コンタミネーション対策 ～見えない「侵略者」から細胞を守るために～

＜はじめに＞
見えない脅威から細胞を守るため

前回の記事では、「コンタミネーション（汚染）」がどのように研究に深刻な影響を与えるのか、そしてその主な侵入経路が「人」「環境」「設備」にあることをお伝えしました。
参考：「コンタミネーション（汚染）～見えない「侵略者」が研究に忍び寄るとき～」

たった一晩で細胞を壊滅させ、長期間にわたる努力を一瞬で水の泡にするコンタミネーション。通称「コンタミ」。

その恐ろしさを知った今こそ、「実際にどう防ぐか」を考えていく必要があります。

コンタミの原因は、手技のミスやドアの開け閉めによる外気の流入、加湿水の汚染など、さまざまです

一つひとつは小さなことでも、積み重なれば大きなリスクに繋がります。

だからこそ、「これだけやれば大丈夫」と思わずに、複数の対策を重ねて、しっかりとした防御体制を築くことが大切です。

＜第一歩は「環境リセット」から＞
インキュベーターを一度きれいに

どんなに対策をしても、すでに微生物が繁殖してしまっている環境では効果が半減してしまいます。

そこでまず行いたいのが、インキュベーター内部を一度徹底的にクリーンな状態に戻すことです。

いわば「環境リセット」ですね。

乾熱滅菌で定期的なリフレッシュを

多くのダイレクトヒート式インキュベーター^*1には「乾熱滅菌機能」が備わっています。

これはインキュベーターの庫内自体が加熱し、高温環境とすることで、庫内に存在する細菌やカビ、酵母などを一掃する方法です^*2。

乾熱滅菌中のダイレクトヒート式インキュベーター

乾熱滅菌中は本体が熱くなる場合がありますのでご注意下さい

薬剤を使わないため、残留物の心配もなく、安全性も高いのが特長です。

研究や培養のスケジュールに応じて、定期的にこの機能を使えば、コンタミの温床を根本から断つことができます。

ただし、使用する際には、庫内が空であること、熱に弱い部品が残っていないこと、加湿水が無いことを確認してください。

加熱温度と時間を設定して乾熱滅菌を開始します

乾熱滅菌時の庫内は高温となりますのでご注意ください

詳しい手順は、必ず取扱説明書をご確認ください。

*1：ウォータージャケット式インキュベーターでは基本的に乾熱滅菌機能はありません。

*2：乾熱滅菌に必要な温度・時間については各社から提供されている技術情報や日本薬局方（微生物殺滅法の乾熱滅菌）などをご参照ください。

＜微生物ゼロを目指して＞
ガス滅菌（化学的滅菌）という方法もあります

ウォータージャケット式インキュベーターのように乾熱滅菌が適さない機器では、反応性の高いガスを用いた化学的滅菌が選択肢となります。

棚板や棚受けに発生したカビ

きれいに見える？内扉のハンドル

庫内側にはたくさんのカビが発生していることも

過酢酸や過酸化水素、ホルムアルデヒド（ホルマリン）などを用いることで、庫内の隅々にまで滅菌効果を行き渡らせ、人の手では届きにくい部分に潜む微生物も処理することができます。

