特集記事安全キャビネット・クリーンベンチ

バイオハザード対策用キャビネット(安全キャビネット)の手引き

はじめに

本手引きは、バイオセフティキャビネット(安全キャビネット)およびクリーンベンチの基礎知識をお伝えするために作成しました。本手引きの内容は微生物学者、エンジニアおよびキャビネットユーザーの助力を得て編集したものであり、偏見のない一般的な知見に基づいたものです。

目次

I. バイオハザードおよびバイオセフティレベル

「バイオハザード」という言葉は、バイオロジカルハザードの略称で、「感染によって直接的、間接的に環境を破壊することにより、ヒトや動物、植物の健康に対し危険を及ぼす、または危険を及ぼすリスクのある感染性物質およびその一部」と定義されています。
1から4までのバイオセフティレベルは、米国疾病予防管理センター(CDC)および米国国立衛生研究所(NIH)によって確立されたもので、研究の内容、技術、安全装置および施設の組み合わせによって定められています。これら全てのレベルは、使用物質によるバイオハザードや、研究活動に対応したものとなっています。

バイオセフティレベル1

健康な成人に対しては疾病を引き起こさない生きた微生物を使用する作業を行う、研究、安全装置、施設に対応しています。研究を行う場所は、建物内の通常の通行エリアから隔離する必要はありません。作業は通常、標準的な微生物研究手法により開放状態の実験台上で行います。研究員は、研究室で行う作業について特別なトレーニングを受けるとともに、微生物学または関連科学の一般的なトレーニングを受けた者によって管理されます。

バイオセフティレベル2

地域社会に存在するもので、また重症度は様々ながらヒトの感染症に関連する中等度のリスクを持つ地域固有の微生物を幅広く扱う研究、安全に関する装置、施設に対応しています。
このレベルは、次の点においてレベル1と異なっています。

  1. 研究室員は、病原性物質の取扱いについて特別なトレーニングを受けるとともに、十分な能力を有する者から指導を受けます。
  2. 作業を行っている間、研究室へのアクセスが制限されます。
  3. 汚染された鋭利な器具(ハサミやメス、注射針など)に対しては、強い安全上の注意が必要です。
  4. 感染性のエアロゾルや飛沫が発生する可能性のある作業は、安全キャビネットまたはその他の物理的封じ込め装置の内部で行います。これらの感染性物質を取り扱う場合は、クラスⅠまたはクラスⅡ安全キャビネットの使用を強く推奨します。
バイオセフティレベル3

深刻、または致命的な感染を引き起こす可能性があり、呼吸器感染のリスクを有する地域固有または外来性の微生物を用いる研究、安全装置、施設に対応しています。感染性エリア内の人や地域、環境を感染性エアロゾルへの曝露リスクから保護するために、2段階のバリアを設置することが重要です。これらの物質を扱う場合、クラスⅠまたはクラスⅡ安全キャビネットが必要です。

バイオセフティレベル4

生命にかかわる高いリスクを有する外来性の危険な物質(エアロゾルを介して感染する可能性があり、また有効なワクチンや治療法がないもの)を扱う研究、安全装置、施設に対応しています。研究スタッフは危険性が極めて高い感染性物質を扱う際のトレーニングを充分に受け 、標準および特殊な実験手法の第一段階、第二段階の封じ込め機能と封じ込め装置、および実験室の設計特性を理解する必要があります。 また研究室スタッフは、訓練を受けるとともに、これらの物質の研究経験および充分な能力を有した者の下で管理されます。そして、研究所長により 、これらの研究室へのアクセスは厳しく制限されます。バイオセフティレベル4の研究室は、独立した建物に設置するか、同じ建物内であっても他のエリアから完全に隔離された管理エリアに設置します。また、施設に合わせた作業マニュアルが作成され、これらの物質を扱う場合はクラスⅢ安全キャビネットが必要です。

表1 バイオセフティレベルおよび感染性物質のサマリー

バイオセフティレベル 感染性物質 順守・技術 安全に係る装置
(第一段階の封じ込め)
設備
(第二段階の封じ込め)
1 健康な成人に対し疾病を引き起こさないもの
  • Bacillus subtilis
  • Naegleria gruberi
  • Infectious canine
  • hepatitis virus
  • E.coli.
標準的な微生物研究手法 不要 実験台、シンク
2 ヒトの疾病に関係するもの
主な危険性は経皮、摂取、粘膜への曝露
  • Measles virus
  • salmonellae
  • Toxoplasma spp
  • Hepatitis A, B and C Viruses
  • HIV

 

レベル1に加え、

  • アクセス制限
  • バイオハザードマークの表示
  • 鋭利なものに対する予防措置
  • 必要な廃棄物の除染方法や医学的監視ポリシーを定めたマニュアル
  • 必要に応じ呼吸用保護具着用
第一段階の封じ込め
感染性エアロゾルや液体が飛散する可能性のある操作に対してクラスⅠまたはⅡ安全キャビネット、その他の封じ込め装置を使用する

