(57)【要約】【課題】液体窒素に対して除染操作を施すための新たな装置を提供すること。【解決手段】液体窒素を通過させる管１の壁部１ａのうち紫外線照射区間となる部分を紫外線透過性とし、該紫外線照射区間の壁部１ａの外側を、所定の空間をおいて真空形成用壁部２で囲み、前記空間を真空空間Ｓ１とする。真空空間Ｓ１中に紫外線光源３を配置するか、または、真空形成用壁部２を紫外線透過性として該真空形成用壁部の外側に紫外線光源３を配置し、前記管１内を通過する液体窒素Ｑ１に対して真空空間Ｓ１を通して紫外線Ｒ１を照射する。【選択図】図１
2016202713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体窒素を除染する装置であって、
当該装置は、液体窒素に紫外線を照射するための場所となる部材として、該液体窒素を通過させる管を有し、
前記管の壁部のうち紫外線照射区間となる部分が紫外線透過性となっており、少なくとも前記紫外線照射区間の壁部の外側は、所定の空間をおいて真空形成用壁部で囲まれ、前記空間は密閉空間であってかつ真空空間となっており、
当該装置は紫外線光源を有し、
前記真空空間中に該紫外線光源が配置されているか、または、
前記真空形成用壁部が紫外線透過性であって、該真空形成用壁部の外側に該紫外線光源が配置されており、
前記の構成によって、前記管内を通過する液体窒素に対して前記真空空間を通して紫外線を照射し得る構成となっている、
前記装置。
【請求項２】
前記管が断面円形の直管であって、
前記真空形成用壁部が円筒状の胴体を有し、該円筒状の胴体は、前記紫外線照射区間の管の胴体の全周を同軸状に囲んでおり、かつ、該円筒状の胴体の両端面は、それぞれに端部密閉部材によって密閉されており、
前記管の紫外線照射区間となる部分の両端部が、前記空間の密閉性を保つように、前記の端部密閉部材をそれぞれに貫通している、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記真空形成用壁部の円筒状の胴体が、紫外線透過性の材料によって形成されており、
前記紫外線光源が、直管状であって、かつ、前記真空形成用壁部の円筒状の胴体の外側に、該円筒状の胴体の中心軸に対して平行に延びるように、１以上配置されている、
請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記紫外線光源が、複数配置されており、前記円筒状の胴体の円周方向に互いに等しい間隔をおいている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記紫外線光源のさらに外側には、該紫外線光源から外側に向かって発せられた紫外線を内側に向けて反射するための反射部材が設けられている、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
前記反射部材は、前記真空形成用壁部の円筒状の胴体と、その外側に配置された前記紫外線光源とを全体的に包含して囲む筒状の胴体を有し、
該反射部材の筒状の胴体は、前記真空形成用壁部の円筒状の胴体と同軸状に配置され、該反射部材の筒状の胴体の内面が反射面となっている、
請求項５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体窒素に対し除染操作を施すための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞や微生物に関する研究、医療、畜産業、食品産業などの多くの分野では、生体組織、細胞、胚（受精卵）、胚盤胞、未受精卵、精子、などといった種々の対象物を、液体窒素によって凍結し保存することが行なわれている。例えば、受精卵を凍結保存する方法として「超急速ガラス化保存法」（超急速冷却ガラス化法とも呼ばれる）が挙げられる。この方法は、耐凍剤を浸透させた受精卵を液体窒素と直接的に接触させ、急速に凍結させる方法である。凍結させるべき対象物（凍結対象物）を液体窒素に直接的に接触させて行なう凍結方法は、オープン法などとも呼ばれている。
【０００３】
液体窒素には、微生物やウィルスなどが混入している可能性がある(以下、細菌や真菌といった微生物とウィルスを総称して「微生物等」とも呼ぶ）。近年、液体窒素に混入して凍結された微生物等が、死滅せず、解凍によって増殖または感染性を示した事例が報告されている。よって、凍結対象物を液体窒素と直接的に接触させると、該凍結対象物が微生物等によって汚染される危険性がある（以下、本明細書では、微生物等による汚染を、「微生物汚染」または単に「汚染」とも呼ぶ）。例えば、受精卵を液体窒素に接触させて凍結保存し解凍すると、液体窒素に混入していた微生物等も解凍され、受精卵が汚染される危険性がある。