ただし、これらのガスは反応性が非常に高く、処理後に残存していると細胞培養に影響をおよぼす場合があるため、十分な換気や中和（無毒化）処理が必要です。

具体的な手順や安全管理については、装置の取扱説明書を必ずご確認ください。

なおメーカーによってはガス滅菌サービスを提供している場合もあり、また専門業者に依頼する方法もあります。

＜安全なメンテナンスのために＞
不安なときは必ずメーカーなどに相談を

ここで、ぜひお伝えしておきたい大切なポイントがあります。インキュベーターは単なる「保温庫」ではありません。

インキュベーターは様々なセンサーを持つ精密機器です

扉の向こう側は温度・ガス濃度が高い精度で管理されています

庫内には、温度やCO₂濃度を正確に制御するためのセンサーや電子部品が組み込まれており、精密機器として扱う必要があります。

誤った清掃方法や、使用が許可されていない薬剤（特に塩素系など）を使用すると、各種センサーの損傷や金属部品の腐食を招き、重大な不具合につながるおそれがあります。

少しでも不安を感じた場合は、必ず購入先やメーカーにご相談ください。

気軽に相談できるメーカーにお話しください

最適な滅菌方法のアドバイスが得られるかも

場合によっては、もっと最適な滅菌方法や注意点など有用な情報を得られるかもしれません。

＜清浄度を保ち続ける工夫＞
日々の「防御」を習慣に

インキュベーターをリセットしたあとは、その清浄な状態をどう保つかが次の課題です。

ここでは、持続的に庫内環境を守るための代表的な技術をご紹介します。

＜空気の清浄＞
HEPAフィルターで浮遊菌をキャッチ

コンタミの大きな原因の一つは、空気中に舞っている微生物です。

インキュベーターのドアを開け閉めするだけでも、空気の流れで細菌が入り込み、広がる可能性があります。

こうしたリスクに対応する基本装備が「HEPAフィルター」です。

庫内空気を循環させるファンに装着するHEPAフィルターの例

非常に細かい繊維で作られており、空気を循環させながら微粒子や微生物を物理的に除去してくれます。

家庭用の高性能空気清浄機にも使われている信頼性の高い技術で、インキュベーターの空気を常に清浄に保つ心強い味方です。

＜加湿水の管理＞
見落としがちな、もう一つのリスク

インキュベーターでは培地の蒸発を防ぐため、高い湿度を保っています。

その湿度を保つための加湿水は、微生物が繁殖しやすい場所でもあります。

加湿水には滅菌水の使用を推奨します

もし加湿水に微生物が存在すると…（説明は本文）

37℃の温かい環境とわずかな栄養（空気中の微粒子や皮脂など）があれば、細菌やカビはあっという間に増えてしまいます。

右上のイラストのように加湿水に微生物が存在すると・・・
1. ごくわずかな栄養を基にして増殖し始めます。
2. 微生物はインキュベーター庫内の気流に乗って漂います。
3. フラスコやディッシュの表面に付着します。
→　付着した微生物が培養操作中に培地へ落下してコンタミを起こすかもしれません。

こういった事態を招かないようにするため、「水の管理」が、インキュベーターの清浄度維持においてとても重要なポイントになります。次にその例をご紹介します。

1. UVランプによる殺菌

水に紫外線を照射し、主に微生物のDNAを破壊する方法です。

ただし、UV光は直進性が高いため、加湿水が濁っていたり影ができている箇所には殺菌効果がなくなります。

また定期的な点検やランプの交換も必要となります。

2. 抗菌金属の使用

庫内の部品に銅合金などの抗菌素材を使うことで、金属イオンの力で微生物の増殖を抑えるという手法です。

具体的には銅イオンの場合では、それが細胞膜に作用して破壊（透過性を高める）することで微生物に大きな損傷を与えます。

また細胞内や外で非常に反応性の高い活性酸素を発生させることでも微生物に大きな損傷を与えます。

これらの作用により微生物を死に至らしめるのですが、細胞が直接抗菌素材に触れることが無いよう注意することが必要です。

3. 銀イオンによる新たなアプローチ

近年注目されているのが、銀イオンを活用した技術です。

専用の部材を加湿水に入れておくだけで、そこから銀イオンが水に溶け出し、抗菌効果を持つ水へと変わります。

加湿水に置くだけの簡単設置可能な製品

たったこれだけでコンタミリスクを下げます

製品によっては特殊な素材が使われます

銀イオン溶出のメカニズムとして、(1)タブレット（薬剤）が水と反応して銀イオンが溶出する、(2)不織布に付着した銀などの化合物から銀イオンが溶出する、などがあります。

どちらも徐放性（一気に溶出するのではなく、じわじわと染み出てくる性能）に優れていなければ、長期間の抗菌作用は期待できません。

なかには、たった1回の使用で銀イオンを溶出しつくしてしまい、2回目以降の使用ではほとんど抗菌効果が期待できないもの（下のグラフのオレンジ色）もあります。こういった製品ではせっかくの抗菌効果を持続するために、毎回新品を使う必要があります。

一方、加湿水を交換した2回目以降であっても変わらず銀イオンを溶出し続け、高い抗菌効果を維持できるもの（下のグラフの青色）もあります。銀イオンは目に見えないので、本当にこんなに減っているの？と思われるかもしれません。

こういった抗菌製品を利用する際には、科学的な裏付け（溶出銀イオン濃度の定量試験など）がきちんとある技術資料が備わっているものをオススメします。

製品によっては2回目以降ほとんど効果が無い場合もあります

このような抗菌製品は、高湿度を長期間維持できるウォータージャケットインキュベーターや、シェーカーやポンプといった装置を庫内に置いたりする場合、特に有力なコンタミ防止となるため、今後ますます注目される製品のひとつです。

ウォータージャケットは高湿度環境を長期間維持可能

浮遊細胞を大量培養するときにはシェーカーを庫内に置くこともあります

＜まとめ＞
コンタミ対策は「文化」づくりから

今回は、インキュベーターを中心としたコンタミネーション対策について、初期のリセットから日常的な管理技術まで、幅広くご紹介しました。

乾熱滅菌やガス滅菌のような徹底的な対策と、HEPAフィルターや加湿水管理といった日々の工夫を組み合わせていくことが重要です。

特に、見落とされがちな加湿水の管理が清浄度維持のカギとなることを、ぜひ意識していただければと思います。

そして最後に、何より大切なのは「継続すること」。

どんなに優れた装置や対策も、それを使い続ける「人」の意識と行動にかかっています。

研究室全体で正しい知識を共有し、丁寧な作業を積み重ねていくこと。

コンタミを防ぐための最大の力は、そうした「文化」に他なりません。