(57)【要約】      センサで測定される温度に基づき、かつ液体窒素耐性微生物を殺すのに必要な最小量の紫外線に基づいて、所定の時間の間照射される紫外線を用いて容器内の液体窒素を急速に殺菌消毒するための装置および方法が記載される。【選択図】  図３
2012511985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を用いて容器内の液体窒素を急速に殺菌消毒するための一装置であって、それが、
−前記容器内部で照射する少なくとも１本の紫外線照射ランプ（２）と、
−前記ランプの温度をモニタするためのセンサと、
−それが前記センサで測定される温度に基づいて、かつ液体窒素耐性微生物を破壊するのに必要な最小量の放射線に基づいて、設定された時間の間照射するように前記ランプを活性化するための、前記センサおよびランプに機能的に接続される制御手段と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記容器（２０）が、断熱外部ケーシング（２２）および液体窒素のためにステンレス鋼から作られる取り外し可能な内側タンク（２４）を備え、そして、前記少なくとも１本の殺菌紫外線ランプ（３２）、前記温度センサ（３４）および前記制御手段を収容するために蓋部（３０）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記温度センサ（３４）が、前記少なくとも１本の紫外線ランプ（３２）の近くに置かれる、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記蓋部（３０）がスペーサ（３８）によって前記容器（２０）から上昇位置に保たれ、および、前記少なくとも１本の紫外線ランプ（３２）が石英ガラスの部材（４０）によって保護されている、ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記タンク（２）によって反射される紫外線の漏出を予防するためのスクリーン（４２、４４）が設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記容器を閉じるための手段（５０）が設けられ、前記手段が前記少なくとも１本の殺菌紫外線ランプ（５２）、前記温度センサ（５４）および前記制御手段を収容し、前記容器が液体窒素用のデュワー瓶低温容器である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１本の紫外線ランプが、２５３．７ナノメートルで照射するＵＶ‐Ｃランプである、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
紫外線照射によって容器内に保管される液体窒素を殺菌消毒する一方法であって、それが以下のステップ、すなわち、
−前記容器内にまたは前記液体窒素内に位置する微生物を殺すのに必要な最小紫外線量を決定するステップと、
−ランプの付近の温度を測定するステップと、
−前記測定された温度および前記決定された最小量の関数として、照射時間を算出するステップと、
−前記算出された照射時間の間前記液体窒素に照射するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記最小量照射時間が、前記容器内の前記液体窒素の蒸発速度の関数として算出される、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
容器（１）内に保管される液体窒素を用いて生物学的材料を急速に冷凍するためのプロセスであって、請求項８または９に従う予備殺菌消毒法を含むプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、寒冷療法でおよび分子料理学で、生物学的材料を極低温で保存するためのプロセスに用いられるタイプの液体窒素の急速な殺菌消毒のための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、液体窒素は自然に非常に普通にみられる気体状の窒素（それは大気の７９％を構成する）を圧縮することによって得られ、かつ非常に低い沸点（−１９５．８２℃）を有する。
【０００３】
その実用的用途において、放出されると、液体窒素は蒸発してかつ大きな熱量を吸収し、それを冷却媒体用として非常に効果的にする。
【０００４】
液体窒素が低微粒子数および低微生物含量を有する（本質的に、極めて少ない微生物が−１９５℃周辺の温度で生き残ることが可能である）とはいえ、窒素の絶対無菌性を保証する必要性が、現在医学におけるおよび食品業界におけるそのきわめて重大な用途を鑑みてなお課題として感じられる。
