装置を記載しており、上記の問題の幾つかに対処していると思われる。
【０００６】
通常、システム内で検出された滅菌剤の濃度は、たとえば温度、相対湿度、および、たとえば測定の近位位置などの様々な測定条件など、様々な環境のパラメータの関数である。一般に、従来の滅菌剤の検出システムは、環境のパラメータおよび測定条件の変動を考慮することができない、または考慮していない。しかし、市販のセンサおよび装置を使用する場合は、こうした変動が、信号の生成およびデータ収集の結果に大幅に影響を与える。したがって、データの収集中は、測定位置に近位の動作パラメータを可能な限り一様に維持することが有益である。
【０００７】
参照により本明細書に組み込む、１９９９年１１月９日に出願の米国出願第０９／４４３，７６８号の「ＳＴＥＲＩＬＡＮＴ  ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＭＥ」は、無菌処理の確認、制御、および監視のための過酸化水素濃度を決定する一体型システムを記載している。このシステムはコンパクトであり、過酸化水素濃度のオンラインの決定に使用することができる。このシステムは、信頼性のある正確な試験結果を保証するため、規則的な間隔で独特の較正処置を要するものである。このシステムは、ＳｎＯ２からなる素子を有するセンサを利用する。無酸素状態でＳｎＯ２を約４００℃の高温まで加熱すると、自由電子がＳｎＯ２粒子の結晶粒界を通って流れ易くなる。清浄な空気内では、電子親和力によって自由電子を捕捉する酸素が、ＳｎＯ２粒子の表面上に吸収され、結晶粒界内に電子の流れを制限する電位障壁が形成され、それによって電気抵抗の増加が生じる。センサを過酸化水素蒸気に暴露すると、ＳｎＯ２は、そのガス分子を吸収し酸化させる。これによって電位障壁が下がり、電子がさらに流れ易くなり、それによって電気抵抗が下がる。したがって、センサは間接的方法を使用して、過酸化水素蒸気濃度を測定する。
【０００８】
センサの出力からの電圧データを、較正プロセスから導き出したデータベースと比較しなければならない。２つの異なるセンサの出力は、較正なしに直接比較することはできない。較正処置は、幾つかの代表的な点（すなわち所与の電圧での濃度）を使用して、指定のテストウィンドウ（ｔｅｓｔ  ｗｉｎｄｏｗ）をカバーする数学的関係を確立する。較正によってのみ、センサの出力電圧を濃度値に変換することができる。
【０００９】
較正処置は、携帯用検出システムのセンサ内の半導体チップ、電池、および信号調整回路などの構成要素によって生じる偏差を最小限にするために重要である。較正処置は、固定検出システムのセンサ内の温度および湿度補償回路、加熱コイル、データ記憶システム、およびメモリチップなどの構成要素によって生じる偏差を最小限にするために重要である。
【００１０】
較正方法に信頼性がない場合は、センサによって検出された過酸化水素蒸気濃度が誤ったものである可能性がある。過酸化水素蒸気濃度の誤った決定は、次には、オペレーションシステムに汚染を生じさせ損傷を招く可能性がある。たとえば、空気流量の増加にセンサが応答して電圧が下がることは、システム内の過酸化水素蒸気濃度の低下と解釈される。この見掛け上の低下は、システムの制御が、送達される過酸化水素の量を増加するようにさせ、それによって過剰量の過酸化水素蒸気を供給することになる。システム内の過剰量の過酸化水素は、過剰量の残留物をもたらす。反対に、空気流量の減少から、センサに応答して電圧が上がることがある。過酸化水素の送達レートがそれに対応して下がると、システムの滅菌に欠陥が生じる。
【００１１】
１つずつセンサの較正を行うことは非効率的であり、したがってコストがかかる。知られているように、任意に選択された２つのセンサが同一である可能性は低い。したがって、個別のセンサを正確に低コストで較正する方法を見つけることが望ましい。さらに、個別のセンサを較正して、１つまたは複数のセンサを携帯用ユニットで使用できるようにする方法を見つけることが望ましい。多数の携帯用ユニットの使用は、過酸化水素濃度の測定を、生産ラインの任意の点で行うことができるために望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、滅菌システム内の滅菌剤、たとえば過酸化水素蒸気の濃度を決定するため、センサを較正する方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、一態様では、滅菌剤を送達するシステム内の滅菌剤の量を測定するために使用するセンサを較正する方法を提供する。その方法は、
（ａ）複数のセンサについて、測定可能なパラメータ、たとえば電圧と、滅菌剤の量、たとえば空気１００万分の１あたりの滅菌剤の量（ｐｐｍ）との間の数学的関係を示す、基準較正データを生成するステップと、
（ｂ）個別のセンサについて、測定可能なパラメータと滅菌剤の量の間の数学的関係を示す、センサ較正データを生成するステップと、
（ｃ）センサ較正データを正規化して、基準較正データについての測定可能なパラメータとセンサ較正データについての測定可能なパラメータとの差を補償し、それによって、個別のセンサによって得たデータを使用して、システム内の滅菌剤の量を正確に決定することができるステップとを含む。
【００１４】
基準較正データは、以下のステップを含む方法によって生成されることができ、その方法が、
（ａ）複数のセンサを提供するステップと、
（ｂ）各複数のセンサを少なくとも２つの空気量（たとえば、毎時３０立方メートル、および毎時１１０立方メートル）にさらすステップとを含み、各少なくとも２つの空気量が、（１）知られている質（たとえば７０℃で相対湿度６０％）、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気（たとえば過酸化水素蒸気１０，０００ｐｐｍ）を有し、滅菌剤蒸気が知られている物理的状態（たとえば７０℃）であり、方法がさらに、
