培养箱的制作方法

1.本发明涉及培养箱，特别是涉及产生净化用气体或水蒸气的气化器具有特征、除了具有细胞培养功能以外还具有独立净化功能的培养箱。


背景技术：

2.随着近年来再生医疗领域的发展，广泛使用培养箱来培养细胞。在细胞的培养中，需要配备适合于各细胞的培养环境，调节培养箱内部的温度条件、湿度条件、或者根据需要调节二氧化碳浓度、氮气浓度等。
3.为了调节培养箱内部的温度条件，通常在培养箱的室内、门、塔板等的壁部内置热水器或电加热器等，利用来自壁面的辐射热进行室内温度调节。另外，为了调节培养箱内部的湿度条件，通常在培养箱的内部设置加湿盘并贮存水，利用该贮存水的自然蒸发来进行室内湿度调节。
4.另一方面，为了调节培养箱内部的二氧化碳浓度、氮气浓度，通常具备二氧化碳浓度传感器、氮气浓度传感器以及来自二氧化碳瓶、氮气瓶的供给路径来进行二氧化碳浓度、氮气浓度的调节。另外，也有在此基础上组合使用基于室内风机的空气的搅拌来实现均匀化的情况。
5.但是，在利用来自壁面的辐射热、空气的搅拌进行的室内温度调节和室内湿度调节中，室内的温度、湿度容易变得不均匀。特别是，由于培养箱的内部的湿度高，因此存在在温度、湿度不均匀的情况下容易产生局部性结露的问题。
6.另一方面，在迄今为止的培养箱中，无法保证符合gmp(good manufacturing practice：良好生产规范)的a级(日本厚生劳动省无菌药品制造指南)。另外，即使将内部灭菌至a级，也无法为了维持该状态而将气压维持得高于外部环境。而且，虽然随着培养箱的内部的贮存水的蒸发而从外部供给水，但这种情况下存在由于从外部供给的水而对内部的无菌环境造成不良影响的问题。
7.因此，在下述专利文献1的培养箱中提出了如下技术：利用室内加热器、门加热器、回热加热器的通断进行一般的温度调节，在内部的湿度升高而容易产生结露的情况下，对加湿盘的露出的水面的面积进行微调来提高湿度调节的精度。另外，在下述专利文献2的培养箱中提出了在从培养箱的外部向加湿盘的供水路径中设置过滤器。
8.然而，在下述专利文献1的培养箱中，虽然能够减少结露的产生，但是存在室内的温度、湿度容易变得不均匀的问题。另外，在下述专利文献2的培养箱中，虽然能够确保贮存于加湿盘中的水的无菌化，但是在这种情况下也存在室内的温度、湿度容易变得不均匀的问题。因此，本发明人在下述专利文献3中提出了应对上述各问题的培养箱。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：日本特开2008-005759号公报
12.专利文献2：日本特开2011-160672号公报
13.专利文献3：国际公开2018-212029号


技术实现要素：

14.发明所要解决的问题
15.如此，在上述专利文献3的培养箱中，能够使培养室的内部的温度、湿度维持均匀，在培养室的内部不产生过度结露，因此能够提供具有良好的细胞培养功能的培养箱。
16.但是，如果考虑到今后再生医疗领域的进一步发展，对培养箱要求能够应用于运用两个以上培养箱的大量培养循环的功能。作为其一，可以列举在每次细胞培养时需要与外部的净化装置连接的净化工序的繁杂性。
17.因此，本发明的目的在于，为应对上述问题而提供除了具有上述专利文献3中提供的良好的细胞培养功能以外还具有无需与外部的净化装置连接的独立净化功能的培养箱。
18.用于解决问题的方法
19.在解决上述问题时，本发明人进行深入研究的结果发现，使用能够向培养室的内部的空气的循环路径适当地供给灭菌后的微量的水蒸气的气化器作为净化用气体供给装置，利用空气的循环路径能够供给适量的净化用气体，从而完成了本发明。
20.即，根据项1的记载，本发明的培养箱是除了具有细胞培养功能以外还具有独立净化功能的培养箱，其特征在于，
21.具有具备绝热门(20a)和绝热壁(20b、20c、20d)的培养室(20)、具备循环路径(32)并使上述培养室的内部的空气循环的循环单元(30)、调节上述培养室的内部的空气的温度的温度调节单元(40)和向上述培养室的内部的空气供给净化用气体或加湿用水蒸气的气体供给单元(50)，
22.上述气体供给单元具备产生压缩气体的压缩气体产生单元(51)、供给净化液的净化液供给单元(56)、供给水的供水单元(52)、对将上述压缩气体与上述净化液或上述水混合而成的混合气液进行调节的混合气液调节器(53)和使该混合气液气化而产生净化用气体或水蒸气的气化器(54、55)，
23.在细胞培养前的独立净化时，上述气体供给单元作为向在上述循环路径中循环的空气供给上述净化用气体的净化单元发挥作用，