個人保護具
白衣、グローブ、必要に応じて顔を保護するものを装着する。

レベル1に加えオートクレーブ
3 エアロゾルによって感染する可能性があり、また重篤または致死的な結果をもたらす可能性のある地域固有または外来性の物質
  • M. Tuberculosis
  • St. louis encephalitis virus
  • Coxiella Burnetii
  • Bacillus anthracis (production level)
レベル2に加え

  • 入館・入室制限
  • 廃棄物の除染
  • 研究衣の除染
  • 研究職員の健康診断
第一段階の封じ込め
物質に対し開放的に行われる操作に対してクラスⅠまたはⅡ安全キャビネットを使用する。

個人保護具
研究衣、グローブ、必要に応じて呼吸用保護具を着用する。

レベル2に加え、

  • 通路からのアクセスを物理的に隔離
  • 自動で閉鎖する二重ドアを設置
  • 非循環式排気
  • 研究室内を陰圧にする
4 生命にかかわる高いリスクを有する危険物質/外来物質、エアロゾルを介して感染するもの、または感染リスクが不明なもの
  • エボラ出血熱、マールブルグ出血熱、ラッサ熱、ハンタウイルスなどの出血性疾患を引き起こすウイルス
  • H5N1(鳥インフルエンザ)
  • Yersinia pestis
レベル3に加え

  • 入室前に着衣を交換
  • 退室時にシャワーを浴びる
  • 研究室から外に出すものは全て除染する
第一段階の封じ込め
全ての作業は、全身を覆うスーツ(陽圧、給気)着用にて、クラスⅢまたはⅠまたはⅡ安全キャビネット内で行う
レベル3に加え、

  • 建物を分けるかエリアを隔離する
  • 専用の廃棄システムおよび除染システム
  • その他CDCのガイドラインに記載の必須のもの

出典:Biosafety in Microbiology and Biomedical Laboratories, U. S Department of Health and Human Services, HHS pivlication(CDC) 99-83.95. 4th Edition. April 1999. P52-53.

II. バイオロジカルセフティキャビネット

バイオロジカルセフティキャビネットやバイオセフティキャビネット(安全キャビネット)という用語は、バイオハザードリスクのある物質から人または人と製品(サンプル)の両方を保護するために設計されたさまざまな封じ込め装置(HEPAフィルターを装着したもの)を表すために使用されています。ただし、この用語は、その製品の構造や気流風速、気流パターン、そして排気システムなどに基づいて、その製品が安全キャビネットのクラスⅠ、ⅡまたはⅢの要件に合致している場合に使用すべきです。
バイオロジカルセフティキャビネットの主要な国際基準:

  • American Standard NSF/ANSI 49
  • European Standard EN 12469
  • Australian Standard AS 2252
  • Japanese Standard JIS K 3800
  • Chinese Standard SFDA 440569

表2 バイオロジカルセフティキャビネットのクラス
出典:Laboratory Biosafety Manual Second Edition(revised). Interim guidelines. World Health Organization. P32.

クラス 流入風速
(m/s)
循環
(%)
排出
(%)
制御プレナム
周囲環境
排気選択 BL*
I US: 0.38
EN: 0.70
0 100 外気 室内/ハードダクト 1, 2, 3
II
タイプA1
US: 0.38
EN: NA**
70 30 陰圧プレナム**** 室内/シンブルダクト 1, 2, 3
II
タイプA2
US: 0.50
EN: 0.40
70 30 陰圧プレナム 室内/シンブルダクト 1, 2, 3
II
タイプB1
US: 0.50
EN: NA**
30 70 陰圧プレナム ハードダクト 1, 2, 3
II
タイプB2
US: 0.50
EN: NA**
0 100 陰圧プレナム ハードダクト 1, 2, 3
III Closed:*** >0.5"WC 0 100 陰圧プレナム 室内/ハードダクト 1, 2, 3

* バイオセフティレベル
** このタイプはEN12469に定められていません
*** チャンバーおよび環境間の圧力差
**** 新たに発行されたNSF/ANSI 49:2010によると、クラスIIタイプA1は汚染プレナムを陰圧プレナムで囲むことが要求されています

クラスI安全キャビネット

クラスⅠキャビネットは、今日購入可能な全てのバイオロジカルセフティキャビネットの中で最も基本的で初歩的な設計のキャビネットです。キャビネット内部へ向かう気流は、微生物の操作に伴って発生したエアロゾルを含みます。この気流はろ過システムを通過し、浮遊する粒子や汚染物質がトラップされます。最後に、除染された清浄な空気がキャビネットから排気されます。このろ過システムは通常、プレフィルターおよびHEPAフィルター(High Efficiency Particulate Airフィルター)から構成されます。
クラスⅠキャビネットは、作業者および環境に対するバイオハザード物質の曝露を防ぐことができますが、例えば室内の空気中に存在する浮遊汚染物質によるサンプルの汚染を防ぐことはできません。従って当然ながら、実験の結果に影響を及ぼすクロスコンタミネーションの可能性があります。その結果、対応範囲やアプリケーションが限られていることもあり、クラスⅠはほぼ使用されなくなっています。
クラスⅠ安全キャビネットはバイオセフティレベル1、2および3に分類される微生物を扱う場合に適しています。