上記のような液体窒素との接触による汚染を解消する点から、凍結対象物を液体窒素に直接的に接触させない方法（クローズド法などとも呼ばれている）も行なわれている。クローズド法は、凍結対象物が液体窒素に直接的に接触しないように、例えば、薄膜によって生体試料をカバーし、該薄膜を介して凍結対象物を液体窒素に接触させる方法である。
しかし、凍結対象物を液体窒素に間接的に接触させたのでは、凍結対象物の冷却速度が僅かに低下するので、本来の冷却に比べて何らかの問題が生じる可能性がある。例えば、受精卵をクローズド法によって凍結保存した場合には、受胎率が低下する場合があると言われている。
【０００４】
上記のような液体窒素による微生物汚染の問題に鑑み、液体窒素に紫外線を照射し除染処理を施すための除染容器が提供されている（特許文献１）。
前記の除染装置の構成は、図８に模式的に示すように、液体窒素を収容するための容器１１０の蓋１２０の内側（図８における蓋の下面）に紫外線ランプ１３０を配置し、それによって、容器内に収容された液体窒素Ｑ１０に紫外線Ｒ１０を照射して殺菌処理を施すというものである。
【０００５】
しかしながら、本発明者らが図８のような除染容器の実際の使用状態を詳細に検討したところ、該除染容器には、次の問題が存在し、液体窒素に対する殺菌処理が十分になされない可能性があることがわかった。
該問題とは、液体窒素の極低温（１気圧、−１９６℃）によって引き起こされる問題であって、図８における除染容器の蓋１２０を開閉する際に、該容器内に外界の空気が入り込み、容器内の液面上の空間１４０に濃い霧（空気中の水蒸気が冷却された霧）が発生し、また該霧に加えて、紫外線ランプの表面全体に白濁した着氷（霜）が発達し、これらの霧や着氷によって、紫外線ランプ１３０からの紫外線Ｒ１０が遮られ、容器内の液体窒素には紫外線が十分には到達せず、殺菌処理が十分になされないという問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１２−５１１９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、液体窒素に対して除染操作を施すための新たな装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、液体窒素と紫外線光源との間の空間を真空化することによって、霧の発生や光源への着氷が十分に抑制され、液体窒素に対する十分な除染作用が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明の主たる構成は、以下のとおりである。
〔１〕液体窒素を除染する装置であって、
当該装置は、液体窒素に紫外線を照射するための場所となる部材として、該液体窒素を通過させる管を有し、
前記管の壁部のうち紫外線照射区間となる部分が紫外線透過性となっており、少なくとも前記紫外線照射区間の壁部の外側は、所定の空間をおいて真空形成用壁部で囲まれ、前記空間は密閉空間であってかつ真空空間となっており、
当該装置は紫外線光源を有し、
前記真空空間中に該紫外線光源が配置されているか、または、
前記真空形成用壁部が紫外線透過性であって、該真空形成用壁部の外側に該紫外線光源が配置されており、
前記の構成によって、前記管内を通過する液体窒素に対して前記真空空間を通して紫外線を照射し得る構成となっている、
前記装置。
〔２〕前記管が断面円形の直管であって、
前記真空形成用壁部が円筒状の胴体を有し、該円筒状の胴体は、前記紫外線照射区間の管の胴体の全周を同軸状に囲んでおり、かつ、該円筒状の胴体の両端面は、それぞれに端部密閉部材によって密閉されており、
前記管の紫外線照射区間となる部分の両端部が、前記空間の密閉性を保つように、前記の端部密閉部材をそれぞれに貫通している、
上記〔１〕記載の装置。
〔３〕前記真空形成用壁部の円筒状の胴体が、紫外線透過性の材料によって形成されており、
前記紫外線光源が、直管状であって、かつ、前記真空形成用壁部の円筒状の胴体の外側に、該円筒状の胴体の中心軸に対して平行に延びるように、１以上配置されている、
上記〔２〕記載の装置。
〔４〕前記紫外線光源が、複数配置されており、前記円筒状の胴体の円周方向に互いに等しい間隔をおいている、上記〔３〕記載の装置。
〔５〕前記紫外線光源のさらに外側には、該紫外線光源から外側に向かって発せられた紫外線を内側に向けて反射するための反射部材が設けられている、上記〔３〕または〔４〕記載の装置。
〔６〕前記反射部材は、前記真空形成用壁部の円筒状の胴体と、その外側に配置された前記紫外線光源とを全体的に包含して囲む筒状の胴体を有し、