24.在独立净化后的细胞培养时，上述气体供给单元作为对在上述循环路径中循环的空气进行加湿的加湿单元发挥作用。
25.另外，根据项2的记载，本发明是如项1所述的培养箱，其特征在于，
26.具有分解净化用气体的净化用气体分解单元(80)，
27.上述净化用气体分解单元具备从上述循环路径分支的分支路径(81a、81b)和在该分支路径中分解净化用气体的催化单元(82)，
28.在细胞培养前的独立净化时，关闭上述分支路径以使在上述循环路径中循环的空气不流入该分支路径，
29.在独立净化结束时，打开上述分支路径以使在上述循环路径中循环的空气流入该分支路径，残留于该空气中的净化用气体被上述催化单元分解。
30.另外，根据项3的记载，本发明是如项1或2所述的培养箱，其特征在于，上述压缩气体为空气、二氧化碳或氮气各气体中的一种或两种以上的混合气体。
31.另外，根据项4的记载，本发明是如项1～3中任一项所述的培养箱，其特征在于，上述气化器放出的净化用气体的供给量在0.1g/分钟～10g/分钟的范围内，水蒸气的供给量在1g/小时～60g/小时的范围内。
32.另外，根据项5的记载，本发明是如项1～4中任一项所述的培养箱，其特征在于，
33.上述气化器(54)具备圆筒状的外筒管(61)和沿该外筒管的长度方向平行地内置于该外筒管的内部的发热体(62)，
34.上述混合气液在从上述外筒管与上述发热体之间通过的期间被加热，从而供给净化用气体或灭菌后的水蒸气。
35.另外，根据项6的记载，本发明是如项5所述的培养箱，其特征在于，上述发热体的加热器(63)被石英玻璃(64)被覆。
36.另外，根据项7的记载，本发明是如项1～4中任一项所述的培养箱，其特征在于，
37.上述气化器(55)具备圆筒状的外筒管(71)和沿该外筒管的长度方向平行地内置于该外筒管的内部的发热体(72)，
38.上述发热体具备沿其长度方向配设的棒状的加热器(73)和沿该加热器的外周在长度方向上以螺旋状卷绕的蒸发管(74)，
39.上述混合气液在从上述蒸发管的内部通过的期间被加热，从而供给净化用气体或灭菌后的水蒸气。
40.发明效果
41.根据上述构成，本发明的培养箱具有培养室、循环单元、温度调节单元和气体供给单元。培养室具备绝热门和绝热壁。循环单元具备循环路径并使培养室的内部的空气循环。温度调节单元调节培养室的内部的空气的温度。气体供给单元向培养室的内部的空气供给净化用气体或加湿用水蒸气。
42.另外，气体供给单元具备压缩气体产生单元、净化液供给单元、供水单元、混合气液调节器和气化器。混合气液调节器将压缩气体产生单元产生的压缩气体与净化液供给单元供给的净化液或供水单元供给的水混合而产生混合气液。气化器使产生的混合气液气化而产生净化用气体或水蒸气。
43.在这样的构成中，在细胞培养前的独立净化时，气体供给单元作为向在循环路径中循环的空气供给净化用气体的净化单元发挥作用。另一方面，在独立净化后的细胞培养时，气体供给单元作为对在循环路径中循环的空气进行加湿的加湿单元发挥作用。由此，可以提供除了具有良好的细胞培养功能以外还具有无需与外部的净化装置连接的独立净化功能的培养箱。
44.另外，根据上述构成，在上述构成的基础上，还具有净化用气体分解单元。该净化用气体分解单元具备从循环路径分支的分支路径和催化单元，催化单元在分支路径中分解净化用气体。
45.在这样的构成中，在细胞培养前的独立净化时，关闭分支路径以使在循环路径中循环的空气不流入该分支路径。另一方面，在独立净化结束时，打开分支路径以使在循环路径中循环的空气流入该分支路径，残留于该空气中的净化用气体被催化单元分解。由此，能够更有效地发挥上述作用效果。
46.另外，根据上述构成，压缩气体产生单元产生的压缩气体为空气、二氧化碳或氮气
各气体中的一种或两种以上的混合气体。由此，在气化器中产生水蒸气时，能够在规定的范围内均匀地维持培养环境所需的空气、二氧化碳或氮气的浓度。
47.另外，根据上述构成，在独立净化时，气化器放出的净化用气体的供给量在0.1g/分钟～10g/分钟的范围内。由此，能够对容量小的培养箱供给适量的净化用气体，因此，可以得到充分的净化效果，在培养室的内部不会产生净化液的过度结露。由此，能够更有效地发挥上述作用效果。
48.另外，根据上述构成，在独立净化后的细胞培养时，气化器放出的水蒸气的供给量在1g/小时～60g/小时的范围内。由此，能够稳定地或者根据需要地供给极微量的水蒸气，因此，能够使培养室的内部的温度、湿度维持得均匀，在培养室的内部不产生过度结露。由此，能够更有效地发挥上述作用效果。