クラスII安全キャビネット

クラスⅠキャビネットのように、クラスⅡキャビネットにもキャビネット内(前面開口部からキャビネット内の方向)に向かう気流があります。これはインフローとして知られており、作業中に発生したエアロゾルがキャビネットの前面開口部から流出するのを防いでいます。ただし、クラスⅠキャビネットと異なり、クラスⅡキャビネットのインフローは、作業者の近くにある前面グリルへ流入します。キャビネットのワークエリアへ流入する空気は全てろ過されており、ワークエリア内のサンプルが外気中の汚染物質によって汚染されることはありません。
クラスⅡキャビネット特有の特長は、垂直方向のラミナーフロー(一方向)があることです。この気流は、キャビネット内部を下方向に向かって流れます。この気流はダウンフローとして知られており、連続的にキャビネット内部の浮遊汚染物質を除去するとともに操作中サンプルのコンタミネーションを防ぎます。
多種類のクラスⅡキャビネット間の差は、主に通常のプレナムから再循環する空気に対する排気の割合にあります。それに加えて、異なるクラスⅡキャビネットは排気方法も異なります。一部のキャビネットは室内に直接排気するのに対し、専用のダクトを通して室外の大気中に排気するものもあります。
これらの差異はありますが、全てのクラスⅡキャビネットはクラスⅠキャビネットのように、作業者および環境のバイオハザードへの曝露を保護します。また、クラスⅡキャビネットは、キャビネット内で操作されるサンプルの汚染を防ぐことができ、バイオセフティレベル1,2,3に適しています。

クラスIIタイプA(A1/A2)安全キャビネット

クラスⅡタイプA安全キャビネットは、全てのタイプの中で最も一般的なキャビネットです。気流の30%が排気され、70%がダウンフローとして循環する一般的なプレナムを有しています。
微生物学的な研究プロセスにおいて微量の有害化学物質を使用する場合、タイプAキャビネットに排気ダクトを設置する必要があります。排気用HEPAフィルターは、バイオハザード関連物質を含むエアロゾルを除去することはできますが、科学物質は除去できないためです。大量の毒性化学物質が蒸散するような場合は、タイプAの代わりにタイプBキャビネットを使用してください。
新たに発行されたNSF/ANSI 49:2010によると、クラスⅡタイプA1およびタイプA2キャビネットは、陽圧状態の汚染プレナムを陰圧状態で覆う必要があるとされています。陽圧プレナムから漏出があった場合、漏出したエアロゾルは陰圧によって陽圧プレナムへ引き戻され、外部へ流出しないためです。A2キャビネットでは、陽圧プレナム内の空気の70%がダウンフローとして再循環し、残りの30%は排気フィルターを介して室内へ排気されます。

図1. ClassII タイプA2安全キャビネット
クラスIIタイプB安全キャビネット

タイプAとタイプBの主な違いは、タイプBキャビネットは外部の送風機によって稼働し、また排気は専用の排気ダクトによって大気中に排気を行う点です。外部送風機がない場合、キャビネットの内部送風機によりワークエリア内の空気(および微生物)はキャビネットの前面開口部から排出され、作業者の顔が排気に曝露し、危険な状態となります。このキャビネットは、内部送風機がダウンフローのみを形成し、またインフローを形成するために外部送風機を使用することから、自己平衡型のキャビネットではありません。
全てのタイプBキャビネットでは、キャビネットからの排気ポイントと建物外への排気ポイントとの間に、不純物を除去するシステムを設置し、排気中の化学物質を中和することによって、環境保護性を高めることが可能です。
タイプBキャビネットは通常、作業工程において化学物質を使用する際に使用しますが、理論的にはタイプBキャビネットはタイプAキャビネット よりも高いレベルの安全性を有しています。排気を外気中に直接排出することは、HEPAフィルターシステムが機能を喪失した際に、追加の「フェールセーフ*」機能として働きます。
*装置に何らかの障害や誤作動が発生した場合でも被害を最小限に留める機能のこと

クラスIIタイプB1安全キャビネット

クラスⅡタイプB1キャビネットは元々、米国国立がん研究所によって定められたものです。共通プレナムがあり、そこから空気の70%が排気され、30%がダウンフローとしてワークエリアに再循環します。
タイプB1キャビネットにはまた、専用の排気機能が搭載されており、キャビネット奥側で作業を行う際に、再循環を抑えることができます。微生物学的研究プロセスで使用する毒性化学物質は、ダウンフローとして再循環した場合でも作業を妨げない場合にのみ使用すべきです。