該反射部材の筒状の胴体は、前記真空形成用壁部の円筒状の胴体と同軸状に配置され、該反射部材の筒状の胴体の内面が反射面となっている、
上記〔５〕記載の装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の装置では、液体窒素を通過させる管を、該液体窒素に紫外線を照射するための場所となる部材として採用している。そして、該管の所定の区間（紫外線照射区間）を紫外線透過性とし、かつ、該紫外線照射区間の外側を真空空間とし、該真空空間を通して、紫外線を液体窒素に照射する構成としている。この真空空間を介在させた構成によって、先ず、液体窒素と紫外線光源との間の空間に霧が発生することが抑制され、かつ、紫外線光源の表面への着氷が無くなり、紫外線光源から発せられた紫外線が十分に液体窒素中に照射され、十分な除染効果が得られるようになる。
またさらに、管を通過する液体窒素に対して紫外線を照射するという構成によって、大きな重量を伴う槽を必要とせず、構造的にシンプルで軽く、持ち運びが簡単である。よって、微生物汚染の可能性のある液体窒素の在庫品に対しても、容易にかつ効果的に、次々と除染操作を施すことが可能になる。
また、液体窒素の実際の使用に臨んで、その使用の直前に、用いるべき液体窒素に対してその場で紫外線照射を行い除染することが可能になるので、常に除染直後の最も安全な（即ち、微生物等の混入機会が最も少ない）液体窒素を使用することが可能になる。例えば、無菌室での液体窒素の使用において、無菌室内において、本発明の装置による除染を行いながら、該除染済みの液体窒素を凍結対象物に適用すれば、微生物等が入り込む可能性は極めて低くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の構成を模式的に示す部分拡大断面図である。同図では、液体窒素を通過させる管の壁部の一部のみを断面として示しており、断面にはハッチングを施している。また、透明な部材の断面には、透明であることを示唆するために、間隔を大きくあけた２重線のハッチングを施している（図２、図３も同様である）。
【図２】図２は、図１の構成にさらに反射部材が加えられた態様例を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい具体的な構成例を模式的に示す側面図である。同図では、説明のために、管の長手方向の寸法を短くして図に収めている。
【図４】図４は、図３のＸ−Ｘ断面図であって、各部の位置関係を示している。
【図５】図５は、図３に示した構成の実施態様の一例を示した斜視図である。図５（ａ）は、図３に示した構成から、４隅の支柱と、反射部材と、紫外線光源とを取り去って、中心の管と、それを取り囲んだ真空形成用壁部の円筒状の胴体とをわかりやすく示した図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した構成に紫外線光源を加えた図である。図５（ｃ）は、図３に示した構成の実施態様の一例を示した分解組立斜視図であって、紫外線光源を発光させるための電源回路部が付帯した状態を示している。
【図６】図６は、図３に示した装置の使用状態の一例を模式的に示した斜視図であり、当該装置については主要部分だけを示している。
【図７】図７は、本発明の装置の除染性能を確認する実験結果を示す写真図であって、図７（ａ）は、本発明の装置によって除染された液体窒素の残留物から得た培養結果を示し、図７（ｂ）は、紫外線を照射していない液体窒素の残留物から得た培養結果を示している。
【図８】図８は、従来の紫外線による液体窒素の殺菌装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による「液体窒素を除染する装置」（以下、当該装置ともいう）を詳細に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、当該装置は、液体窒素Ｑ１に紫外線Ｒ１を照射するための場所Ｓ１を提供する部材として、液体窒素Ｑ１を通過させる管１を有する。前記管１の壁部のうち紫外線照射区間となる部分が紫外線透過性となっている（図１に示す例では、紫外線照射区間の管の壁部１ａを部分的に描いている）。少なくとも前記紫外線照射区間の壁部の外側は、所定の空間をおいて真空形成用壁部２で囲まれ、該空間は密閉空間となっておりかつ減圧されて真空空間Ｓ２となっている。
当該装置は、紫外線光源３を有している。図では、紫外線光源３から引き出された２本のリード線３ａによって、紫外線発光のための電気エネルギーが外部から供給されることが示唆されているが、配線の形態を限定するものではない。