（ｃ）各複数のセンサによって出され、それぞれ滅菌剤蒸気の濃度（たとえばｐｐｍ）に比例している信号（たとえば電圧）を測定するステップと、
（ｄ）各複数のセンサによって出された信号と、各複数のセンサについての滅菌剤蒸気濃度との間の数学的関係を確立するステップと、
（ｅ）各複数のセンサによって出された信号、および各複数のセンサについての滅菌剤蒸気濃度の統計的解析によって、基準較正データを確立するステップとを含む。
【００１５】
センサ較正データは、以下のステップを含む方法によって生成されることができ、その方法が、
（ａ）センサを提供するステップと、
（ｂ）センサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各少なくとも２つの空気量が、（１）知られている質、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、滅菌蒸気が知られている物理的状態であり、方法がさらに、
（ｃ）センサによって出され、それぞれ滅菌剤蒸気濃度（たとえば過酸化水素蒸気のｐｐｍ）に対応する信号（たとえば電圧）を測定ステップと、
（ｄ）出された信号とセンサについての滅菌剤蒸気濃度との間の数学的関係を確立するステップとを含む。
【００１６】
センサ較正データが、以下のステップを含む方法によって、基準較正データについての測定可能なパラメータ（たとえば電圧）と、センサに対するセンサ較正データについての測定可能なパラメータ（たとえば電圧）との差を補償するように正規化されることができ、その方法が、
（ａ）滅菌剤蒸気の濃度を選択するステップと、
（ｂ）センサ較正データから得た滅菌剤蒸気濃度が、基準較正データから得た滅菌剤蒸気濃度と等しくなる測定可能なパラメータの値を決定するステップと、
（ｃ）個別のセンサによって測定された値を、基準較正データとセンサ較正データとの間の偏差を補償するのに十分な値に調整するステップとを含む。
【００１７】
本発明の方法は、滅菌システムの較正に要する時間の減少を実現し、様々なセンサから得た信号を直接比較して、パラメータの間接的測定に含まれる複雑なステップを回避する手段を提供する。
【００１８】
実施が比較的簡単な一実施形態では、測定した信号（たとえば電圧）と滅菌剤濃度（たとえば過酸化水素蒸気のｐｐｍ）との間の線形関係が想定される。個別のセンサ（すなわちセンサ較正データ）についての曲線上の点を垂直方向にまたは回転して、あるいはその両方に移動させて、その点に関連した濃度値を、基準較正データを表わす曲線上の濃度値に変換する。
【００１９】
空気流内の過酸化水素蒸気濃度を決定するためのセンサの較正用データの形は、重要ではない。データを表わすための好ましい形は、デカルト座標上に描かれた曲線、計算図表、および信号／濃度データを備えた参照表を含むが、それだけに限定されない。
【００２０】
一実施形態では、デカルト座標上に描かれた曲線を用いており、この方法が、
（ａ）勾配および切片を有する基準較正曲線を作成するステップと、
（ｂ）勾配および切片を有するセンサ較正曲線を作成するステップと、
（ｃ）センサ較正曲線を正規化して、（１）基準較正曲線の勾配とセンサ較正曲線の勾配との差、および（２）基準較正曲線の切片とセンサ較正曲線の切片との差を補償するステップとを含む。
【００２１】
この実施形態では、基準較正曲線は、以下のステップを含む方法によって作成され、その方法が、
（ａ）複数のセンサを提供するステップと、
（ｂ）複数のセンサの各センサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各少なくとも２つの空気量が、（ｉ）知られている質、および（ｉｉ）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、滅菌剤蒸気が知られている物理的状態であり、方法がさらに、
（ｃ）各複数のセンサによって出され、それぞれ滅菌剤蒸気の濃度（たとえばｐｐｍ）に比例している信号を測定するステップと、
（ｄ）各複数のセンサによって出された信号と、各複数のセンサについての滅菌剤蒸気濃度との間の線形の数学的関係を確立するステップと、
（ｅ）各複数のセンサによって出された信号、および各複数のセンサについての滅菌剤蒸気濃度の統計的解析によって、基準較正曲線を確立するステップとを含む。
【００２２】
この実施形態では、センサ較正曲線が、以下のステップを含む方法によって生成され、その方法が、
（ａ）個別のセンサを提供するステップと、
（ｂ）センサを少なくとも２つの空気量にさらすステップとを含み、各少なくとも２つの空気量が、（１）知られている質、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有し、滅菌蒸気が知られている物理的状態であり、方法がさらに、
（ｃ）センサによって出され、それぞれ滅菌剤蒸気濃度に比例している信号を測定するステップと、
（ｄ）個別のセンサによって出された信号と、個別のセンサについての滅菌剤蒸気濃度との間の線形の数学的関係を確立するステップとを含む。
【００２３】
センサ較正曲線が、以下のステップを含む方法によって、（１）基準較正曲線の勾配とセンサ較正曲線の勾配との差、および（２）基準較正曲線の切片とセンサ較正曲線の切片との差を補償するように正規化され、その方法が、
（ａ）基準較正曲線の切片を決定するステップと、
（ｂ）センサ較正曲線の切片を決定するステップと、
（ｃ）基準較正曲線の勾配を決定するステップと、
（ｄ）センサ較正曲線の勾配を決定するステップと、
（ｅ）必要に応じて、センサ較正曲線を調整して、基準較正曲線の切片とセンサ較正曲線の切片との差を補償するステップと、
（ｇ）必要に応じて、センサ較正曲線を調整して、基準較正曲線の勾配とセンサ較正曲線の勾配との差を補償するステップとを含む。
【００２４】