クラスIIタイプB2安全キャビネット

クラスⅡタイプB2キャビネットのインフローおよびダウンフローは、HEPAフィルターによりろ過された後外気中へ排出され、再循環することはありません。タイプB2キャビネットは、空気の再循環を行わないため、微生物学的研究プロセスにおいて毒性化学物質を使用する作業に適しています。タイプB2キャビネットの全排気という特長は、ダウンフローや排気HEPAフィルターシステムが機能を喪失した場合のフェールセーフ機能として働くため、理論的にはクラスⅡキャビネットの中で最も安全なものだと考えられます。
ただし、実際のところ、クラスⅡタイプB2キャビネットは設置や調整、維持が難しいキャビネットです。

クラスIII安全キャビネット

クラスⅢ安全キャビネットはクラスⅠやクラスⅡキャビネットを超える極めて高い安全性を有しています。クラスⅢキャビネットは通常、気密設計された継ぎ目のない金属でできています。作業は、キャビネット前面のグローブポートを使用して行います。作業の間、キャビネット内部は大気環境よりも陰圧に保たれます。これは、物理的封じ込め機能が損なわれた場合のフェールセーフ機能として働きます。
クラスⅢキャビネットでは、HEPAフィルターでろ過 された空気が供給されており、サンプルのクロスコンタミネーション防止や製品保護がなされています。排気は通常HEPAフィルターでろ過 され、焼却処理されます。連続した2枚のHEPAフィルターによる二重ろ過が行われる場合もあります。作業に使用するものは、ワークエリア側面に設置されたパスボックスを介してキャビネット内に入れられます。クラスⅢキャビネットの排気は通常室内に排気されますが、専用のダクトを介して外部の大気中に排気されることもあります。専用のダクトを使用するキャビネットの場合は、毒性化学物質を使用する作業にも適しています。
クラスⅢ安全キャビネットはバイオセフティレベル1,2,3,4の微生物を扱う場合に適しており、致死性の高い生物学的危険性のある研究に対して指定されます。

HEPAフィルターとULPAフィルター

HEPAフィルターは安全キャビネットの心臓部です。HEPAフィルターはディスポーザブルの乾式フィルターで、紙によく似た薄いホウケイ酸ガラス製のシートで形成されています。

  • HEPA
    High Efficiency Particulate Air: 米国では0.3μm粒子を99.99%除去するものとされれています
  • ULPA
    Ultra Low Penetration Air: 米国では0.1~0.3μmの粒子を99.999%除去するものとされています
HEPA/ULPAフィルターの構造
図4. パックがフレームに装着されている-フレームは最終組み立てのためガスケットが装着される

図5. セパレータータイプ
アルミニウム製のセパレータを使用。
セパレーターが媒体部に損傷を与える可能性がある
媒体部が小さい(セパレーターとろ過面積を共有しているため)

図6. ノンセパレータータイプ
アルミニウムセパレーターなし
媒体に対しては安全
より媒体面積が大きい

HEPA/ULPAフィルターは、次のような広範囲の浮遊汚染物質を除去するために設計されています。

  • 微細な塵埃
  • バクテリア(通常: 500-0.3μm)
  • 花粉
  • 放射性微粒子
  • イオン性不純物(集積回路の速度に影響を与える可能性がある)
  • ウイルス(寄生物であり、細胞に付着している)

III. 安全キャビネットの適切な選択と設置、安全な使用

A. 安全キャビネットの選択

安全キャビネットは、第一に、必要とされる保護要件に合わせて選択する必要があります。つまり、製品保護、リスクグループ(バイオセフティレベル)1から4の微生物に対する人員保護、放射性核物質や揮発性毒性化学物質曝露からの人員保護、またはこれらの組み合わせに基づいて選択します。次の表3にて、それぞれの保護要件に対し、どの安全キャビネットが推奨されるかを示しします。

表3

保護要件 安全キャビネットタイプ
人員保護
リスクグループ1から3の微生物を扱う
クラスI~III
人員保護
リスクグループ4の微生物を扱う
グローブボックスを使用
クラスIII
人員保護
リスクグループ4の微生物を扱う
実験用スーツを着用
クラスI~II
製品保護 クラスII~III
不安定な放射性核種・化学物質保護
ワークエリア内への再循環あり
クラスIIタイプB1
クラスIIタイプA2(外部排気型)
不安定な放射性核種・化学物質保護
ワークエリア内への再循環なし
クラスI
クラスIIタイプB2
クラスIII(外部排気型)

出典: Laboratory Biosafety Manual. Second Edition (revised). Interim guidelines. World Health Organization. p29.※