そして、図１（ａ）に示すように、前記真空空間Ｓ２中に該紫外線光源３が配置されているか、または、図１（ｂ）に示すように、真空形成用壁部２が紫外線透過性であって、該真空形成用壁部の外側に該紫外線光源が配置されている。
以上の構成によって、管１の内部Ｓ１を通過する液体窒素Ｑ１に対して、前記真空空間Ｓ２を通して紫外線Ｒ１を照射し得る構成となっており、液体窒素Ｑ１と紫外線光源３との間の空間Ｓ２に霧が発生することが抑制され、かつ、紫外線光源３の表面への着氷が無くなり、該紫外線光源３から発せられた紫外線Ｒ１が十分に液体窒素Ｑ１中に照射され、十分な除染効果が得られるようになる。
尚、図１（ｂ）に示す態様では、紫外線光源３の周囲には空気が存在する。しかし、該空気と液体窒素Ｑ１との間の真空空間Ｓ２の断熱作用および紫外線光源の発熱によって、該空気は、霧が発生するような低温に冷却されることはなく、紫外線光源の表面への着氷も発生することはない。
【００１３】
図２は、本発明の好ましい態様を示す図であって、紫外線光源３のさらに外側（液体窒素側から見たときの、紫外線光源３の背後の側）には、反射部材４が配置されており、紫外線光源３から外側に向かって発せられた紫外線Ｒ２を、内側に向けて反射し得る構成となっている。この反射部材４の配置によって、紫外線光源３から発せられた紫外線を、よりロスなく除染に利用できるようになる。また、該反射部材は、紫外線を外界に漏洩させないための保護カバーとしても機能している。
尚、図１（ａ）に示すように、紫外線光源３が真空空間Ｓ２中に配置されている場合には、紫外線光源３の外側にある真空形成用壁部２の内面を反射面としてもよいし、図１（ｂ）に示すように、該真空形成用壁部２を紫外線透過性として、反射部材４を該真空形成用壁部２の外側に配置してもよい。
【００１４】
本発明において液体窒素に照射すべき紫外線の波長は、微生物等を死滅（殺菌、不活化）させ得るものであればよく、２９０ｎｍ〜３２０ｎｍが好ましく、１８５ｎｍ〜２１０ｎｍがより好ましく、２５０ｎｍ〜２６０ｎｍが特に好ましい範囲である。従来より一般的に行われている紫外線殺菌では、波長２５３．７ｎｍ付近の殺菌性が最も高いとされている。
液体窒素中に入射する紫外線の強度（照射強度）の範囲は、特に限定はされず、該強度が小さい場合には、それに応じて照射時間を長くし、該強度が大きい場合には、それに応じて照射時間を短くし、微生物等を死滅させ得るように調節すればよい。この調節は、紫外線光源の照射強度と、それに応じた照射時間とを組合せる調節であり、除染度を確認する実験によって、装置の規模に応じた適切な組み合わせを決定すればよい。
紫外線の照射強度を大きくするには、例えば、光源の出力を大きくすること、光源の数を増やすこと、光源を液体窒素に紫外線を照射するための場所により接近させること、紫外線を透過させるべき壁部の紫外線透過率をより高めること、後述の反射部材を設け照射のロスを少なくすること、などを考慮すればよい。
本発明の構成によれば、紫外線の照射時間は、液体窒素が紫外線照射区間を通過する時間であり、管内を流れる液体窒素の流速と紫外線照射区間の長さとから定められる。照射時間を大きくするには、例えば、流速を低下させるか、紫外線照射区間をより長くすればよい。
紫外線の照射強度が小さいと、長い照射時間を確保しなければならず、除染装置の処理能力が低下するので好ましくない。一方、該照射強度が過度に大きいと、除染性の点では問題はないが、無駄な照射エネルギーを消費し、光源や電源部が無駄に大きく重くなる点で好ましくない。
紫外線の照射強度の好ましい範囲は、従来より一般的に行われている紫外線殺菌に必要とされる公知の紫外線量（μＷ・秒／ｃｍ２）を参照してよい。該紫外線量の単位（μＷ・秒／ｃｍ２）は、紫外線照射強度（μＷ／ｃｍ２）と紫外線照射秒数（秒）との積である。該紫外線量は、微生物によっても異なるが、概ね１２００（μＷ・秒／ｃｍ２）〜１４００（μＷ・秒／ｃｍ２）が好ましく、特に１４００（μＷ・秒／ｃｍ２）〜３０００（μＷ・秒／ｃｍ２）であれば、液体窒素によって仮死状態となって問題となる微生物を死滅させることができる。尚、安全性を鑑みて、前記の範囲を上回る紫外線量を適宜用いてもよい。
紫外線の照射時間は、特に限定はされないが、装置の操作性の点からは、０.１秒〜５秒が好ましく、０.５秒〜２.０秒が特に好ましい。
管の紫外線照射区間は、液体窒素の流速に応じて、適宜決定すればよい。管内を流れる液体窒素の流速は、紫外線照射区間の管内径を変更することによって調節してもよいし、紫外線照射区間以外（下流など）の管内径を変更することによって調節してもよい。
【００１５】