他の態様では、本発明は、過酸化水素濃度を測定するための携帯用ユニットを較正する方法を提供する。この方法では、過酸化水素蒸気を較正容器を通過させることができ、この容器は、制御された試験状態で水の浴内に浸漬されている。較正容器内に設置された過酸化水素蒸気の検出のための携帯用センサは、各テストランについて、過酸化水素濃度、温度、および相対湿度に応答する。過酸化水素濃度は、標準滴定方法によって再検査することができる。したがって、決定された過酸化水素濃度の正確な値を、過酸化水素蒸気残留物の検出ユニット（Ｄｒａｇｅｒキット）によって検査して、システムから出る流れの中の残留過酸化水素濃度を決定することができる。残留過酸化水素を、過酸化水素蒸気残留物の検出ユニットによって検出しなければならない場合は、インピンジャ（ｉｍｐｉｎｇｅｒ）をシステムに追加して、流動空気流から過酸化水素を全て捕捉することができる。追加のデータを生成して、実際の適用で遭遇することが予想されるこうした状態をカバーすることができる。
【００２５】
本発明の方法は、Ｂｏｓｃｈ滅菌機の滅菌法およびボトル式過酸化水素スプレー滅菌法などに見られる、静的かつ動的処理状態を模倣する較正を行うことができる。過酸化水素蒸気を生成する際に遭遇するパラメータの選択の柔軟性によって、テストセルに対して、高温、高濃度、変化しやすい空気流のレート、変化しやすい湿度の状態での、過酸化水素濃度の決定のための装置の動的かつ静的較正が可能になる。
【００２６】
本発明の方法は、多数の適用例に対して、過酸化水素蒸気濃度を決定する装置の較正を可能にする。水の浴、滴定ステーション、Ｄｒａｇｅｒキット、計量ポンプ、および過酸化水素流量計を組合せて適用することにより、低濃度の過酸化水素を決定する携帯用検出ユニットの較正が可能になる。
【００２７】
本発明の方法を使用して、過酸化水素の射出レート、１つまたは複数の熱交換器の１つまたは複数の温度、１つまたは複数の水の浴の１つまたは複数の温度、および空気流量を変えることによって、過酸化水素の凝縮を調査することもできる。過酸化水素の凝縮および分解レートを、選択された時間期間にわたる射出された過酸化水素の量と検出された過酸化水素の量との差を決定することによって計算することができる。知られている状態で過酸化水素で飽和できる空気の温度も予想することができる。
【００２８】
本発明の方法を使用して、滅菌システム用のセンサを較正し、様々な処理段階で任意の時間に、システム内の所与の点で滅菌剤濃度を決定する能力を向上することができる。この方法によって、各段階でのプロセスに関する正確な情報を提供することができる。
【００２９】
本発明の方法を使用して、過酸化水素蒸気が用いられている任意の環境で、過酸化水素蒸気濃度を監視する装置を較正することもできる。こうした環境は、クリーンルームオペレーション、製薬のアイソレータによる滅菌、無菌処理システム、および過酸化水素の影響下での様々な細菌の死亡率の微生物調査を含むが、それだけに限定されない。
【００３０】
本発明は、広範な処理および動作状態についての、滅菌剤、たとえば過酸化水素蒸気の濃度を決定する装置を較正する方法を提供する。これらの動作状態は、空気温度、空気流量、蒸発温度、過酸化水素射出レート、および異なる温度、湿度変化、圧力変動での過酸化水素蒸気による空気の飽和度などを含むが、それだけに限定されない。
【００３１】
本発明の方法は、滅菌剤過酸化水素に限定されないことを理解されたい。本発明の方法を使用して、滅菌に使用される他のガス濃度を決定する装置を較正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本明細書で用いるように、用語「滅菌剤」は、１つまたは複数の標的微生物を死滅させることができる物質を指す。表現「基準較正データ」は、複数のセンサの検査から導き出され、データベースの構築に使用される１組のデータを指す。この１組のデータは、統計的に重要な結果を提供する少なくとも最低数の複数のセンサから得られる。表現「測定可能なパラメータ」は、当業者に容認される測定方法によって測定することができる変数を指す。用語「量」は、たとえば空気の流量など、測定、計数、または比較できるものの特性または態様を指す。表現「センサ較正データ」は、個別のセンサの検査から導き出され、データベースの構築に使用される１組のデータを指す。この１組のデータは、所与の物理的状態および所与の濃度レベルでの単一センサから得られる。用語「正規化（ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ）」は、センサ較正データを基準較正データに一致させることを指す。表現「空気の質」は、その空気中に過酸化水素を蒸発させる空気の物理的状態を指す。空気の質を特徴付けるために使用されるパラメータは、温度、相対湿度、圧力などを含むが、それだけに限定されない。用語「信号」は、電圧、電流、電界強度のような変動電気量を意味し、その変化は符号化された情報を表わす。表現「数学的関係」は、少なくとも１つのパラメータを少なくとも１つの他のパラメータの関数として表わす数学方程式を指す。用語「勾配」は、座標面上の線の点の縦座標が、横座標の変化に応じて変化するレートを指す。用語「切片」は、座標の原点から座標軸に沿った、線、曲線、または面が軸と交差する点までの距離を指す。表現「Ｄｒａｇｅｒキット」は、残留過酸化水素蒸気の濃度を検出するためのユニットである。表現「静的状態」は、センサおよび過酸化水素蒸気の両方が、テストランまたは較正の実行中に、一定の温度および湿度で維持された気密チャンバ内に瞬間的に封止されている状態を指す。表現「動的状態」は、センサが、過酸化水素蒸気が流れている流れの中に設置された状態を指す。
【００３３】
一態様では、本発明は、滅菌剤を送達するシステム内の滅菌剤の量を測定するために使用されるセンサを較正する方法に関する。その方法は、
（ａ）複数のセンサについて、測定可能なパラメータ、たとえば電圧と、滅菌剤の量、たとえば空気１００万分の１あたりの滅菌剤の量（ｐｐｍ）との間の関係を示す、基準較正データを生成するステップと、