※ワケンビーテック注:現在、実験室バイオセフティ指針(WHO 第3版)やLaboratory Biosafety manual, 4th editionが発刊されています。

揮発性または毒性のある化学物質は、室内に排気を行う安全キャビネット内で使用してはいけません。例えば、建物の排気システムにダクト接続されていないクラスⅠや、クラスⅡタイプA1またはA2キャビネットなどが該当します。クラスⅡタイプB1キャビネットは、微量の揮発性化学物質や放射性核種がキャビネットの後方へ向かって発生する場合の作業に適しています。全排気型とも呼ばれるクラスⅡタイプB2キャビネットは、タイプB1キャビネットと異なり、ワークエリア内のどこにでも揮発性化学物質や放射性核種を配置できるため、これらの物質からの保護性能がより高いキャビネットです。

B. 研究室での安全キャビネットの使用
  1. 場所
    前面開口部から安全キャビネットに流入する気流風速はおよそ0.45から0.53m/sです。この風速の指向性気流は、安全キャビネットの近くを人が歩く、窓やエアレジスタを開けたり、ドアの開閉で形成される空気の流れによって簡単に乱れが生じます。
    理想的には、安全キャビネットは通路や気流の乱れが生じる場所から離れた場所に配置するべきです。メンテナンスがしやすいよう、可能であればキャビネットの両側および背面は、壁から30㎝のスペースを取ると良いでしょう。排気フィルター通過後の正確な風速測定と、排気フィルター交換のため、キャビネット上部には30~35㎝のスペースが必要です。
  2. 作業者
    安全キャビネットの不適切な使用により、その保護性能は大きく失われます。作業者がキャビネットの内外に手を出し入れする際は、前面開口部の気流を乱さないよう注意する必要があります。手を出し入れする際は、前面開口部と垂直方向にゆっくりと行ってください。
    気流の乱れが治まり、また手や腕の表面を「気流で洗浄」してから作業を行うため、安全キャビネット内で作業を行う場合は手や腕をキャビネット内部に入れた後、1分待ってから作業を開始します。

    図7. クラスIIキャビネットの設置

    1. 1の安全キャビネットは空気の動きを避けるため極めて適切な位置に配置されています。
    2. 2の安全キャビネットはドアに近すぎ、また空気吸入口によって気流に影響を受ける可能性があります。
    3. 3の安全キャビネットは空気流入口によって影響を受ける可能性があります。
    4. 4の安全キャビネットはドアに近すぎます。
    5. 5の安全キャビネットは還気エアグリルが気流に影響を与えない場合には適切に配置されています。

    図7は部屋の設計と換気システムがキャビネットの気流に及ぼす様々な影響を示しています。これは標準的な設置方法を示したものではありませんのでご注意ください。実際には小さな部屋に多数のキャビネットを配置することや、それぞれのキャビネットを隣接して配置することは推奨されていません。