上記のような紫外線殺菌に必要とされる紫外線量を達成し得る紫外線光源としては、例えば、冷陰極蛍光管（CCFL、Cold Cathode Fluorescent Lamp：波長２５０ｎｍ〜２６０ｎｍ）、熱陰極蛍光管（波長２５０ｎｍ〜２６０ｎｍ）、発光ダイオ−ド（波長２５０ｎｍ〜２６０ｎｍ）などが挙げられる。
前記の紫外線光源のなかでも、冷陰極蛍光管は、耐久性、ＵＶ強度、コンパクトサイズの点から好ましい光源である。冷陰極蛍光管を用いる場合、出力１０ｍＷ／ｃｍ2〜２０ｍＷ／ｃｍ2のものを１以上、好ましくは複数用いれば、上記した紫外線殺菌に必要とされる紫外線量を十分に獲得することが可能になる。本発明の実施例では、前記の冷陰極蛍光管を４本、円周方向に等間隔に配置している。他の紫外線光源を用いる場合には、前記冷陰極蛍光管の出力を参照し、それと同等の紫外線量が得られるように調節すればよい。
【００１６】
紫外線光源は、図１（ａ）に示すように、真空空間Ｓ２中に配置してもよいが、図１（ｂ）に示すように、真空形成用壁部２を紫外線透過性として、該真空形成用壁部２の外側（大気圧）に紫外線光源３を配置してもよい。前者は、光源が紫外線照射区間により接近し障害物がより少なくなる点で好ましく、後者は、真空空間と外界とに渡る配線に沿ったリークの防止対策や光源に対する耐真空対策が無用となる点で好ましい。
【００１７】
液体窒素を通過させる上記管１の形状は、特に限定はされず、一方の開口から液体窒素が入り、他方の開口から液体窒素が出て行くような管路を有するものは、全て本発明でいう管であり、断面の形状は一定でなくともよい。例えば、管の一部が大きく膨らんでおり、その部分が紫外線照射区間となっていてもよい。管が、均一な横断面形状を持った細長い形態である場合、該管は、直管であっても、コイルばねのような任意の曲線状を描く管であってもよい。
管は、室温の状態から突然に液体窒素が通過するという大きな温度変化にさらされるので、機械的強度の点からは断面円形の直管が好ましい。また、断面円形の直管は、外部からの紫外線を管胴体の全周から同等に管内に透過させ得るので、この点からも好ましい。以下、管が、断面円形の直管である場合について説明するが、管が種々の形態であっても、その外部の要素を、管の形態に応じて適合させればよい。
【００１８】
管１の壁部のうち紫外線照射区間（図３に示す構成では、長さＬで示した区間）となる部分は、紫外線透過性の材料によって構成されており、該紫外線照射区間では、管外から管内に紫外線を照射し得るようになっている。
管の紫外線照射区間を構成するための好ましい紫外線透過性の材料、素材としては、−１９６℃に耐えられ、かつ、紫外線透過率に優れた材料であればよく、例えば、天然石英ガラスや合成石英ガラスといった石英ガラスが好ましい材料として挙げられる。石英ガラスは、波長２４０〜２６０ｎｍの紫外線に対して９０％以上の透過率を示す材料である。
管の紫外線照射区間の内径は、特に限定はされないが、管の中心部まで紫外線を十分に到達させる点や、適切な流量の点、機械的強度の点、耐極低温度の点などからは、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度が好ましく、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度がより好ましい範囲として挙げられる。
管の紫外線照射区間の壁部の厚さは、特に限定はされないが、前記内径に対しては、１ｍｍ〜２ｍｍ程度が好ましい厚さとして挙げられる。
上記したように、管の紫外線照射区間の長さ（図３に示す長さＬ）は、管内を流れる液体窒素の流速と共に、紫外線の照射時間を決定する要素である。紫外線照射区間の長さＬは、特に限定はされないが、装置のコンパクト性、十分な紫外線照射時間の確保、液体窒素の昇温による液体窒素の気化などの点からは、５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度が好ましく、５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度がより好ましい範囲である。
前記のような紫外線照射区間の長さに対して、上記した紫外線の照射時間（液体窒素が紫外線照射区間を通過する時間である０.１秒〜５秒、特に好ましくは０.５秒〜２.０秒）が得られるように、液体窒素の流速を決定すればよい。
【００１９】
好ましい態様では、図６に示すように、管の紫外線照射区間を水平または１０度〜６０度程度の下り勾配となるように保ち、管の一方の側に漏斗６０から液体窒素（太い矢印で示す）を注ぎ入れ、自重によって管内を通過させる態様が好ましい。その場合の好ましい流速は、例えば、バルブを用いた管路の断面積の変更（流量調節）によって達成することができ、また、設計段階から所定の管内径とし、入口側の液面と出口との高低差を調節することで達成することができる。また、液体窒素は、加圧力を加えて当該装置に送り込んでもよい。その場合、ポンプを制御して好ましい流速（流量）を達成すればよい。