（ｂ）個別のセンサについて、測定可能なパラメータと滅菌剤の量との間の関係を示すセンサ較正データを生成するステップと、
（ｃ）センサ較正データを正規化して、基準較正データについての測定可能なパラメータと、個別のセンサに対するセンサ較正データについての測定可能なパラメータとの差を補償し、それによって、システム内の滅菌剤の量を正確に決定することができるステップとを含む。
【００３４】
基準較正データを生成するには、各複数のセンサを少なくとも２つの空気量（たとえば、毎時３０立方メートル、および毎時１１０立方メートル）にさらす。各少なくとも２つの空気量は、（１）知られている質（たとえば７０℃で相対湿度６０％）、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気（たとえば過酸化水素蒸気１０，０００ｐｐｍ）を有する。滅菌剤蒸気も、知られている物理的状態（たとえば７０℃）である。各センサによって出された信号を測定する。測定された各信号は、滅菌剤蒸気濃度に対応する。次いで、各センサについての測定された信号と測定された信号に対応する濃度との間の数学的関係を確立する。複数のセンサの各センサ毎に、測定された信号と、測定された信号に対応する濃度との間の数学的関係が確立されるまで、上記の操作を繰り返す。次いで、基準較正データを、上記の測定から得たデータと数学的関係から導き出す。通常、基準較正データは、上記の測定から得たデータの平均（アベレッジ）を表わす。基準較正データを作成するために使用するセンサの数は、好ましくは、基準較正データを提供するのに十分な数であり、基準較正データは、平均の２つの標準偏差内にあるセンサの値の約９５％の正規分布を示す。一般に、基準較正データを作成するためのデータを提供するには、少なくとも１０台のセンサを使用することが好ましい。
【００３５】
センサ較正データを生成するために個別のセンサを提供する。このセンサを少なくとも２つの空気量にさらす。各少なくとも２つの空気量は、（１）知られている質、および（２）知られている濃度の滅菌剤蒸気を有する。滅菌剤蒸気は知られている物理的状態である。センサが出した信号を測定する。各測定された信号は、滅菌剤蒸気濃度に対応する。センサが出した信号と、センサについての測定した信号に対応する濃度との間の数学的関係を確立する。次いで、センサ較正データを、上記の測定から得たデータおよび数学的関係から導き出す。
【００３６】
次いで、センサ較正データを正規化して、基準較正データについての測定可能なパラメータ（たとえば電圧）と、個別のセンサに対するセンサ較正データについての測定可能なパラメータとの差を補償する。この正規化ステップを実行するため、滅菌剤蒸気濃度を選択する。センサ較正データから得た滅菌剤蒸気濃度が、基準較正データからの滅菌剤蒸気濃度と等しくなる測定可能なパラメータの値を決定する。所与の濃度についてのこの測定可能なパラメータの値は、基準較正データおよびセンサ較正データの両方でなければならない。センサ較正データの測定可能なパラメータの値を、基準較正データからのセンサ較正データの偏差を補償するのに十分な値に調整する。
【００３７】
基準較正データおよびセンサ較正データ用のデータの形は重要ではない。好ましいデータの形は、デカルト座標上に描かれた曲線、計算図表、および信号／濃度データを備えた参照表を含むが、それだけに限定されない。当然、基準較正データおよびセンサ較正データの形は、有意義な調整を保証するために同じでなければならない。
【００３８】
一実施形態では、デカルト座標上に描かれた曲線を用いており、以下の方法で較正を実施することができる。勾配および切片を有する線形基準較正曲線を作成する。濃度値を横座標上にプロットし、信号の値を縦座標上にプロットする。勾配および切片を有する個別センサについての線形センサ較正曲線を作成する。濃度値を横座標上にプロットし、信号値を縦座標上にプロットする。基準較正曲線とセンサ較正曲線が１組の座標で交差する。センサ較正曲線を基準較正曲線に正規化して、（１）基準較正曲線の勾配とセンサ較正曲線の勾配との差、および（２）基準較正曲線の切片とセンサ較正曲線の切片との差を補償する。正規化は幾つかの方法で実行することができる。正規化の一実施形態では、センサ較正曲線を垂直方向にかつ回転して調整して、物理的に較正することによって、センサ較正曲線を調整して、センサ較正曲線の勾配および切片が、それぞれ基準較正曲線の勾配および切片と一致するようにすることができる。正規化の他の実施形態では、センサ較正曲線上の信号を示す変数（すなわち電圧またはｌｏｇ（電圧））を、基準較正曲線上の濃度および信号に関連する方程式に代入することができる。
【００３９】
次に図１および２の参照によれば、室温で圧縮した空気を、弁１２によって制御可能な動作状態で過酸化水素蒸気を生成するのに適したシステム１０内に導入する。この圧縮空気を文字「Ａ」で表わす。この空気を空気フィルタ１４でろ過して、汚れおよび他の外来性物質を除去する。弁１６は、好ましいくはダイアフラム弁であって、空気の流量を制御するために使用され、圧力調整器１８は、空気圧を調整するために使用される。空気流量を流量計２０で監視し、空気の質のパラメータを、データ収集システム（たとえば、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ５００データ収集システム、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．、２８７７５  Ａｕｒｏｒａ  Ｒｄ．、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、Ｏｈｉｏ  ４４１３９）によって測定し記憶する。空気の質のパラメータは、温度、湿度、および圧力を含む。これらのパラメータを、それぞれ温度センサ２２、湿度センサ２４、および圧力センサ２６によって監視する。システム１０の構成要素を含む室内の空気の質の季節的変化のため、空気の含水量を、較正の目的のために所定レベルに調整する。空気の含水量を、弁３０を開閉することによって作動する減湿器２８、または弁３４を開閉することによって作動する加湿器３２を使用して調整する。調整された空気の質を、温度センサ３６および湿度センサ３８で測定する。この温度センサ３６および湿度センサ３８は、減湿器２８の出口４０および加湿器３２の出口４１の下流側に配置されている。したがって、空気の温度および湿度を知ることができる。