49.另外，根据上述构成，气化器具备圆筒状的外筒管和发热体。该发热体沿外筒管的长度方向平行地内置于外筒管的内部。由此，在混合气液调节器中产生的混合气液在从外筒管与发热体之间通过的期间被加热，作为净化用气体或灭菌后的水蒸气而供给至培养室的内部。由此，能够更具体地发挥上述作用效果。另外，在细胞培养时，气化器中产生的水蒸气在高温下被灭菌，因此能够不通过空气过滤器而被直接供给至培养室的内部。
50.另外，根据上述构成，气化器所具备的发热体的加热器可以被石英玻璃被覆。由此，特别是在细胞培养时，在气化器中产生的水蒸气不被污染，能够高度地维持培养室的内部的无菌环境以及无尘环境。
51.另外，根据上述构成，气化器所具备的发热体可以具备沿其长度方向配设的棒状的加热器和沿该加热器的外周在长度方向上以螺旋状卷绕的蒸发管。由此，在混合气液调节器中产生的混合气液在从蒸发管的内部通过的期间被加热，作为净化用气体或灭菌后的水蒸气而供给至培养室的内部。由此，能够更具体地发挥上述作用效果。另外，在细胞培养时，在气化器中产生的水蒸气在高温下被灭菌，因此，能够不通过空气过滤器而直接供给至培养室的内部。
52.需要说明的是，上述各单元的括号内的符号表示与后述的实施方式中记载的具体单元的对应关系。
附图说明
53.图1是从侧面观察本发明的培养箱的一个实施方式的内部的剖视图。
54.图2是从顶面观察图1所示的培养箱的内部的剖视图。
55.图3是表示图1所示的培养箱所具有的气体供给装置的剖视图。
56.图4是表示图3的气体供给装置所具备的气化器的一个实施方式的剖视图。
57.图5是表示图3的气体供给装置所具备的气化器的其它实施方式的剖视图。
具体实施方式
58.以下，根据附图对本发明的培养箱的一个实施方式进行说明。图1是从侧面观察本发明的培养箱的一个实施方式的内部的剖视图。另外，图2是从顶面观察该培养箱的内部的剖视图。在图1和图2中，培养箱100由载置于地面上的支架10、载放于该支架10上的培养室20、使该培养室20的内部的空气循环的循环装置30、调节培养室20的内部的空气的温度的
温度调节装置40、向培养室的内部的空气供给净化用气体或加湿用水蒸气的气体供给装置50和将残留于培养室的内部的空气中的净化用气体分解的净化用气体分解装置80构成。
59.培养室20用不锈钢制金属板覆盖其外壁和内壁，在外壁与内壁之间填充绝热材料而成为绝热壁。需要说明的是，也可以在绝热壁的内部内置对培养室20的内部进行加温的加热器。另外，培养室20的正面壁部成为可开闭的绝热门20a，但在关闭时与外部环境气密性地遮蔽而能够维持内部的无菌环境(例如，a级)。需要说明的是，在培养室20中设置有检测其内部的压力、温度、湿度、二氧化碳浓度、根据需要的氮气浓度等的各种传感器(均未图示)。
60.在培养室20的顶面壁部20b设置有用于调节培养室20的内部的气压的供气装置21(关于排气装置，之后叙述)。供气装置21由供气管21a、设置于其管路上的电磁阀21b、盘式过滤器21c和供气风机(未图示)构成，为了将培养室20的内部的气压维持得高于外部环境，根据需要将培养室20的外部的空气供给至培养室20的内部。
61.培养室20的内部被循环装置30所具备的整流板(之后叙述)分隔为前部空间22和后部空间23。培养室20的前部空间22为培养分区，被水平设置的四张塔板22a分隔为上下四段空间(参见图1)。在这些塔板22a的上表面，分别在各段载置有各12个填充了培养细胞的培养液的培养皿s(参见图2)。需要说明的是，四张塔板22a以作为一体的滑动式架台能够从绝热门20a进出的方式来构成。
62.循环装置30具备使培养室20的内部的空气循环的循环风机31、利用循环风机31的工作使培养室20的内部的空气循环的循环路径32(32a～32f)、设置于该循环路径32(32e与32f之间)的hepa过滤器33和对供给至培养室20的内部的空气进行整流的整流板34。
63.循环风机31与循环路径32(32a与32b之间)连通地设置，利用该循环风机31的工作使培养室20的内部的空气循环。需要说明的是，对循环风机31的种类没有特别限定，只要具有均匀的风力即可。
64.循环路径32设置于培养室20的下部(支架10的内部)和培养室20的背部(参见图1)。被循环风机31抽吸的空气从在培养室20的底面壁部20c(前部空间22的靠近绝热门20a的部位)开口的抽吸口35流入循环路径32a，经由循环路径32b～32e而从循环路径32e与循环路径32f的连接部32g流入循环路径32f的空气经由循环路径32f而从在培养室20的背面壁部20d开口的放出口36放出到培养室20的后部空间23内部。