【００２０】
真空形成用壁部は、管との間の空間が真空に減圧されても、耐えることが可能な機械的強度を有するものであればよい。
好ましい態様では、図３〜５に示すように、真空形成用壁部２は、円筒状の胴体を有し、該円筒状の胴体によって管１の胴体の全周を同軸状に囲んでいる。図３〜５に示す例では、真空形成用壁部２は、紫外線透過性の材料によって構成され、その円筒状の胴体の外側に複数の紫外線光源３（図４の例では、４つの紫外線光源３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が等間隔に配置されている。また、真空形成用壁部２は、その円筒状の胴体の両端面を、それぞれに端部密閉部材３１、３２によって密閉されている。
図３〜５に示す態様では、両端面の端部密閉部材３１、３２は、それぞれに、剛性を有する支持板２１、２２と、弾性を有する封止部材１１、１２とを接合した構成となっている。前記支持板の材料は、当該装置の組立て構造を両端で支持し得るように適切な機械的強度と剛性を有するものが好ましく、鉄鋼、ステンレス鋼等の金属材料や、プラスチック材料が挙げられる。また、封止部材は、自体がパッキンとして機能するように、適度な弾性を有するプラスチック材料や合成ゴム材料などが好ましいものとして挙げられる。封止部材の材料は、封止が必要な部分に個別にシール材を用いるならば、必ずしもパッキンとして機能するような弾性的な材料である必要はない。また、端部密閉部材は、必ずしも前記のように剛性層（支持板）と弾性層（封止部材）との２層構造である必要はなく、適度な剛性と弾性とを有するプラスチック材料からなる単一材料からなる部品であってもよく、剛性は、厚さやリブ構造などによって確保してもよい。図３〜５に示す態様では、支持板の材料および封止部材の材料として、フッ素樹脂（テフロン（登録商標）など）、または、ポリイミド樹脂が用いられており、支持板と封止部材は接着剤によって互いに接合されている。
管１の両端部には、管継手１ｂ、１ｃが設けられ、端部密閉部材を好ましく貫通し、外部の管路と接続可能になっている。
管継手１ｂ、１ｃが端部密閉部材を貫通する部分には、空間Ｓ２の真空が維持されるよう、適宜のシールが加えられている。
図３〜５の例では、弾性を有する封止部材１１、１２は、真空形成用壁部２の円筒状の胴体の両端面を密封するパッキンでありながら、紫外線光源３の保持具でもあり、後述する反射部材４を位置決めする部材でもある。
【００２１】
真空形成用壁部２は、外部に紫外線光源を配置する場合には、紫外線透過性の材料によって構成され、外部から内部（中心の管の方向）に紫外線を照射し得るようになっている。その場合の好ましい紫外線透過性の材料、素材としては、上記した紫外線照射区間の材料、素材と同様のものが例示され、天然石英ガラスや合成石英ガラスといった石英ガラスが好ましい材料として挙げられる。
真空空間Ｓ２の半径方向の寸法（管１の外面と、真空形成用壁部２の内面との距離）は、３ｍｍ〜１２ｍｍ程度が好ましい。
真空形成用壁部２の円筒状の胴体の内径は、管１の外径と、真空空間Ｓ２の半径方向の寸法に応じて適宜決定すればよい。
真空形成用壁部２の円筒状の胴体の肉厚は、特に限定はされないが、内部の減圧に耐える点からは、１ｍｍ〜２ｍｍ程度が好ましい厚さとして挙げられる。
【００２２】
真空空間Ｓ２の真空度は、管内の液体窒素（１気圧下で、−１９６℃）によって冷却されても有害な霧が発生しない程度に減圧された状態ものであればよく、ゲージ圧では−３０ｋＰａ〜−８０ｋＰａ程度が挙げられ、−４０ｋＰａ〜−７０ｋＰａ程度が好ましい範囲として挙げられる。
図３、図５（ａ）〜（ｃ）の例では、一方の端部密閉部材３１に管継手２ａが設けられており、真空ポンプを接続し得るようになっている。図３に現れているとおり、空間Ｓ２と管継手２ａとを連絡する通路が端部密閉部材３１に設けられており、空間Ｓ２の減圧が可能になっている。該管継手２ａは、真空ポンプからの配管（図示せず）に接続するための着脱自在のカップリングとなっている。真空ポンプからの配管の管継手を離脱した場合には、管継手２ａが空間Ｓ２を密封的に閉鎖する構成となっている。
【００２３】
図３〜図５に示す好ましい態様では、紫外線光源３が直管状であって、真空形成用壁部２の円筒状の胴体の外側に、該円筒状の胴体の中心軸に対して平行（即ち、管１と平行）に延びるように、１以上配置されている。紫外線光源の数は、特に限定はされないが、１〜６程度が好ましく、真空形成用壁部２の円筒状の胴体の円周方向に互いに等しい間隔をおいた２〜４がより好ましい。