【００４０】
次いで、空気を熱交換器４２で指定の温度まで加熱する。過酸化水素（以下Ｈ２Ｏ２）蒸気の飽和空気の試料内のＨ２Ｏ２蒸気濃度は、温度の関数である。空気の温度が上昇すると、空気はより高濃度のＨ２Ｏ２蒸気を含むことができる。空気温度は、熱交換器４２の出口４６の下流側に配置された温度センサ４４で監視することができる。熱交換器４２では、温度が蒸気圧の関数である。熱交換器４２の蒸気圧を調整して、空気温度を制御することができる。次いで、空気を熱交換器４８内に導入し、噴霧器５０によって生じたＨ２Ｏ２液滴流に合流させる。Ｈ２Ｏ２を急速に蒸発させ、より高温にさらに加熱する。計量ポンプ５２は、熱交換器４８内に流れ込む空気内への液体Ｈ２Ｏ２の射出レートを制御する。流量計５４を使用して、液体Ｈ２Ｏ２の流量を監視し、液体Ｈ２Ｏ２の射出レートが正しいことを保証する。液体Ｈ２Ｏ２の温度を温度センサ５６で測定して、較正動作の全てにわたって一定の温度を保証することができる。液体Ｈ２Ｏ２を貯蔵するタンクを参照符号５８で示し、液体Ｈ２Ｏ２の空気流内への射出を制御する弁を参照符号６０で示す。タンク５８および弁６０は、液体Ｈ２Ｏ２を滅菌システム内に導入するために従来から使用されているものである。したがって、タンク５８および弁６０は、Ｈ２Ｏ２に耐性があるものである。
【００４１】
空気とＨ２Ｏ２蒸気の混合は、幾つかの状態の１つである。こうした状態を以下に記載する。
１．Ｈ２Ｏ２蒸気で空気が飽和されている。温度が低下するとＨ２Ｏ２蒸気の液滴の凝縮が生じる。
２．空気が、Ｈ２Ｏ２蒸気で飽和されていない。Ｈ２Ｏ２蒸気は、ある種の材料の表面上で分解する。温度が飽和温度未満に下がると、Ｈ２Ｏ２蒸気が凝縮する。
３．両方の状態（飽和および不飽和状態）で、温度が上昇すると、Ｈ２Ｏ２の液滴が再度蒸発する。
４．Ｈ２Ｏ２の蒸発の潜熱は正である。Ｈ２Ｏ２の蒸発によってシステムに余剰熱が発生する。
【００４２】
空気温度は、通常、熱交換器４８を設定する温度よりも高く、空気温度は予想および制御が難しい。
【００４３】
２つの追加の熱交換器６２および６４を使用して、空気温度を下げ、空気が、知られている温度でＨ２Ｏ２蒸気で飽和されることを保証することができる。空気を飽和状態にするには、一般的には、高温で液体を蒸発させて、その後温度を下げる。十分な量の液体を高温でシステム内に射出する場合、蒸気を冷却すると飽和を保証することができる。また、飽和プロセスは、Ｈ２Ｏ２蒸気が滅菌に使用される前の可能な限りそれに近い時点で実施しなければならない。システムの他の時点では、凝縮および分解の制御が難しいからである。
【００４４】
システム１０の様々な位置の空気温度を、温度センサ６５ａ、６５ｂ、および６５ｃで監視することができる。
【００４５】
次いで、Ｈ２Ｏ２を含んだ空気をテストセル６６内に導入する。テストセル６６の簡略構成図を図２で示す。テストセル６６は、参照により本明細書に組み込む、１９９９年１１月１９日に出願の米国出願第０９／４４３，７６８号の「ＳＴＥＲＩＬＡＮＴ  ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＭＥ」に記載されている。米国出願第０９／４４３，７６８号では、このテストセルは、滅菌剤監視アセンブリと呼ばれており、参照符号２００で示されている。Ｈ２Ｏ２蒸気濃度を決定するのに適したセンサ６８を、テストセル６６内に設置して、較正する。テストセル６６内の状態は、実際の滅菌プロセスで用いられる状態と実質的に同一であることが好ましい。較正動作用のデータは、システム１０が平衡状態になった後にだけ、有効になる可能性が高いことを留意されたい。したがって、システム１０を平衡状態にするためにかなりの時間稼働しなければならない。
【００４６】
各較正動作で、２種類のランを実施することが好ましい。静的テストランでは、空気流が平衡になった状態で、テストセル６６内の内部セル７０を、指定の時間にわたって空気流と流体連通するように配置する。空気試料中のＨ２Ｏ２蒸気濃度を決定するため、次いで、テストセル６６内の内部セル７０を、ばね７６に対して押し付ける圧縮空気の力で、シリンダ７４内で移動するピストン７２によって封止する。圧縮空気を、入口７８を介してシリンダ７４に導入することができる。耐Ｈ２Ｏ２性Ｏ型リング８０を使用して、内部セル７０が、断熱板８２に対して封止されていることを保証することができる。テストチャンバ６６のカバーを参照符号８４で示し、熱電対を参照符号８６で示す。この静的テストランで得たデータは、空気流量とは無関係なＨ２Ｏ２蒸気濃度を反映する。内部セル７０を取り囲む空気流は、静的テストラン中に一様の一定の温度を維持するための断熱ジャケットの働きをする。動的テストランでは、内部セル７０を常時、空気流と流体連通するように配置する。換言すれば、内部セル７０を断熱板８２に対して封止しない。動的テストランでは、得られたデータは、指定流量の空気のＨ２Ｏ２蒸気濃度だけを反映する。
【００４７】