65.需要说明的是，在循环路径32的路径中(32a)，净化用气体分解装置80所具备的分支路径81a、81b经由切换阀83a、83b连通地设置。另外，在该分支路径81a、81b的路径中，设置有分解净化用气体的催化装置82。催化装置82中，对于其机构和催化剂的种类没有特别限定，根据所使用的净化用气体适当选择即可。需要说明的是，在本实施方式中，采用过氧化氢气体作为净化用气体。
66.hepa过滤器33与循环路径32(32e与32f之间)连通地设置，不仅使在循环路径32中循环的空气洁净，还使向培养室20的内部供给的空气均匀化。需要说明的是，也可以采用ulpa过滤器等来代替该hepa过滤器33。这样，经由循环路径32放出到培养室20的后部空间23的空气经由整流板34被供给至培养室20的前部空间22(培养分区)。
67.如上所述，整流板34将培养室20的内部分隔为前部空间22(培养分区)和后部空间23(参见图1和图2)。另外，经由循环路径32被放出到后部空间23的空气经由整流板34被供
给至前部空间22(培养分区)。整流板34的结构没有特别限定，只要是对供给至培养室20的内部的空气的流动进行整流的结构即可。需要说明的是，在本实施方式中，整流板34由利用不锈钢制金属形成的矩形框体、覆盖该框体的一个面(后部空间23侧的面)的一张多孔片和覆盖框体的另一个面(培养分区侧的面)的一张狭缝板构成(均未图示)。
68.在狭缝板上沿水平方向并行地设置有连通正面和背面的两个以上细槽。从后部空间23侧向前部空间22(培养分区)侧供给的空气通过整流板34的整流作用而形成在培养室20的内部空间沿水平方向流动的单向流(所谓的层流)的空气。具体而言，放出到后部空间23的空气首先经由多孔片被整流。该被整流的空气进一步经由狭缝板被整流，并作为单向流从各狭缝流出到培养室20的内部空间。需要说明的是，对于整流板的结构，在本发明人的之前的申请(日本特愿2015-206854)中进行了详细说明。
69.另外，在本实施方式中，在循环路径32中的循环风机31的后部的循环路径32b中设置有排气装置37。排气装置37由排气管37a、设置于其管路中的电磁阀37b、盘式过滤器37c和排气风机(未图示)构成，根据需要将培养室20的内部的空气排出到培养室20的外部。该排气装置37用于通过利用与上述压力传感器(未图示)联动的微型计算机(未图示)的控制与上述供气装置21联动地将培养室20的内部的气压维持得高于外部环境且稳定而工作。
70.温度调节装置40用于稳定地维持培养室20的内部的温度条件(培养条件)而工作。温度调节装置40的结构没有特别限定，在本实施方式中，采用由珀耳帖元件构成的温度调节器。需要说明的是，在本实施方式中，该温度调节装置40设置于循环路径32(32d与32e之间)。通过利用与上述温度传感器(未图示)联动的微型计算机(未图示)的控制来控制供给至珀耳帖元件的电流的量，并且改变供给的电流的极性，由此能够进行升温和降温，因此能够高精度地维持设定温度(在本实施方式中为37℃)。需要说明的是，也可以在温度调节装置中不使用珀耳帖元件，而在循环路径或培养室的内部采用棒状的护套加热器等电加热器。
71.气体供给装置50用于在细胞培养前对培养室20的内部进行净化时将净化用气体(在本实施方式中为过氧化氢气体)供给至培养室20的内部而工作。在本实施方式中，通过装备气体供给装置50，无需使培养室20与外部的净化装置连接，就能够对容量小的培养箱供给适量的净化用气体。由此，能够得到充分的净化效果，在培养室的内部不会产生净化液的过度结露。
72.另外，气体供给装置50用于在独立净化后的细胞培养时将用于稳定地维持培养室20的内部的湿度条件(培养条件)的水蒸气供给至培养室20的内部而工作。稳定地维持培养室20的培养条件中的温度条件和湿度条件是重要的，特别是湿度条件，需要维持相对湿度95～100％rh这样的高湿度状态。在这样的高湿度状态下，由于微小的温度变化而产生冷凝。为了避免该情况，通过利用与上述压力传感器、温度传感器和湿度传感器(均未图示)联动的微型计算机(未图示)的控制，上述供气装置21、排气装置37和温度调节装置40与加湿装置50联动，为了稳定地维持培养室20的内部的温度和湿度而工作。
73.如此，在本实施方式中，采用能够向培养室20的内部供给适量的净化用气体并且能够供给极微量的水蒸气的特定的气体供给机构。气体供给装置50设置于循环路径32(32c的位置)，向在循环路径32中循环的空气供给净化用气体或加湿用水蒸气。图3是表示本实施方式的培养箱所具有的气体供给装置的剖视图。气体供给装置50由压缩气体产生装置