【００２４】
図３〜図５に示す好ましい態様では、紫外線光源のさらに外側に、反射部材４が配置されている。該反射部材４は、真空形成用壁部２の円筒状の胴体と、直管状の紫外線光源とを全体的に包含して囲む筒状の胴体を有している。この反射部材４の筒状の胴体は、内面が反射面となっており、かつ、真空形成用壁部２の円筒状の胴体に対して同軸状に配置されている。
該反射部材４の内面と紫外線光源との間の距離は、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であればよい。図３〜図５に示す態様では、反射部材４の内径は３５ｍｍ〜４５ｍｍ程度であり、厚さは１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。
反射部材４の材料は、金属、プラスチック、複合材などであってよく、材料自体の反射性を利用してもよい。図３〜図５に示す態様では、ガラス管の内面にアルミニウムが蒸着されて鏡面となっている。反射部材の反射面は、必ずしも平滑な鏡面である必要はなく、紫外線を乱反射させ得るように、凹凸面（梨地）となっていてもよい。
図３〜図５に示す態様では、反射部材４は単純な円筒形であるが、断面正三角形、断面正方形、断面多角形の筒状物や、各紫外線光源に対して個別にパラボリックな凹面を反射面として持った筒状物としてもよい。
【００２５】
図３〜図５に示す好ましい態様では、２つの端部密閉部材３１、３２同士を支柱４０（図４に示す４本の支柱４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）によって固定し、かつ、端部密閉部材同士の距離を定めている。２つの端部密閉部材３１、３２を用い、これらの間に紫外線照射区間や真空空間を構築する構成は、組み立てが簡単であり、比較的大きな機械的強度が得られ、真空空間となる密閉空間を管の周囲に容易に形成し得る好ましい態様である。
図５（ｃ）の例では、紫外線光源を発光させるための電源回路部５０が付帯しているが、必ずしも当該装置の近傍に配置する必要はなく、適宜、離れた位置にあってもよい。
【実施例】
【００２６】
図３〜図５に示した好ましい態様の装置を実際に製作し、流れる液体窒素に対する除染の能力を確認する実験を行った。実験では、グリセロールストックされた大腸菌（ＸＬ１−Ｂｌｕｅ株）を所定量だけ液体窒素に混合することで、既知の大腸菌によって意図的に汚染した液体窒素を作成し、これに対して当該装置による除染を行ない、未除染の場合との差異を評価した。
【００２７】
〔装置の仕様〕
図３〜図５に示した装置の構成における各部の詳細は、以下のとおりである。
管：（材料）天然石英製、（内径）約７ｍｍ、（外径）約９ｍｍ、（紫外線照射区間の長さ）１５０ｍｍ。
実験時の紫外線照射区間の管の姿勢：約１５度〜４０度の角度に傾斜させて実験した。
真空形成用壁部：（材料）天然石英、（内径）約１８ｍｍ、（外径）約２０.５ｍｍ。
紫外線光源：冷陰極蛍光管（等間隔に４本配置）、スタンレー電気社製、（中心発光波長）２５３.７ｎｍ、（出力）１５ｍＷ/ｃｍ2。
反射部材：（材料）ガラス（管材）、（内径）約４０.０ｍｍ、（外径）約４２.７ｍｍ、内面にアルミニウム蒸着を施し鏡面とした。
【００２８】
〔装置の準備〕
（１−１）当該装置の投入口には漏斗を接続し、出口にはシリコンチューブをセットし、回収ボトルに誘導する構成とした。
（１−２）当該装置に水を投入した場合の流量は、およそ０.５〜１Ｌ／分であった（Ｌはリットル）。
（１−３）投入口に接続した漏斗に７０％エタノール水溶液を約２００ｍＬ投入し（漏斗内面全体が該エタノール水溶液に濡れるようにした）、その後、滅菌水を約１００ｍＬを３回に分けて投入してすすぎ、漏斗内面と当該装置内部の流路を洗浄した。
（１−４）投入口に接続した漏斗内面に残された水分を、吸水紙（ケイドライ）にて除去した。
（１−５）真空ポンプの電源をＯＮにし、３０秒間作動させ、当該装置の真空とすべき空間Ｓ２を減圧した。真空度は、ゲージ圧で約−５５ｋＰａである。
（１−６）出口側のボトルの内容物（エタノール溶液）を廃棄し再度接続した後、投入口に液体窒素を約５００ｍＬ静かに投入し、当該装置内の流路を予冷した。常温下の当該装置の投入口に入れた液体窒素は蒸発するが、約５００ｍＬの投入によって、出口側から液体窒素が流出した。
（１−７）出口側にセットするサンプル回収ボトル（前記で使用したものではない）は、７０％エタノール水溶液、約５０ｍＬによって１回洗浄し、その後に滅菌水約５０ｍＬによって３回すすいだものを用意した。