２種類の較正の実行から得られた結果を使用して、実際の滅菌状態でのＨ２Ｏ２蒸気濃度の決定を確認することができる。たとえば、静的テストランで決定したＨ２Ｏ２蒸気濃度の読取り値が実質的に一定であるが、動的テストランで決定したＨ２Ｏ２蒸気濃度の読取り値が実質的に変化している場合は、（１）空気流量が変化した、（２）システムへの滅菌剤の添加レートが変化した、または（２）システムに何か誤りがある可能性がある。同様に、静的テストランで決定したＨ２Ｏ２蒸気濃度の読取り値が実質的に変化しているが、動的テストランで決定したＨ２Ｏ２蒸気濃度の読取り値が実質的に一定のままである場合は、（１）空気流量が変化した、（２）システムへの滅菌剤の添加レートが変化した、または（２）システムに何か誤りがある可能性がある。空気流量が変化しておらず、システムへの滅菌剤の添加レートが変化していないと仮定すると、システムの誤りは、Ｈ２Ｏ２蒸気濃度を決定するセンサが、信頼性のない読取り値を提供していることであり、それによって信頼できない較正がもたらされた可能性がある。センサを較正する方法が信頼できない場合は、センサによって決定されたＨ２Ｏ２蒸気濃度は誤りである可能性がある。Ｈ２Ｏ２蒸気濃度の誤った決定は、システムの汚染を招き、製品の損傷につながることがある。たとえば、空気流量の増加によって生じた、センサで測定した応答における電圧の低下は、システム内のＨ２Ｏ２蒸気濃度の低下として解釈される。この応答の見掛け上の低下によって、システム内の制御が、送達されるＨ２Ｏ２の量を増加するようにさせ、それによって過剰量のＨ２Ｏ２蒸気が供給されることになる。システム内の過剰量のＨ２Ｏ２蒸気は、過剰量の残留物をもたらす。反対に、空気流量の減少から、センサに応答して電圧の上昇を招くこともある。Ｈ２Ｏ２の送達レートが、それに対応して下がると、システムの滅菌に欠陥が生じる。上記の理由から、センサの較正の実行を頻繁にクロスチェックすることが望ましい。
【００４８】
上記に記載したように、システム１０を、平衡状態にするために十分な時間にわたって稼働しなければならない。システムを最初に起動する際は、テストセル６６を出る空気は、テストセル６６の下流側に位置する試料収集口８８内に流れる。弁９０を操作して試料収集口８８を介して流れる空気が、触媒コンバータ９２に輸送されるようにする。触媒コンバータ９２は、Ｈ２Ｏ２が周囲大気に入る前に、Ｈ２Ｏ２の分解（すなわちＨ２Ｏ２のブレークダウン）を促進する。この最初の起動期間中、好ましくはプログラミング可能な三方弁の弁９４は、空気がシステム１０を介して、好ましくは三方弁の弁９６へ、そこから触媒コンバータ９２へと流れることができるようにする。この最初の起動段階中は、弁９８を閉じる。弁９８を以下に記載する。
【００４９】
最初の起動段階後、すなわちシステム１０が平衡状態になったとき、センサ６８から得た信号（たとえば電圧データ）を、テストセル６６内のＨ２Ｏ２蒸気濃度に相関させる。このように相関させるには、試料収集口８８を介して収集した空気試料が、滴定ステーション１００を通過するようにさせる。滴定ステーション１００は、氷の浴１０４内の一連のインピンジャ１０２のセットを備えている。空気試料の流量を流量計１０６で測定する。試験の継続時間を弁９４の操作によって正確に制御する。この測定を実施するため、弁９４は、空気がシステム１０を介して弁９６に流れることができるようにする。弁９６は、空気が滴定ステーション１００に入ることができるように操作される。弁９０を操作して、空気が触媒コンバータ９２に流れることができるようにし、弁９８を閉じる。インピンジャ１０２に捕捉されたＨ２Ｏ２量は、時間の関数である。要した時間およびインピンジャ１０２に収集されたＨ２Ｏ２量を測定することによって、Ｈ２Ｏ２濃度を推定することができる。たとえば、空気流量が毎分１０立方メートルで、インピンジャ１０２にＨ２Ｏ２蒸気が約１０ミリリットル凝縮している場合、Ｈ２Ｏ２蒸気濃度は、１立方メートルあたり約１ミリリットルに等しい。滴定ステーション１００に対する空気試料の流量は、試料収集口８８内の開口のサイズを調整することによって制御することができる。
【００５０】
滴定ステーション１００を使用して、テストセル６６内の空気試料のＨ２Ｏ２蒸気濃度を決定する場合、弁９４を操作して、Ｈ２Ｏ２蒸気を含んでいる空気が、水の浴１１０内のテストチャンバ１０８を迂回できるようにする。テストチャンバ１０８を使用して、携帯用Ｈ２Ｏ２検出ユニット１１２を較正することができる。携帯用Ｈ２Ｏ２検出ユニットは、たとえばＢｏｓｃｈ装置など、ボトル式滅菌器内に設置することができ、またはアイソレータあるいはクリーンルーム内の任意の場所に配置して、Ｈ２Ｏ２による滅菌を監視することができるものである。携帯用Ｈ２Ｏ２検出ユニットを、３２オンスのプラスチック容器などの容器内に設置して、ボトルの滅菌のためのＨ２Ｏ２蒸気噴霧処置後のＨ２Ｏ２蒸気の状態を検出することもできる。この携帯用ユニットは、Ｈ２Ｏ２センサ、データ記憶要素、電源用電池、信号調整回路、近赤外（ＮＩＲ）受信機、直流／直流変換器、および温度センサを備えた一体型ユニットである。携帯用ユニットは、好ましくはプログラミング可能であり、こうしたユニットを使用して得たデータを、試験後にダウンロードすることができる。携帯用ユニットのサイズは、約１インチ×２インチ×２インチである。携帯用Ｈ２Ｏ２検出ユニットは、参照により本明細書に組み込む、１９９９年７月２６日に出願の米国出願第号０９／３６０，７７２号の「ＳＥＬＦ−ＣＯＮＴＡＩＮＥＤ  ＳＴＥＲＩＬＡＮＴ  ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＭＥ」に記載されている。テストチャンバ１０８内で測定を実施する前に、システム１０を十分な時間にわたって稼働して、Ｈ２Ｏ２の凝縮を回避することが好ましい。こうした凝縮は、Ｈ２Ｏ２蒸気を含んだ空気と、パイプ、テストセル６６、テストチャンバ１０８、および弁の内面との温度差から生じる。テストチャンバ１０８を使用する前に示唆されている初期起動段階中、弁９４を操作して、空気がテストチャンバ１０８内に流れることができるようにし、弁９８を開ける。弁９６を操作して、テストチャンバ１０８から出る空気が触媒コンバータ９２に流れるようにし、弁９０を開ける。テストチャンバを使用して携帯用検出ユニット１１２を較正する場合、弁９６を操作して、テストチャンバ１０８から出る空気が、触媒コンバータ９２に流れるのを防ぎ、弁９０を開ける。弁９６を操作してテストチャンバ１０８から出る空気が、滴定ステーション１００に流れるようにする。
