大型CO₂インキュベーターにおける微生物汚染リスクと無菌性対策

記事投稿：ニッタ株式会社 【PR記事】　（2025.11.20 更新）

大型CO₂インキュベーターにおける微生物汚染リスクと無菌性対策

はじめに：CO₂インキュベーターの無菌性維持の重要性
微生物培養装置は、医薬品製造やバイオプロセスにおいて無菌環境の維持が極めて重要な設備である。特にコンタミネーションのリスクを最小限に抑えるためには、装置内部の確実な除染が不可欠である。近年、蒸気化過酢酸（Vaporized Peracetic Acid, VPA）を用いた除染技術が、従来の除染手法に代わる有力な選択肢として注目されている。

蒸気化過酢酸除染は、微細な構造や複雑な配管を持つ培養装置内部に到達し、高い除染効果を発揮することが可能である。また、残留性が低く、環境負荷も少ないことから、GMP環境下での運用にも適している。
本稿では、蒸気化過酢酸による除染の方法と、培養装置への適用について概説する。

1. 大型CO₂インキュベーターにおける微生物汚染リスクと現場課題
大型CO₂インキュベーター（容積700L以上）は、再生医療等製品の大量培養に対応するために導入されており、製品の生産効率を上げている。
一方で、チャンバー容積が大きい場合には、機種によっては内部の温度・湿度分布や気流の影響により、ガラスドアや壁面、棚板などに結露が発生しやすく、微生物汚染のリスクが高まることがある。この結露は細菌やカビの繁殖源となり、培地や細胞への汚染要因となり得る。
また、Mycoplasma属細菌やウイルス、非生物粒子による汚染も報告されており、細胞品質への影響や大きな損失が懸念される。
出典：Thermo Fisher Scientific「Forma Steri-Cycle CRシリーズ CO₂インキュベーターの洗浄と滅菌」

・HEPAフィルター（H13以上）による浮遊する微生物及びウイルス除去
・UV殺菌ランプによる加湿水の殺菌
・過酸化水素を使用した除染機能
・180℃乾熱滅菌機能（Shellabなど）
・分割ドアによる環境変動の抑制
・湿度ログ取得によるトレーサビリティ強化
出典：PHC株式会社「MCO-233AICUVHX-PJ」, Shellab製品情報, Thermo Fisher Scientific Smartnote

４. CO₂インキュベーターの代表的な滅菌機能とその課題
CO₂インキュベーターに搭載されている代表的な滅菌機能と、それぞれの課題・リスクの一例
■ 過酸化水素（H₂O₂）除染
強力な酸化作用により、細菌・ウイルス・芽胞に対して高い除菌効果を発揮する。
【課題・リスク】残留物が細胞に悪影響を与える可能性があり、金属腐食や作業者の曝露リスクも懸念される。

■ 乾熱滅菌（180℃）
日本薬局方にも準拠した信頼性の高い滅菌方法であり、芽胞菌を含む微生物を完全に死滅させる。
【課題・リスク】処理時間が長く、高温による部品の劣化やエネルギー消費が大きい。また火災や装置周辺への放熱による影響が懸念される。

■ UVランプ殺菌
紫外線によって微生物のDNAを破壊し、殺菌効果を発揮する。加湿水や空気の殺菌に利用される。
【課題・リスク】照射範囲に限界があり、陰になる部分には効果が及ばない。照度の低下や樹脂部品の劣化も課題。

＜蒸気化過酢酸（VPA）とは？＞
安全キャビネットやCO2インキュベーターに搭載されているHEPAフィルタは、微生物及びウイルスを捕集する役割があり、そのため、一般的にHEPAフィルタの除染を行う際は、透過性の良いホルムアルデヒドや二酸化塩素ガスなどのガス燻蒸がよく用いられる。
ガスはHEPAフィルタに捕集されず通過できるため、非常に有効な除染方法である。
一方、既存の超音波発生器等を用いたミスト式過酢酸除染では、HEPAフィルタを含めた除染を行う場合、HEPAフィルタにミストがトラップされて薬剤の除染効率が悪くなることや、HEPAフィルタが除染薬剤で濡れて劣化等の悪影響が考えられる。
そこで我々は、殺芽胞剤である過酢酸を蒸気化し、空間や設備を除染する蒸気化過酢酸除染「Vaporized Peracetic Acid, VPA」を開発し、さらにニッタはこの技術を用いて、HEPAフィルタまで除染可能な装置「VPASS」を開発した。

＜本件に関するご連絡先＞
ニッタ株式会社
クリーンエンジニアリング事業部　
ライフサイエンス営業課

ご執筆者様の会社紹介はこちら

（ライフサイエンス企業向け情報プラットフォーム iVEXLへリンクします）