  3. 使用物の配置
    クラスⅡ安全キャビネットの前面吸気グリルは、紙や装置、その他のもので塞いではいけません。キャビネット内で使用するものは、キャビネットへ入れる前にその表面を70%アルコールで消毒します。
    飛沫対策として、消毒剤を染み込ませたタオルの上で作業しても構いません。
    全てのものは、背面グリルを塞がないようにして、ワークエリア内のできるだけ後方(向かって奥)に配置します。エアロゾルを発生する装置(例えばミキサーや遠心機)は、キャビネット後方に配置します。バイオハザードバッグやピペットチップ廃棄トレイ、吸引ボトルのような大きなものはキャビネット内部の片側に配置します。動きのある作業は、清浄なエリアから汚染エリアへ向かうようにして行います。
    オートクレーブバッグおよびピペットチップ廃棄トレイはキャビネットの外には設置してはいけません。これらの容器を外部に設置すると、使用する際にキャビネット内外への手の出し入れが必要なため、エアバリアが失われ、人員およびキャビネット内部の製品への保護性能も失われることになります。
  4. 操作およびメンテナンス
    大半の安全キャビネットは、24時間/日の使用が許容できるよう設計されており、連続的な稼働により研究室内の微粒子や塵埃のレベルコントロールに役立つことが分かっています。クラスⅡタイプA1およびタイプA2安全キャビネットは、室内排気か専用排気ダクトに開放式ダクト接続されているため、使用しない場合は電源を落とすことが可能です。クラスⅡタイプB1やクラスⅡタイプB2キャビネットなどの、ダクトが設置されている他のタイプのキャビネットは、室内のエアバランスを保つため、常に空気を流す必要があります。
    作業開始前および作業完了後は、「パージ(キャビネット内部から汚染空気を除去すること)」のため、5分間稼働させてください。
    安全キャビネットの修理は、十分な技能を持った技術者が行うべきです。安全キャビネットの不具合は全て報告し、再使用前に修理を行ってください。
  5. UV(紫外線)ランプ
    UVランプは安全キャビネットにおいて必ずしも必要なものではありませんが、UVランプを使用する場合は、週に1回ランプに付着した塵埃(塵埃により紫外線の殺菌力が損なわれる可能性があります)を除去してください。効果が適切であることを確認するため、キャビネットの認証を行う際に、紫外線強度の検査が必要です。キャビネットのある室内で作業する際は、目や皮膚への不用意な紫外線曝露を避けるため、UVランプを消灯してください。なお、ESCO社のキャビネットの前面ガラスウインドウは99%の紫外線をカットします。
  6. 直火の使用
    微生物フリーの状態に近い環境が形成されている安全キャビネット内では直火の使用を控えてください。火気により気流パターンが乱れる上、揮発性、引火性物質を使用している場合は危険です。白金耳の消毒などは、小型バーナーや電気炉(電気加熱式の焼灼器)を使用します。
  7. 流出物
    研究室における流出物処理の方法を掲示し、研究室を使用する者全員が確認し、理解しておく必要があります。安全キャビネット内でバイオハザード物質の流出が起こった場合は、キャビネットが稼働している間に、すぐ除去作業を開始しなければなりません。有効な消毒剤を使用し、エアロゾル発生を最小限に留めるような方法で処理します。流出物に触れる全てのものは消毒またはオートクレーブを行う必要があります。
  8. 年間認証
    安全キャビネットの機能や完全性については、製造業者の指示に従い、有資格者によって、設置時そして設置後は定期的に国際基準に適応していることの認証を受ける必要があります。
    キャビネットの封じ込め効果の評価には、キャビネット全体、HEPAフィルターのリークチェック、ダウンフロー風速プロファイル確認、前面風速確認、陰圧/換気レート、気流パターン、アラーム、インターロックチェックを含めた検査を行います。
    漏電、照度、紫外線強度、ノイズ、振動チェックなどのオプション検査を行うことも良いでしょう。これらの検査を行うには特別なトレーニングや技術、装置が必要であり、これらの検査は十分な能力をもった専門業者が行うことを強く推奨いたします。
  9. クリーニングおよび消毒
    残った培地により、微生物が増殖する可能性があるため、装置を含む安全キャビネット内の全てのものは、作業完了後に表面を消毒し、キャビネット内から取り除いてください。安全キャビネット内の表面は、各作業の前と後に消毒する必要があります。作業エリア表面および内部の壁はキャビネット内の微生物を殺菌できる消毒剤を使用して清拭します。作業日の最後に、作業エリア表面、側面、背面およびガラスウインドウ内部を清拭し、消毒します。標的とする微生物に対して有効な場合は漂白剤または70%エタノール溶液を使用します。漂白剤のような腐食性のある消毒剤を使用した場合は、消毒後さらに滅菌水を用いて清拭を行います。キャビネットは稼働させたままにしておくことを推奨します。稼働させない場合、電源をOFFにする前にパージを行うため5分間稼働させてください。
  10. 除染
    フィルター交換やキャビネットを移動させる前には、安全キャビネットを除染する必要があります。最も一般的な除染方法は、ホルマリン燻蒸です。ホルマリンの使用が禁止されている欧州の一部の国では、二酸化塩素ガスまたは過酸化水素が用いられています(STERIS、BIOQUELL法)。なお、安全キャビネットの除染は、十分な技能を持った専門業者によって実施されるべきです。
  11. 人員の保護具
    安全キャビネットを使用する場合、作業者は保護具を着用すべきです。バイオセフティレベルが1および2の作業を行う場合は研究衣の着用で構いません。バイオセフティレベル3および4の作業を行う場合は前着、後方結びのガウンを使用します。手袋はガウンの袖の上にかかるよう着用し、袖の中に入れないようにします。伸縮性のある袖は作業者の手首を保護することができます。マスクや安全ゴーグルの着用が必要な場合もあります。
  12. アラーム
    安全キャビネットには1種類または2種類のアラームが搭載されています。サッシアラームはスライド式の前面ウインドウのあるキャビネットに見られるアラームです。作業者が前面ウインドウを不適切な位置に動かした際にサッシアラームが発せられます。このアラームに対しては、前面ウインドウを適切な位置に戻すことで解除が可能です。エアフローアラームはキャビネット内の通常の気流パターンが乱れた場合に発せられます。このアラームは、作業者およびキャビネット内の製品に対する即時的な危険を示します。エアフローアラームが発報した場合、すぐに作業を中止し、責任者に報告してください。取扱説明書には、より詳細な情報が記載されています。安全キャビネットの使用に係るトレーニングにはこの点も含めておくべきでしょう。
  13. 補足
    適切な安全キャビネットの選択、設置、適切な使用、機能の年間認証は複雑なプロセスです。これらのプロセスは十分にトレーニングを受け、経験のあるバイオセフティの専門家によって管理することを強く推奨いたします。この専門家は本文の「参考文献」セクションに記載された関連文献について十分に内容を理解し、また安全キャビネットの全ての点において訓練を受けていることが必要です。また作業者も安全キャビネットの使用方法や作業について、適切なトレーニングを受ける必要があります。
C. 安全な使用
  1. スタートアップ
    • 手を保護するためにグローブを着用してください
    • 作業開始前に必要なものを全てキャビネット内に入れ、表面を消毒します
    • ワークエリア表面、および側面、背面(奥)側の壁を消毒します
    • 作業を開始する前に、数分間ワークエリアのパージを行います
    • ワークエリア内には大量に物を入れてはいけません
    • 作業前にドレンバルブ(ドレン受けがある機種の場合)を閉じます
  2. 操作
    • 前面および背面グリルを塞がないでください
    • 可能な限りキャビネット奥で作業を行ってください
    • 腕の動きを最小限に留めてください。気流を妨げないようゆっくりと動かします
    • キャビネットから腕を出す際は、まず表面の消毒を行ってからゆっくりと出します(前面開口部と垂直の方向に)
    • 外気の乱れを最小限に留めます
    • 清浄なエリアから汚染エリアに向かうように作業を行います
    • バイオハザードバッグはキャビネット外部ではなく、内部に置きます
    • 流出の場合に、飛沫やエアロゾルの発生を最小限に抑えられるよう、必要な場合は吸収パッドをワークエリアに置きます
    • キャビネット内から汚染の可能性のあるものを取り出す際は、予め表面を消毒します
    • エアロゾルを発生する装置は可能な限りキャビネット奥に配置します
    • クロスコンタミネーションを避けるため、清浄なものはエアロゾルを発生する装置から150mm以上離した場所に配置します
    • 下降気流が直撃しないよう、サンプルプレートやディッシュにはフタやカバーをします
    • 気流を妨げる可能性があるため、直火の使用は避けてください
    • 気流を発生する装置、例えば遠心機や撹拌機、ソニケーターなどは、キャビネットの奥1/3のエリアに設置してください
  3. ブンゼンバーナー
    バーナーの使用により、キャビネット内部の空気が外部へ流出し、作業者が危険に曝される可能性があります。クラスⅡキャビネットでは、クロスコンタミネーション保護性能が失われる可能性もあります。バーナーを点けたまま循環式のクラスⅡキャビネットの前面ウインドウを閉じた場合、キャビネット内に熱がこもりフィルターに損傷を与えます。