【００５１】
携帯用ユニット１１２の較正中、携帯用ユニット１１２をテストチャンバ１００内に配置し、遠隔制御（図示せず）、好ましくは近赤外（ＮＩＲ）遠隔制御によって操作する。試料収集口８８の開口のサイズを調整することによって、空気流量を調整する。水の浴１１０の温度は、Ｈ２Ｏ２蒸気を含んでいる空気試料の温度と同じである。稼働の継続時間および空気試料の流量を測定することによって、試料中のＨ２Ｏ２蒸気濃度を、テストセル６６内で試験したセンサ６８を較正するために使用した方法と同じ方法で計算することができる。次いで、携帯用Ｈ２Ｏ２検出ユニット１１２から得た電圧データとＨ２Ｏ２蒸気濃度値との関係を確立することができる。
【００５２】
弁９０はほとんどの時間は開けたままにできるが、通常、低流量の空気が必要な場合は閉じられる。空気流量が少ない場合、弁９０を閉じると、空気は弁９４、９６、および９８だけを介して流れる。弁１２、１６、３０、３４、および６０を必要に応じて操作して、流量および湿度の状態を設定し、システム１０に容認されるＨ２Ｏ２量を変えることに留意されたい。
【００５３】
追加の温度センサ１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃを使用して、テストチャンバ１０８内および滴定ステーション１００内の温度を監視することができる。圧力センサ１１６を使用して、テストチャンバ１０８内の圧力を監視することができる。Ｄｒａｇｅｒキット１１８を使用して、システム１０を出る残留Ｈ２Ｏ２蒸気の濃度を検出することができる。
【００５４】
空気調整構成要素（たとえば圧力調整器、流量計、１つまたは複数の減湿器、１つまたは複数の加湿器、熱交換器）、温度センサ、湿度センサ、噴霧器、計量ポンプ、テストセル、水の浴、テストチャンバ、滴定ステーション、および弁を含みそれらに限定されるシステムの構成要素は、全て市販されている。当業者は、こうした構成要素の最適な選択をすることができる。システム１０のサイズおよびその構成要素は重要ではないが、幾つかの構成要素の寸法を与えて、較正システムの占める空間の大きさの概念を提供する。システム１０のサイズは、約３メートル×４メートル×３メートルである。テストセル６６のサイズは、約１フィート×０．５フィート×０．５フィートである。携帯用ユニット１１２のサイズは、約１インチ×２インチ×２インチである。Ｄｒａｇｅｒキット１１８のサイズは、約３インチ×３インチ×４インチである。テストチャンバ１０８のサイズは、高さ約８インチ×直径約４インチである。インピンジャ１０２の体積は、約１２５ミリリットルである。
【００５５】
システムの動作状態を変えることができるが、それは通常、以下の範囲内である。
（ａ）空気の温度は、約−１０℃から約８５℃までである。
（ｂ）空気の相対湿度は、約１０から約１００％までである。
（ｃ）空気の流量は、毎時約１から約２００立方メートルまでである。
（ｄ）滅菌剤濃度は、１００から２５０００ｐｐｍまでである。
【００５６】
較正処置を規則的な時間間隔で実施して、信頼性のある正確な試験結果を得なければならない。較正システム１０は、プロセス状態のシミュレーションによって、Ｈ２Ｏ２センサで決定したＨ２Ｏ２濃度の予想が信頼性があり正確であることを保証することができる。
【００５７】
一連の較正を、様々な温度、多様なＨ２Ｏ２濃度、選択した流量、調整した相対湿度、様々な液体Ｈ２Ｏ２濃度に対して行うことができる。
【００５８】
本発明の方法を使用して、滅菌システム用のセンサを較正し、様々な処理段階の任意の時点で、システム内の所与の点で滅菌剤濃度を決定する能力を向上させることができる。この方法によって、各段階でのプロセスに関する正確な情報を提供することができる。
【００５９】
本発明の方法を使用して、Ｈ２Ｏ２蒸気を用いた任意の環境で、Ｈ２Ｏ２蒸気濃度を監視する装置を較正することもできる。こうした環境は、クリーンルームオペレーション、製薬のアイソレータによる滅菌、無菌処理システム、および過酸化水素の影響下での様々な細菌の死亡率の微生物調査を含むが、それだけに限定されない。
【００６０】
本発明は、広範な処理および動作状態に対する、滅菌剤、たとえばＨ２Ｏ２蒸気の濃度を決定する装置を較正する方法を提供する。これらの動作状態は、空気温度、空気流量、蒸発温度、過酸化水素射出レート、および様々な温度、湿度変化、圧力変動での過酸化水素蒸気による空気の飽和度などを含むが、それだけに限定されない。
【００６１】
本発明の方法は、滅菌剤過酸化水素に限定されないことを理解されたい。本発明の方法を使用して、滅菌に使用される他のガス濃度を決定する装置を較正ことができる。
【００６２】
以下の非限定的例は、本発明の方法をさらに例示するものである。
【００６３】
例１
以下の例は、本発明の方法によるセンサの較正を例示するものである。
【００６４】
図１で示したシステム１０を使用して、この例の方法を実施した。このシステムを起動する場合は、弁１２、１６、３０、３４、および６０を操作して、所望量の空気とＨ２Ｏ２、および所望の質の空気を、テストセル６６に送達するようにする。テストセル６６はセンサ６６を較正するために使用されているため、弁９４、９６、および９８を操作して、空気がテストチャンバ１０８を回避するようにする。弁９０は、この例の較正実施中は、開けたままにしておくことができる。通常の空気質の状態は、７０℃で相対湿度が６５％である。通常の空気流量は、毎時約３０立方メートルから毎時約１１０立方メートルまでである。
【００６５】
基準較正データ