51、净化液供给装置56、供水装置52、混合气液调节器53和气化器54构成。
74.压缩气体产生装置51采用产生压缩空气的压缩机。需要说明的是，为了调节培养室内的二氧化碳浓度、氮气浓度等，也可以在压缩空气中混合这些气体。在图3中以如下方式构成：以压缩空气ca为基本，根据需要利用混合阀57a混合二氧化碳co2来进行供给。
75.净化液供给装置56由净化液罐56a、净化液配管56b、净化液泵56c和负载传感器56d构成。在净化液罐56a的内部，贮存有净化液(在本实施方式中为过氧化氢水溶液)，并载置于负载传感器56d的上表面。净化液配管56b的一端部插入净化液罐56a的内部的过氧化氢水溶液中，另一端部经由切换阀57b而与混合气液调节器53连接。另外，在净化液配管56b的管路上连接有净化液泵56c。
76.在此，贮存于净化液罐56a中的过氧化氢水溶液的浓度没有特别限定，通常考虑到危险物等的处理，优选使用30～35重量％的过氧化氢水溶液。
77.另外，净化液泵56c的结构没有特别限定，优选能够供给与培养室20的容量相匹配的适量的过氧化氢水溶液。例如，优选采用容积泵等。需要说明的是，在本实施方式中，作为净化液泵56c，采用作为容积泵的一种的蠕动泵。另外，在本实施方式中，净化液泵56c所供给的过氧化氢水溶液的量没有特别限定，例如，过氧化氢气体的供给量优选在0.1g/分钟～10g/分钟的范围内。通过适当地控制过氧化氢水溶液的量，能够对容量小的培养室20供给适量的净化用气体。由此，可以得到充分的净化效果，并且在培养室的内部不产生净化液的过度结露。
78.供水装置52由贮水罐52a、供水配管52b、供水泵52c和负载传感器52d构成。在贮水罐52a的内部贮存有洁净的水，载置于负载传感器52d的上表面。供水配管52b的一端部插入贮水罐52a的内部的水中，另一端部经由切换阀57b而与混合气液调节器53连接。另外，在供水配管52b的管路上连接有供水泵52c。
79.供水泵52c的结构没有特别限定，但优选能够应对湿度传感器的微妙变化而供给微量的水。例如，优选采用容积泵等。需要说明的是，在本实施方式中，作为供水泵52c，采用作为容积泵的一种的蠕动泵。另外，在本实施方式中，供水泵52c所供给的水的量没有特别限定，例如优选在1g/小时～60g/小时的范围内。通过控制微量的供水量，能够使培养室20的内部的湿度的变动幅度平滑化。需要说明的是，水的供给量能够由容积泵检测，并且也能够由负载传感器52d检测。
80.在本实施方式中，气体供给装置50具备净化液供给装置56和供水装置52，由此能够在独立净化时和细胞培养时这两种情况下发挥作用。另外，通过采用切换阀57b，在细胞培养前的独立净化时，净化液供给装置56与混合气液调节器53连接，在独立净化后的细胞培养时，供水装置52与混合气液调节器53连接。
81.混合气液调节器53将从净化液供给装置56供给的净化液或从供水装置52供给的水与从压缩气体产生装置51供给的压缩空气混合而生成雾化后的混合气液(雾)。需要说明的是，在本实施方式中，采用喷射器作为混合气液调节器53。在图3中，从压缩气体产生装置51向混合气液调节器53的驱动气体部53a供给压缩空气。另外，从净化液供给装置56向混合气液调节器53的抽吸部53b供给过氧化氢水溶液，或者从供水装置52向混合气液调节器53的抽吸部53b供给水。另一方面，从混合气液调节器53的喷出部53c与气化器54连接，向气化器54供给雾化后的混合气液(雾)。
82.气化器54将从混合气液调节器53供给的雾化后的混合气液(雾)气化而生成过氧化氢气体或水蒸气。在图3中，气化器54的一端部54a与混合气液调节器53的喷出部53c连接。另外，气化器54的另一端部54b插入循环路径32c的内部，从该另一端部54b向在循环路径32中循环的空气供给净化用过氧化氢气体或加湿用水蒸气。
83.在此，对在本实施方式中采用的气化器54的结构进行说明。图4是表示气体供给装置所具备的气化器的一个实施方式的剖视图。在图4中，气化器54由从一端部54a向另一端部54b延伸的圆筒状的外筒管61和沿外筒管61的长度方向平行地内置于其内部的发热体62构成。外筒管61由不锈钢制的圆筒构成。发热体62具备沿外筒管61的长度方向平行地延伸的加热器63。需要说明的是，在外筒管61的内周面与发热体62之间设置有混合气液(雾)所通过的间隙。