      ブンゼンバーナーの安全性:

    • 不使用時には自動的にガス供給を低下させ、小さな炎を維持する電子バーナー
    • 遮断弁は緊急時にすぐに対応できるよう、キャビネットの近くに配置してください
    • キャビネット性能への影響を最小限に抑えるため、バーナーはワークエリア内のできるだけ奥に設置します
    • 電磁弁でガス供給を連動し、自動的に消火することが可能です

    ESCO安全キャビネット内のブンゼンバーナーによる気流の乱れ試験
    (製作:ワケンビーテック株式会社 企画推進部)

  4. シャットダウン
    • 使用したバイオハザードバッグの口を閉じてください
    • ワークエリア表面、奥、側面の壁、ドレンパンおよびガラスウインドウの内側を消毒してください
    • ワークエリアのパージを行います
    • UVランプがある場合は、ガラスウインドウを閉じ、点灯させてください
  5. メンテナンス
    • プレフィルターは3か月に1回の頻度で交換してください
    • UVランプは1年に1回交換してください
    • 動作確認を行ってください(例:アラーム点検、気流の計測など)

IV. バイオハザード物質の流出と洗浄方法

A. 安全キャビネット内部
  • エアロゾルの封じ込めのため、少なくとも5分間は待機します
  • 洗浄する際は、研究衣、安全ゴーグル、手袋を着用してください
  • 洗浄を行っている間もキャビネットは稼働した状態にしてください
  • 消毒薬を使用する際は、最低20分間、消毒薬の接触時間を取ってください
  • 消毒薬を染み込ませたペーパータオルで、こぼれた液を拭き取ります
  • ワークエリア、壁、キャビネット内にあったものなどは全て消毒剤を染み込ませたペーパータオルで表面を拭いてください
  • オートクレーブ処理など、バイオハザード廃棄物の処理に適切な方法を用いて汚染されたものを廃棄してください
  • 再利用可能なものは、バイオハザードバッグ、蓋つきのオートクレーブ容器に入れるか、新聞紙に包むなどしてからオートクレーブを行い、洗浄してください
  • オートクレーブができないものは、安全キャビネットから取り出す前に、消毒薬と20分間接触させてください
  • 洗浄作業中に使用した保護衣はバイオハザードバッグに入れてオートクレーブを行ってください
  • 再使用または電源を切る前には、キャビネット内を洗浄後10分間稼働させてください
B. 室内(安全キャビネットの外)
  • バイオセフティレベル2以上の場合、バイオセフティの担当部署へ通報する
  • 全人員のエリアを洗浄してください。流出エリアへ入る際は、エアロゾルが落ち着くまで15分以上待ってから入るようにしてください
  • オートクレーブ処理するため、汚染された衣服は全て脱いでバイオハザードバッグに入れてください
  • ディスポーザブルガウンおよび安全ゴーグル、手袋を着用してください