１５台（１５）のセンサ（ＴＧＳ８１６、Ｆｉｇａｒｏ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｇｌｅｎｖｉｅｗ、ＩＬ６００２５）を使用して、線形基準較正曲線を作成した。この曲線は、方程式ｙ１＝ａ１＋ｂ１ｘで表わされる。ただしｘはＨ２Ｏ２濃度を表し、ｙ１は１５台のセンサについての特定のＨ２Ｏ２濃度値で得られた電圧の読取り値の平均を表し、ａ１は１５台のセンサについての電圧に対するＨ２Ｏ２濃度プロットの切片の平均（アベレッジ）を表し、ｂ１は１５台のセンサについての電圧に対するＨ２Ｏ２濃度プロットの勾配の平均（アベレッジ）を表す。図３を参照。各１５のセンサの勾配の値および切片の値を、横座標上の少なくとも３点（濃度）で収集したデータによって決定した。各点を、各濃度で少なくとも２回繰り返して決定した。表１は、基準較正データを作成するために使用した各１５台のセンサについての、勾配および切片を編集したものである。
【表１】
2006346481.tif 000003
表１のデータは、平均勾配値（すなわちｂ１の平均）０．３７９、および平均切片値（すなわちａ１の平均）−１．０９０をもたらした。以下の表、表２は、表１のデータから導き出した勾配値０．３７９および値−１．０９０を用いた、基準較正データに対する電圧とＨ２Ｏ２濃度との関係を示す。
【表２】
2006346481.tif 000004
【００６６】
センサ較正データ
１台の（１）センサ（ＴＧＳ  ８１６、Ｆｉｇａｒｏ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｇｌｅｎｖｉｅｗ、ＩＬ６００２５）を使用して、線形センサ較正曲線を作成した。この曲線は、方程式ｙ２＝ａ２＋ｂ２ｘで表わされる。ただし、ｘはＨ２Ｏ２濃度を表し、ｙ２は単一センサについての特定のＨ２Ｏ２濃度値で得た電圧読取り値を表し、ａ２は単一センサについての電圧に対するＨ２Ｏ２濃度プロットの切片を表し、ｂ２は単一センサについての電圧に対するＨ２Ｏ２濃度プロットの勾配を表す。図３を参照。単一のセンサの勾配の値および切片の値を、横座標上の少なくとも３点で収集したデータによって決定した。各点を、各濃度で少なくとも２回繰り返して決定した。使用した濃度を表３で示す。
【表３】
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表３のデータは、勾配値０．３５１および切片値−０．０９８をもたらした。
【００６７】
正規化
以下の数学的関係を使用して、個別のセンサからの読取り値を、基準較正データに基づいて標準化した値に変換した。以下の方程式では、「電圧ｒ」は基準較正曲線上の点の電圧であり、「電圧ｓ」はセンサ較正曲線上の点の電圧であり、「濃度ｒ」は基準較正曲線上の点の濃度であり、「濃度ｓ」はセンサ較正曲線上の点の濃度である。
【００６８】
基準較正曲線：
ｌｏｇ（電圧ｒ）＝−１．０９０＋０．３７９ｌｏｇ（濃度ｒ）
センサ較正曲線：
ｌｏｇ（電圧ｓ）＝−０．９８１＋０．３５２ｌｏｇ（濃度ｓ）
ｌｏｇ（濃度ｓ）＝［ｌｏｇ（電圧ｓ）＋０．９８１］／０．３５２
ｌｏｇ（電圧ｓ）の同値を、ｌｏｇ（電圧ｒ）の方程式に代入すると以下になる。
ｌｏｇ（電圧ｒ）＝−１．０９０＋０．３７９×［ｌｏｇ（電圧ｓ）＋０．９８１］／０．３５２
【００６９】
したがって、個別のセンサから得た電圧データを、基準曲線上の濃度値に変換することができる。幾つかのセンサを比較するため、表４は、センサの出力電圧の値から、基準較正曲線上の電圧の値への通常の変換で表れる値を示す。その基準較正曲線の電圧の値は、Ｈ２Ｏ２蒸気の指定の濃度に対応する。
【表４】
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表４の第７列は、表４の第４列で示したように、所与の濃度のＨ２Ｏ２について、本発明の方法で得たｌｏｇ（電圧）値が、基準較正曲線のｌｏｇ（電圧）値に等しいことを示している。したがって、個別のセンサが電圧の読取り値０．３４７ボルトを与える場合、この読取り値を、０．３４２ボルトに調整する。これはＨ２Ｏ２濃度が６０００ｐｐｍであると解釈される。本発明の方法によれば、複数のセンサを使用して、固定基準較正データで滅菌剤濃度を測定し、それによって多数のセンサを使用する場合に遭遇するデータ変換の数を減少することができる。この特徴は、実際の滅菌状態で幾つかのセンサを同時に使用する場合に非常に有益である。
【００７０】
本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本発明の様々な修正および変更ができることは、当業者には明らかであろう。また本発明は本明細書で上記に述べた例示の実施形態に不当に限定されないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】滅菌システム用のセンサを較正するために必要なシステムの構成要素を含む、制御可能な動作状態で過酸化水素蒸気を生成するのに適したシステムを示す概略構成図である。
【図２】滅菌システム用のセンサの較正に使用するテストセルを示す概略構成図である。
【図３】基準較正曲線およびセンサ較正曲線を含む、システム内の過酸化水素蒸気濃度の検出に使用するセンサを較正するのに適したタイプのグラフである。
【図１】
2006346481.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月30日(2006.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌剤の濃度を測定する携帯用ユニットを較正する方法であって、
（ａ）滅菌剤蒸気を容器を介して通過させるステップを含み、前記容器が水の浴内に浸され、前記携帯用ユニットが前記容器内に設置され、前記携帯用ユニットが、テストランのために滅菌剤濃度、温度、および相対湿度に応答し、方法がさらに、
（ｂ）滴定方法によって前記滅菌剤の濃度を決定するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記滅菌剤が過酸化水素である、請求項１に記載の方法。
【外国語明細書】
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