【０００５】
現在までのところ、製造時に殺菌した液体窒素を得るための多くの方法が公知であり、および、液体窒素を供給する会社が供給される液体窒素の純度のタイプを保証することができる。この液体の特定の組成のために、しかしながら、それを搬送するのに用いられる容器を封止することは可能でなく、および従って、それがエンドユーザによって実際に用いられる前に、液体窒素の無菌性を保証し、かつ証明することは可能でない。
【０００６】
通常、液体窒素は製造業者から加圧された容器でエンドユーザ（病院、低温生物学研究所、医療センター、など）まで搬送され、かつ種々のサイズで届き、だいたい数リットルから数百リットルまで含有することができる特定の低温容器内に置かれる。頻繁に、製造業者を出る時間からエンドユーザに到達する時間の間で、液体窒素はいくつかの人手（下請契約気体供給業者および／または通運業者）を通過し、（その搬送のために用いられる異なる低温容器への転送中に）液体窒素を汚染の更なる危険性にさらす。
【０００７】
さらに、低温容器が設置される病院、研究所または医療センターでの潜在的に感染した生物学的材料の処理中の誤った消毒または安全手順が、また、窒素汚染に至る可能性がある。
【０００８】
現在、外科用材料、ワークトップおよび水または他の液体を殺菌消毒する紫外線の使用は公知である。
【０００９】
特に、一般に液体を殺菌消毒するための紫外線の使用が（特許文献１）内に記載され、それが液体を定圧にかける送り込みマニホールドおよびコンベヤマニホールドを開示する。
【００１０】
この解決策の特徴は、しかしながら水に組成の類似した液体を殺菌消毒するためのシステムに適用でき、かつ急速に蒸発する液体窒素のような液体に適用するのは困難である。
【００１１】
（特許文献２）が、紫外線を用いて二酸化炭素を浄化する方法を記載する。
【００１２】
（特許文献３）は、他方、特に液体窒素の殺菌消毒に関するが、液体窒素を蒸発させることによって得られる、気体の状態での窒素の限外濾過および紫外線照射、そして次に気体状の窒素を圧縮してそれを再液化することを必要とする。それは、したがって、複雑なプロセスであってかつ窒素が液体状態で直接殺菌消毒されることを可能にしない。
【００１３】
（特許文献４）が、ＵＶ‐Ｃ紫外線およびオゾンを生成するための紫外線ランプを備える書簡箱を記載する。放射線が小包の表面上の病原菌を破壊し、および、書簡箱内で循環する空気によってオゾンが小包を貫いて内容と接触し、かつ小包内容の病原菌を破壊することができる。
【００１４】
（特許文献５）が、アパーチャを有するハウジングおよびアパーチャを通して紫外線を放射するために配置されるハウジング内に取り付けられる紫外線源を含むワンドを殺菌消毒するワンドタイプ紫外線に関係する。
【００１５】
記載された後者の装置は、明らかに、特殊容器を必要としてかつ急速な蒸発速度によって特徴づけられる液体窒素を殺菌消毒することに不適当である。
【００１６】
したがって、特に、従来技術は、同じ低温容器内に保管される他のサンプルによってまたは液体窒素自体によって液体窒素内に保存される生物学的サンプルの微生物およびウィルス汚染の技術的な課題を未解決のままにしておく。
【００１７】
例えば、細胞または組織が冷凍されるとき、または、バッグもしくは他の不適当に密封されたもしくは損傷を受けた装置内に極低温で保存されるサンプルの場合には、汚染された窒素がそれとの直接接触を通して生物学的サンプルを感染させることが、したがって起こりうる。さらに、汚染された窒素が寒冷療法治療中に皮膚傷害と直接接触し、したがって患者を直接感染させるかもしれない。
【００１８】
したがって、それが蒸発する前に、液体窒素を殺菌消毒するための装置および方法に対する必要性が感じられる。
【００１９】
本発明は、したがって、液体窒素が低温液体としてその使用の直前に殺菌消毒されなければならない研究所、医学および調理の分野に適用できる。より詳しくは、本発明は特に以下の分野でその液体状態で窒素を急速にかつ直接殺菌消毒することを提唱する：
−低温保存
人間を含む生物学的細胞および組織の低温保存および長期保管のための特別に設計された低温容器（デュワー瓶）を充填するのに用いられる液体窒素を殺菌消毒するため。超急速細胞冷却技法、特に窒素が細胞と直接接触するもの（オープンシステムによるガラス化）で用いられる液体窒素を殺菌消毒するため。移植されるべき器官を極低温で保存するために用いられる液体窒素を殺菌消毒するため。
−寒冷療法
薬物療法：寒冷療法技法で（例えば直腸肛門病学または皮膚科学で）用いられる液体窒素を殺菌消毒するため。
−分子料理学