84.加热器63利用由硅橡胶形成的连接端子63b而设置在外筒管61的一个外周端部(气化器54的一端部54a侧)，并从电线63a接受电力的供给而发热。需要说明的是，成为高温的加热器63的表面被石英玻璃64被覆。另外，在本实施方式中，外筒管61的内周面也被石英玻璃被覆。需要说明的是，加热器63的结构没有特别限定，可以是棒状加热器，也可以是线圈状加热器。另外，并非必须利用石英玻璃被覆加热器的表面、外筒管的内周面，但是在本实施方式中，实现了发尘防止、热效率的提高。
85.在这样的气化器54中，从混合气液调节器53供给的雾化后的混合气液(雾)从在气化器54的一端部54a开口的导入口65a被导入气化器54的内部。被导入气化器54的内部的混合气液(雾)在被发热体62加热的同时，从外筒管61与发热体62的间隙通过并向在气化器54的另一端部54b开口的放出口65b侧移动。在此期间，混合气液中的过氧化氢水溶液或水(液体)被发热体62加热而气化，变为过氧化氢气体或水蒸气(气体)，从放出口65b被放出。需要说明的是，也可以在利用温度传感器测量放出口65b的过氧化氢气体或水蒸气的温度的同时控制所放出的过氧化氢气体或水蒸气的温度。
86.在此，对气化器的其它实施方式进行说明。图5是表示加湿装置所具备的气化器的其它实施方式的剖视图。在图5中，气化器55由从一端部55a向另一端部55b延伸的圆筒状的外筒管71和沿外筒管71的长度方向平行地内置于其内部的发热体72构成。外筒管71由不锈钢制的圆筒构成，在其内部填充有绝热材料71a。发热体72具备沿外筒管71的长度方向平行地延伸的棒状的筒式加热器73和沿筒式加热器73的外周在长度方向上以螺旋状卷绕的蒸发管74。需要说明的是，筒式加热器73和蒸发管74被绝热材料71a被覆。筒式加热器73设置在外筒管71的一端部(气化器55的一端部55a侧)，从电线73a接受电力的供给而发热。
87.在这样的气化器55中，从混合气液调节器53供给的雾化后的混合气液(雾)从在气化器55的一端部55a的外周开口的蒸发管74的导入口75a被导入蒸发管74的内部。被导入蒸发管74的内部的混合气液(雾)在被蒸发管74所接触的筒式加热器73加热的同时，从蒸发管74的内部通过并向在气化器55的另一端部55b开口的蒸发管74的放出口75b侧移动。在此期间，混合气液中的过氧化氢水溶液或水(液体)被筒式加热器73加热而气化，变为过氧化氢气体或水蒸气(气体)，从放出口75b放出。需要说明的是，也可以在利用温度传感器测量放出口75b的过氧化氢气体或水蒸气的温度的同时控制所放出的水蒸气的温度。
88.通过采用这种构成的气化器54或55，例如对于适当量的过氧化氢水溶液或微量的水也是有效的。特别是在细胞培养时，对于1g/小时～60g/小时的范围内这种微量的供水
量，从热效率的方面出发也是有效的，能够使培养室20的内部的湿度的变动幅度平滑化。另外，混合气液中被发热体62或72加热而变为高温的水蒸气。在本实施方式中，为了可靠地确保水蒸气的灭菌状态，将在气化器54或55中产生的水蒸气的温度控制在100℃或更高的温度。由此，在气化器54或55中产生的水蒸气被灭菌，能够不通过空气过滤器而直接供给至在循环路径32中循环的空气中。
89.需要说明的是，在细胞培养时，气化器54或55放出的高温的水蒸气为极微量，不会大幅改变在循环路径32中循环的空气的温度。而且，在本实施方式中，利用设置于循环路径32中的温度调节装置40的珀耳帖元件，始终调节温度(不仅进行升温，还进行降温)(参见图1)。如此，也可以根据气化器54或55放出的水蒸气的量及其温度来控制培养室20的内部的湿度和温度环境。因此，在从外部环境向与外部环境气密性地遮蔽而维持了内部的无菌环境(例如，a级)的培养室20的内部供给水蒸气的本实施方式中，也维持了a级的无菌环境。
90.接着，对如上所述构成的本实施方式的培养箱100中的独立净化工序的工作中的空气的流动和培养箱100的作用进行说明。首先，在图1中，不使供气装置21和排气装置37工作，关闭电磁阀21b和电磁阀37b而形成使培养室20和循环路径32的内部封闭的状态。另外，利用设置于循环路径32的路径中(32a)的切换阀83a、83b关闭分支路径81a、81b，不使在内部循环的空气供给至净化用气体分解装置80。
91.在该状态下，当循环风机31工作时，培养室20和循环路径32的内部的空气循环。首先，培养室20的前部空间22(培养分区)的空气从在培养室20的底面壁部20c(前部空间22的靠近绝热门20a的部位)开口的抽吸口35流入循环路径32。接着，在循环路径32中流动的空气从循环路径32f由在培养室20的背面壁部20d开口的放出口36放出到培养室20的后部空间23内部。需要说明的是，在图1中，用箭头表示在循环路径32中流动的空气的流动。