実際の消毒方法は次の通りです。
消毒薬を使用して、次の手順で洗浄作業を行います。

  1. 液体を吸い込ませるため、乾いたペーパータオルを流出物の上に置きます。その上に、消毒薬を染み込ませたペーパータオルを重ねます
  2. 流出物の周囲を囲むように消毒剤を追加していきます。また消毒剤と流出物が適切に接触するようにします。このとき、エアロゾルの発生を最小限に留めるよう注意してください
  3. 流出エリアにある全てのものを消毒します
  4. 完全に殺菌されるまで消毒剤に20分間曝露させます
  5. 適切な消毒剤を用いて装置を清拭してください
  6. オートクレーブなど適切な方法で処理し、汚染されたディスポーザブル品を廃棄します
  7. 再利用するものは消毒を行ってください
C. 遠心機内
  • 全人員のエリアを洗浄してください
  • 流出物の清掃を開始する前に、エアロゾルが落ち着くまで30分待ちます
  • 清掃時は保護衣、安全ゴーグル、手袋を着用してください
  • ローターおよびバケットを取り外し、一番近い安全キャビネット内へ移動させます
  • 遠心機内部を充分に消毒します
  • 汚染されたディスポーザブル品は、オートクレーブなどの適切な方法で処理して廃棄してください
D. 運搬中などの室外
  • バイオハザードマークのある物質は、堅牢でしっかりと密封した一次容器に入れ、さらに一次容器を堅牢でフタがあり、バイオハザードマークの表示をした容器(クーラーボックス、プラスチック容器、バケツ型容器) に入れて運搬してください
  • 公共エリアでバイオハザード物質が飛散した場合は、必ず保護具を着用して洗浄を行ってください
  • 飛散エリアを保護し、全ての人が近づかないようにしてください
  • 専門業者等に連絡し、洗浄を依頼してください
  • 飛散への対応および洗浄作業中は、待機し、求めがあった場合や必要な場合のみ支援を行ってください

引用:UCSD Biosafety Handbook, UCSD EH&S Biosafety Team 1996.THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA, USA. p95-97.

表3. 消毒薬と微生物種

消毒液 グルタルアルデヒド 過酸化物/過酢酸/酢酸 二酸化塩素 塩素 ヨードフォア アルコール フェノール 第四級アンモニウム
分類 滅菌剤 滅菌剤 滅菌剤 高水準 中水準 中水準 中水準 低水準
使用パラメーター
濃度 2% 1% 1:5:1/100-1000ppm 0.01-5% 0.5-2.5% 70-85% 0.2-3% 0.1-2%
接触時間
10-600 10-720 10-600 10-30 10-30 10-30 10-30 10-30
安定性
(>1週間)*
+ + + + + +
微生物
芽胞菌 + + + +/-
ウイルス
(エンベロープなし)
+ + + + +/-** +/-** +/-**
マイコバクテリウム属 + + + + + + +
栄養型細菌 + + + + + + + +
ウイルス
(エンベロープあり)
+ + + + + + + +
特性
有機物により不活化 + + + + +/- +
残留性 + + + +/- + +
腐食性 + + + +
引火性 +
皮膚刺激性 + + + + + +
眼刺激性 + + + + + + +
呼吸器刺激性 + + + + + + +/-
毒性 + + + + + + + +
安全キャビネットでの使用
日常消毒 +/- + + +
バイオハザード流出対応 +/- + +/- + + +/-

+:有効  +/-:有効だが限界がある  無印:無効
*遮光、密封状態で
**ウイルスの種類により効果が異なる

V. 参考文献

  • User & Service Manual. Labculture® Class II Type A2 Biohazard Safety Cabinet: ESCO Micro Pte Ltd.
  • Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories (BMBL). 4th Edition.
  • Office of Health and Safety (OHS), Centers for Disease Control and Prevention (CDC). US Department of Health.
  • Laboratory Biosafety Manual. Second Edition (revised). Interim guidelines. World Health Organization.
  • UCSD Biosafety Handbook, UCSD EH&S Research Community for Biosafety. 1996.
  • UCSD Biosafety Handbook, UCSD EH&S Biosafety Team 1996. THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA, USA.

本資料はESCO社の資料「A Guide to Biosafety & Biological Safety Cabinets」を弊社が和訳したものです。
原文はこちらからご覧いただけます。