調理製法（分子料理学または液体窒素料理）で用いられる液体窒素を殺菌消毒するため、実質的に、料理が液体窒素内に食品の直接液浸によって調製されること（例えばオリーブ油のガラス化または即席アイスクリーム）が、ますます普通にみられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】イタリア特許出願公開第１１２３５０９号
【特許文献２】米国特許第２０４４２７９号
【特許文献３】米国特許第４６２０９６２号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０１２７５０６号
【特許文献５】ＷＯ第２００７／０５１２７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、したがって、同時に単純でかつ効果的である液体窒素を急速に殺菌消毒するための一装置および一方法を提唱することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的は、紫外線による照射に基づいて、添付の請求の範囲に従う殺菌消毒装置および殺菌消毒方法によって達成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の利点が、その好ましい実施態様において、本発明に従う装置が、用いるのが容易であり、ほとんどスペースを占めず、かつ殺菌した液体窒素の使用が必須のまたは適切な多種多様な分野に適用できる事実にある。特に、低温保存の分野において、本発明は高度な無菌性保証を伴う生物学的材料の急速冷凍を達成することを可能にした。さらにもう一つの利点は、装置を広く入手可能な市販容器に適用する可能性である。
【００２４】
これらの、そしてまた他の、利点が、本発明の好適な限定されない実施態様を例示する添付の図面を参照して以下の記述からよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
図面の説明は以下の通りである：
【００２６】
【図１】本発明に従う殺菌消毒装置用の電気回路図を示す。
【図２】本発明に従う液体窒素を殺菌消毒するための容器の全体的な投影図を示す。
【図３】図２の容器の正面図を示す。
【図４】図３内に示される線ＡＡに沿った容器の断面図である。
【図５】本発明に従う閉鎖装置のプロトタイプおよびデュワー瓶液体窒素容器へのその模式的な適用を示す。
【図６】本発明に従う閉鎖装置のプロトタイプおよびデュワー瓶液体窒素容器へのその模式的な適用を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照して、本発明に従う液体窒素殺菌消毒装置が回路Ｃを備え、該回路Ｃは：
−例えば殺菌ランプの形のＵＶ‐Ｃ紫外線源２、
−センサ３、例えばランプ２のすぐ近くの温度を測定するためのＰＴ１００熱電対、
−ランプ２を活性化するためのタイマーを備えていて、かつ殺菌消毒プロセスの効率、同じく殺菌消毒されるべき窒素の量および窒素が配置されるシステムの物性に連結される基準に従ってあらかじめ決められる１つ以上の活性化時間によってプログラムされる制御手段７
を備える。
【００２８】
回路Ｃは、スイッチ１３およびフューズ１２を通して幹線電源９から電力を供給され、更に、以下を備える：
−コマンドの入力のためのユニット（例示されない）、
−ディスプレイユニット、好ましくはＬＣＤ  １０、
−制御手段７用の充電式電池８、
−ランプ２を制御するためのリレー１１、
−音響警報器１４。
【００２９】
有利には、制御手段７は特定の状態の出現、例えばＵＶ‐Ｃランプを適切な効率レベルに保ち、かつそれへの損傷を避けるために最小閾値より下への、プローブ３で測定される温度の低下の際に、警報器１４を活性化するように設定される。
【００３０】
実質的に、表面積単位あたり照射されたパワーに関して、現在入手可能な殺菌ランプの効率は、４０℃より下の温度で急速に低下する。
【００３１】
ランプ２は、したがって、液体窒素から適切な距離に配置されてかつ好ましくはそれから断熱されなければならない。
【００３２】
これらの条件の下で、プローブ３が、制御手段７によって処理され、かつ存在する窒素の量、液体窒素容器が作られる材料および液体窒素蒸発速度のような他の重要なパラメータとの関係で配置される温度を測定する。
【００３３】
実行される処理に基づいて、タイマーを通して、制御手段７は少なくとも液体窒素耐性微生物を破壊するのに必要な量の放射線を放射するために必要とされる時間の間ランプ２を活性化する。
【００３４】
図２から４は、本発明に従う殺菌消毒装置Ｓの好ましい一実施態様を例示する。
【００３５】
装置は、容器２０および蓋部３０を備える。
【００３６】