92.在此，向在循环路径32中流动的空气供给过氧化氢气体。通过利用预先设定了程序的微型计算机(未图示)的控制，从气体供给装置50(在此，净化液供给装置56工作)在适当时刻供给适当量的过氧化氢气体。需要说明的是，通过利用温度调节装置40的温度调节，控制为适当的净化温度。
93.接着，放出到培养室20的后部空间23内部的包含过氧化氢气体的空气受到整流板34的整流而被供给至培养室20的前部空间22(培养分区)。经由整流板34供给至前部空间22(培养分区)的包含过氧化氢气体的空气形成在前部空间22(培养分区)中朝向水平方向(图1和图2中从左向右)的单向流(层流)的空气。需要说明的是，在图1和图2中，用箭头表示在前部空间22(培养分区)中流动的空气的流动。
94.需要说明的是，在图1中，经由整流板34被放出的包含过氧化氢气体的空气在被顶面壁部20b、底面壁部20c和四张塔板22a划分出的四个室中分别沿水平方向(图1的从左向右)流动。如此，包含过氧化氢气体的空气在培养室20和循环路径32的内部循环，对这些空间进行净化。如此经过规定时间时，净化阶段结束。
95.接着，进行将在培养室20和循环路径32的内部残留的过氧化氢气体除去的作业。首先，在图1中，利用设置于循环路径32的路径中(32a)的切换阀83a、83b，打开分支路径81a、81b，以使在内部循环的包含过氧化氢气体的空气供给至净化用气体分解装置80。在该状态下，当循环风机31工作时，培养室20和循环路径32的内部的空气中所含的过氧化氢气体逐渐被分解。最后，通过对培养室20和循环路径32的内部进行通风，净化工序完成。因此，
在本实施方式中，可以提供具有无需与外部的净化装置连接的独立净化功能的培养箱。
96.接着，对在如上所述构成的本实施方式的培养箱100中细胞培养工序的工作中的空气的流动和培养箱100的作用进行说明。在图1中，培养室20和循环路径32的内部通过之前的独立净化而维持于无菌、无尘状态。另外，使供气装置21和排气装置37工作，将培养室20的内部的气压维持得高于外部环境。由此，培养室20的内部维持了符合gmp的a级。
97.另外，将培养室20的内部的温度维持在37
±
0.5℃。为了避免培养液的蒸发所引起的渗透压的变化，将培养室20的内部的湿度维持在95％rh以上。另外，将培养室20的内部的二氧化碳浓度(根据需要，氮气浓度)维持于用于确保最适于培养的条件所需的浓度。
98.在该状态下，当循环风机31工作时，培养室20的前部空间22(培养分区)的空气从在培养室20的底面壁部20c(前部空间22的靠近绝热门20a的部位)开口的抽吸口35流入循环路径32。在循环路径32中流动的空气通过利用与各种传感器联动的微型计算机(未图示)的控制而受到利用气体供给装置50(在此，供水装置52工作)的湿度调节、利用温度调节装置40的温度调节以及利用hepa过滤器33的洁净化和均匀化。接着，在循环路径32中流动的空气从循环路径32f由在培养室20的背面壁部20d开口的放出口36放出到培养室20的后部空间23内部。需要说明的是，在图1中，用箭头表示在循环路径32中流动的空气的流动。
99.在此，如上所述，培养室20的内部被维持于无菌、无尘状态。但是，通过进一步利用循环路径32的hepa过滤器33将空气洁净化，能够更完全地确保培养室20的内部的无菌、无尘状态。例如，即使在由于某些事故而在循环路径32的内部混入有微生物等异物的情况下，也能够通过hepa过滤器33的作用来确保培养室20的内部的无菌、无尘状态。
100.放出到培养室20的后部空间23内部的空气受到整流板34的整流而被供给至培养室20的前部空间22(培养分区)。经由整流板34供给至前部空间22(培养分区)的空气形成在前部空间22(培养分区)中朝向水平方向(在图1和图2中从左向右)的单向流(层流)的空气。需要说明的是，在前部空间22(培养分区)中流动的单向流的空气的温度、湿度和二氧化碳浓度被准确地维持为设定条件。需要说明的是，在图1和图2中，用箭头表示在前部空间22(培养分区)中流动的空气的流动。