【００２９】
〔大腸菌サンプルの作成〕
ディープフリーザー内にて、−８０℃で予冷していた乳鉢を取り出し、その中に液体窒素を約５０ｍＬ入れ、さらに低温予冷を行なった。
次いで、ディープフリーザー内にてグリセロールストックされている大腸菌（ＸＬ１−Ｂｌｕｅ株）５００μＬを取り出し、スパチュラを用いて乳鉢内の液体窒素中に投下した。大腸菌が凍結していることを確認した後、乳棒を用いて粉砕した。この時、少量の液体窒素を適宜添加しながら粉砕した。
粉砕品を液体窒素に移し、全容量約５００ｍＬの大腸菌含有液体窒素を得た。
【００３０】
実施例１
〔当該装置による紫外線照射、液体窒素の回収〕
上記した当該装置の準備ステップにおいて予冷した当該装置の出口側に、上記（１−７）のサンプル回収ボトルをセットした後、紫外線照射状態（スイッチＯＮの状態）として、上記した大腸菌含有液体窒素を２５０ｍＬ流し入れた。その際、スパチュラを用いて液体窒素を適宜撹拌しながら投入した。この操作により、当該装置内で紫外線が照射された液体窒素を出口から回収した。
【００３１】
比較例１
〔紫外線照射しない液体窒素の回収〕
当該装置の紫外線照射を停止状態（スイッチＯＦＦの状態）とした後、当該装置の出口側に新たなサンプル回収ボトル（上記で洗浄したもの）をセットし、上記実施例１と同様に大腸菌含有液体窒素を投入し、紫外線が照射されていない液体窒素を出口から回収した。
【００３２】
〔回収品に含まれた大腸菌の培養〕
上記実施例１および比較例１で得られたそれぞれの回収品を収容したサンプル回収ボトルのフタを開けたままの状態で、室温下で３０分間放置し、ボトル内の液体窒素を蒸発させ、それぞれに残留物を得た。
クリーンベンチ内で滅菌水２ｍＬをそれぞれのサンプル回収ボトルに添加し、各ボトルのフタを締め、十分に振盪し、それぞれの残留物含有水を得た。
アンピシリンを含むＬＢ平板寒天培地（直径１０ｃｍのシャーレ）に、それぞれの残留物含有水を、
（ａ）そのまま１ｍＬピペットで接種したサンプル、
（ｂ）滅菌水によって５培に希釈した液を１ｍＬピペットで接種したサンプル、
（ｃ）滅菌水によって２５培に希釈した液を１ｍＬピペットで接種したサンプル、
（ｄ）滅菌水によって１２５培に希釈した液を１ｍＬピペットで接種したサンプル、
（ｅ）滅菌水によって１０００培に希釈した液を１ｍＬピペットで接種したサンプル、を作成した。
実施例１、比較例１から得た上記の各サンプルを、３７℃の培養装置で２４時間培養を行った。
【００３３】
〔評価〕
図７（ａ）は、実施例１によって得た残留物含有水から作成した上記（ｃ）のサンプル（２５倍希釈）の培養結果を示す写真図である。また、図７（ｂ）は、比較例１によって得た残留物含有水から作成した上記（ｃ）のサンプル（２５倍希釈）の培養結果を示す写真図である。
上記の結果から明らかなとおり、本発明の装置によって紫外線照射された液体窒素から得た試料の培養結果における大腸菌（ＸＬ１−Ｂｌｕｅ株）の数は、紫外線照射を行わなかった液体窒素から得た試料の培養結果における大腸菌の数と比べて、顕著に減少していることがわかった。また、他の希釈サンプルも、それぞれ希釈の度合いに応じて、同様の結果を示した。
これにより、本発明の装置による液体窒素に対する除染の効果が極めて高いことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の装置は、液体窒素と紫外線光源との間の空間に真空空間を介在させた新たな構成を有する装置であり、霧の発生や光源への着氷が十分に抑制され、液体窒素に対する十分な除染作用が得られる。また、当該装置は、容器内に収容された液体窒素を保存の間に除染するというものではなく、液体窒素の使用時に管内に該液体窒素を流しながら紫外線を照射する新たな構成を有する装置であるから、除染直後の液体窒素を対象物にそのまま適用可能である。これにより、液体窒素に混入して凍結された微生物等を十分に死滅させることができ、例えば、凍結対象物に液体窒素を直接的に接触させる方法であっても、微生物汚染を抑制し得る安全な液体窒素を提供することが可能になった。
【符号の説明】
【００３５】
Ｑ１    液体窒素
Ｒ１    紫外線
Ｓ１    液体窒素に紫外線を照射するための場所
Ｓ２    真空空間
１      液体窒素を通過させる管
２      真空形成用壁部
３      紫外線光源
４      反射部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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