特に、容器２０は断熱外部ケーシング２２および液体窒素のためにステンレス鋼で作られる取り外し可能な内側タンク２４を備える。
【００３７】
好ましくは、タンク２４は２から５リットルの液体窒素の容量を有し、かつ特に熱損失を限定し、窒素の遅い蒸発を保証するように設計されており、したがって殺菌消毒プロセスを容易にする。
【００３８】
図式的に上で記載された回路Ｃは、蓋部３０の下に収容され、かつ２本のＵＶ‐Ｃ殺菌ランプ３２、温度センサ３４およびディスプレイ３６を備える。
【００３９】
ランプの温度がプログラムされた最小閾値より下に落ちるのを防止するために、スペーサ３８が設けられて蓋部を容器２０から引き上げるように保つ。ランプは、また、石英ガラスの部材４０によって保護される。
【００４０】
スクリーン４２、４４がまた有利には設けられ、タンク２４によって反射される紫外線の漏出を予防する。
【００４１】
使用中は、非滅菌液体窒素がタンク２４に注入され、蓋部３０が容器２０上に配置され、および上記の通りにＵＶ‐Ｃランプを活性化することによって殺菌消毒プロセスが始まる。
【００４２】
上記の通りに窒素を殺菌消毒するための容器は、特に組織および細胞ガラス化プロセスに役立つ。
【００４３】
確かに、殺菌消毒が完了された時、ガラス化プロセスがタンク２４内に直接実行されることができる。生物学的材料と直接接触する窒素は、殺菌していて、更にサンプルを汚染するいかなる危険性も伴わずにオープンサポート（例えば卵子急速凍結法またはクライオリーフ）を用いてヒト細胞（卵母細胞および胎児）のガラス化のための安全なプロセスを与える。
【００４４】
述べられたように、本発明は液体窒素耐性微生物を破壊するのに必要な最小照射時間を算出することを意図し、この算出は、微生物が破壊（殺菌消毒）される速度が、殺菌消毒されるべき液体窒素の量に正比例し、かつ窒素が置かれる容器の物性に依存することを考慮に入れる。
【００４５】
本発明に従う方法はまた、容器内に放出される液体窒素が大きな熱量を吸収して蒸発すること、および窒素が完全に蒸発する前に照射を完了するような方法で照射時間を算出することが望ましいこと、を考慮に入れる。
【００４６】
微生物が殺される速度は次に照射システムが動作する温度に反比例するＵＶ‐Ｃ照射システムの効率に依存するので、本発明に従う方法はまた、液体窒素の蒸発によって誘発される高冷凍効果の存在においてさえ最高効率の状態を維持するために、バルブの近くで温度を測定することによってシステムの効率を確認するステップを意図する。
【００４７】
液体窒素を殺菌消毒するこの方法は、したがって、窒素の沸点（−１９５．８２℃）で生き残ることができる微生物を殺すのに必要な少なくとも最小量の紫外線を放射することに基づいている。この量は好ましくは、液体窒素が完全に蒸発する前に、かつランプ効率の低下を予防するために、短い時間間隔内に、急速に照射される。
【００４８】
図５および６は、本発明に従う閉鎖装置のプロトタイプおよびデュワー瓶液体窒素容器へのその模式的な適用を示す。
【００４９】
閉鎖装置５０は、それが市販の低温容器のための「汎用殺菌消毒プラグ」として用いられることができるような方法で形状化される。それは、上記の通りに、２本のＵＶ‐Ｃランプ５２および隣接する温度センサ５４を備えている回路Ｃを備える。
【００５０】
装置Ｓは、「オープンデュワー瓶」（最高５−６リットルの液体窒素用の小さい低温容器）および窒素を搬送してかつサンプルを保管するための大きなデュワー瓶（極低温精子保管所）の両方に適用されることができる。
【００５１】
更に、たとえば、低温生物学、寒冷療法または分子料理学に必要とされる時に液体窒素が使用の準備ができているように、装置５０は液体窒素および容器の内部の両方を殺菌消毒する。
【符号の説明】
【００５２】
Ｃ  回路
２  ＵＶ‐Ｃ紫外線源、ランプ
３  センサ
７  制御手段
８  充電式電池
９  幹線電源
１０  ＬＣＤ
１１  リレー
１２  フューズ
１３  スイッチ
１４  警報器
Ｓ  殺菌消毒装置
２０  容器
２２  外部ケーシング
２４  内側タンク
３０  蓋部
３２  ＵＶ‐Ｃ殺菌ランプ
３４  温度センサ
３６  ディスプレイ
３８  スペーサ
４０  石英ガラスの部材
４２、４４  スクリーン
５０  閉鎖装置
５２  ＵＶ‐Ｃランプ
５４  温度センサ
【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５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2012511985.tif 000009
2012511985.tif 000010
2012511985.tif 000011