101.在图1中，经由整流板34被放出的空气在被顶面壁部20b、底面壁部20c和四张塔板22a划分出的四个室中分别沿水平方向(图1的从左向右)流动。该空气的温度、湿度和流速被维持为恒定。另外，在划分出的四个室中，分别在塔板上载置有填充了培养液的培养皿s(在本实施方式中，在各塔板上各为12个)。因此，被调节为一定的温度、湿度和二氧化碳浓度的单向流的空气以一定的流速在各培养皿s的表面上流动(图2的从左向右)。进而，在培养室20的内部，利用上述温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器来检测单向流的空气的温度、湿度和二氧化碳浓度。
102.在此，培养皿s通常为玻璃制，其传热率(k值)不小。但是，在以往的培养箱中进行的基于辐射或搅拌的加热中，将培养皿s的内部的培养液的温度升温至培养条件需要非常长的时间。与此相对，在本实施方式中，始终供给一定温度的单向流的空气，向培养皿s供给的热量增多。因此，在本实施方式中，培养皿s的表观传热率(k值)进一步增大，能够在短时间内将培养皿s的内部的培养液的温度升温至培养条件。因此，在本实施方式中，能够提供在短时间内将装有被培养物的培养皿的内部升温至规定温度的培养箱。
103.如以上说明的那样，在本发明中，能够提供除了具有良好的细胞培养功能以外还
具有无需与外部的净化装置连接的独立净化功能的培养箱。
104.需要说明的是，在实施本发明时，不限于上述实施方式，可以列举如下的各种变形例。
105.(1)在上述实施方式中，将供气装置、排气装置、温度调节装置和气体供给装置的位置分别指定为规定的位置，但不限定于此，也可以将培养室或循环路径设置于其它位置。
106.(2)在上述实施方式中，将温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器的位置设置于培养室，但不限定于此，也可以设置于循环路径。
107.(3)在上述实施方式中，使用珀耳帖元件作为空气的温度调节装置，但不限定于此，也可以在循环路径或培养室的内部采用棒状的护套加热器等电加热器。
108.(4)在上述实施方式中，将培养室的塔段设定为四段，但不限于此，也可以设定为三段以下或五段以上。
109.(5)在上述实施方式中，设置二氧化碳供给单元来调节培养室的内部的二氧化碳浓度，但不限定于此，根据培养条件，也可以不设置二氧化碳供给单元。
110.(6)在上述实施方式中，设置二氧化碳供给单元来调节培养室的内部的二氧化碳浓度，但不限定于此，根据培养条件，也可以在二氧化碳供给单元的基础上、或者代替二氧化碳供给单元，设置氮气供给单元来调节培养室的内部的氮气浓度。
111.(7)在上述实施方式中，采用由一张多孔片和一张狭缝板构成的整流板，但不限于此，也可以采用一张或两张以上的多孔片。这种情况下，作为多孔片，优选使用筛网纱或多孔性陶瓷板等。
112.(8)在上述实施方式中，采用由一张多孔片和一张狭缝板构成的整流板，但不限于此，也可以不采用整流板而构成培养箱。
113.(9)在上述实施方式中，关于用于将培养容器从培养室进出的门没有特别记载，但可以安装能够与隔离器等无菌地连接的rapido transfer port(rtp：快速传递接口)之类的门。需要说明的是，不限定于rtp，也可以设定为安装具有能够无菌地连接的机构的门或能够简单地开闭的门的构成。
114.符号说明
115.100
…
培养箱、10
…
支架、20
…
培养室、20a
…
绝热门、
116.20b～20d
…
绝热壁、21
…
供气装置、21a
…
供气管、21b
…
电磁阀、
117.21c
…
盘式过滤器、22
…
前部空间、22a
…
塔板、23
…
后部空间、
118.30
…
循环装置、31
…
循环风机、32(32a～32f)
…
循环路径、
119.33
…
hepa过滤器、34
…
整流板、35
…
抽吸口、36
…
放出口、
120.37
…
排气装置、37a
…
供气管、37b
…
电磁阀、37c
…
盘式过滤器、
121.40
…
温度调节装置、50
…
气体供给装置、51
…
压缩气体产生装置、52
…
供水装置、
122.52a
…
贮水罐、52b
…
供水配管、52c
…
供水泵、
123.52d、56d
…
负载传感器、56
…
净化液供给装置、56a
…
净化液罐、
124.56b
…
净化液配管、56c
…
净化液泵、53
…
混合气液调节器、
125.54、55
…
气化器、61、71
…
外筒管、62、72
…
发热体、
126.63、73
…
加热器、64
…
石英玻璃、74
…
蒸发管、
127.80
…
净化用气体分解装置、81(81a、81b)
…
分支路径、
128.82
…
催化装置、83a、83b
…
切换阀、s
…
培养皿。