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JP5633727B2 - Plasma sterilizer - Google Patents

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Description

本発明は、放電プラズマを利用して、滅菌対象物に付着した被処理物を滅菌又は滅毒するプラズマ滅菌装置に関し、特に有毒かつ難分解性の多糖類の被処理物を、プラズマを利用して滅菌又は滅毒するプラズマ滅菌装置に関する。   The present invention relates to a plasma sterilization apparatus that uses discharge plasma to sterilize or disinfect an object to be processed attached to an object to be sterilized, and particularly to an object to be processed of a toxic and hardly degradable polysaccharide using plasma. The present invention relates to a plasma sterilization apparatus that sterilizes or disinfects.

現在、医療用滅菌方法としてEOG、ホルマリン及びグルタールアルデヒドを用いた滅菌が実用化されている。グラム陰性菌、例えば、大腸菌を殺菌する場合には、細胞壁が完全に分解されず、細胞壁を構成するエンドトキシンが遊離することがある。エンドトキシンは、内毒素とも呼ばれ、動物に対して過剰な免疫活性を引き起こすため、ショック症状(エンドトキシンショック)を引き起こす虞も有る。このため、エンドトキシン及び異常プリオンをはじめとする毒素に対する確実で効率的な滅菌法の確立が強く求められている。   At present, sterilization using EOG, formalin and glutaraldehyde is in practical use as a medical sterilization method. When sterilizing Gram-negative bacteria such as E. coli, the cell wall may not be completely degraded, and endotoxins constituting the cell wall may be released. Endotoxin, also called endotoxin, causes excessive immune activity against animals, and may cause shock symptoms (endotoxin shock). Therefore, establishment of a reliable and efficient sterilization method for toxins including endotoxin and abnormal prions is strongly demanded.

当該滅菌に高エネルギーのプラズマを利用することも検討されている。しかし、プラズマを用いた滅菌法は、検討段階であり、未だ実用化に至っていないというのが現状である。   The use of high-energy plasma for the sterilization is also under consideration. However, the sterilization method using plasma is in the investigation stage and has not yet been put into practical use.

従来のプラズマ滅菌装置は、電極対への電気パルスの印加によって発生したパルス電界と、当該印加によって発生したファインストリーマ放電に起因して窒素雰囲気中に発生したプラズマに含まれる窒素ラジカルと、ファインストリーマ放電に起因して窒素雰囲気が発する短波長紫外線とを毒素に作用させることにより、毒素を窒化および酸化し、処理対象物の表面から毒素を散逸させる技術がある(例えば、特許文献1参照)。   A conventional plasma sterilization apparatus has a pulse electric field generated by applying an electric pulse to an electrode pair, a nitrogen radical contained in a plasma generated in a nitrogen atmosphere due to a fine streamer discharge generated by the application, and a fine streamer. There is a technique in which toxin is nitrided and oxidized by causing short-wavelength ultraviolet rays emitted from a nitrogen atmosphere due to discharge to act on the toxin to dissipate the toxin from the surface of the object to be treated (see, for example, Patent Document 1).

しかし、特許文献1に示すような従来のプラズマ滅菌装置は、放電ギャップ(電極間距離)の制約から、当該制約に収まる滅菌対象物のみしか電極間に挿入できないという課題を有する。また、従来のプラズマ滅菌装置は、仮に放電領域に滅菌対象物を挿入できた場合にも、滅菌対象物により放電経路が遮断され、放電が停止してプラズマ発生を維持できず、滅菌処理が行えないという課題を有する。   However, the conventional plasma sterilization apparatus as shown in Patent Document 1 has a problem that only a sterilization object that fits into the restriction can be inserted between the electrodes due to the restriction of the discharge gap (distance between electrodes). In addition, even if a conventional plasma sterilization apparatus can insert a sterilization object into the discharge region, the discharge path is blocked by the sterilization object, and the discharge is stopped and plasma generation cannot be maintained, so that sterilization can be performed. There is no problem.

また、本出願人は、特許文献2において、酸素ガスをプラズマ化して酸素ラジカルを生成し、滅菌処理を行うプラズマ滅菌装置を提案した。しかしながら、特許文献2のプラズマ滅菌装置では、滅菌処理を行う容器内において、電極近傍にプラズマが偏在し酸素ラジカルも局所的に発生しているため、被処理物全体を滅菌するのに長時間を要する。しかも、このようなプラズマ滅菌装置で発生させた酸素ラジカルのみでは、多糖類の被処理物を滅菌するには不十分であることが判明した。   In addition, the present applicant has proposed a plasma sterilization apparatus that converts oxygen gas into plasma to generate oxygen radicals and performs sterilization treatment in Patent Document 2. However, in the plasma sterilization apparatus of Patent Document 2, since plasma is unevenly distributed in the vicinity of the electrode and oxygen radicals are locally generated in the container for sterilization, it takes a long time to sterilize the entire object to be processed. Cost. Moreover, it has been found that only oxygen radicals generated by such a plasma sterilization apparatus are insufficient to sterilize the polysaccharide treatment object.

特開2008−178679号公報JP 2008-178679 A 特許第4006491号公報Japanese Patent No. 4006491

本発明は前記課題を解消するためになされたもので、滅菌対象物の配置に拘わらずプラズマ発生を継続することができ、滅菌対象物に付着した被処理物の毒性を不活化する高度な滅菌能力を備え、被処理物である微生物(細菌等)が死滅するだけではなく、微生物を構成するタンパク質、多糖類、糖タンパク質までも分解可能なプラズマ滅菌装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is capable of continuing plasma generation regardless of the arrangement of an object to be sterilized, and advanced sterilization that inactivates the toxicity of an object to be treated attached to the object to be sterilized. The object is to provide a plasma sterilization apparatus that has the ability to not only kill microorganisms (such as bacteria), but also proteins, polysaccharides, and glycoproteins that constitute microorganisms.

上述した課題を解決するため、本発明に係るプラズマ滅菌装置は、以下のような技術的特徴を有する。   In order to solve the above-described problems, the plasma sterilization apparatus according to the present invention has the following technical features.

(1) 滅菌対象物を収納する収納容器と、該収納容器の内側又は外側に設置された電極と、該収納容器内にガスを供給するガス供給手段と、該電極に高周波電流を供給する高周波供給手段とを有し、該電極に高周波電流を供給し該収納容器内のガスをプラズマ化し、該滅菌対象物を滅菌処理するプラズマ滅菌装置において、該高周波電流の周波数は、3MHz以上であり、該電極は、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を有すると共に、該電極部位の集合体が、該滅菌対象物が占める空間を取り囲むように配置され、各電極部位が誘起する磁力線の方向が該空間に向かう方向であり、該空間又は該空間の近傍で各電極部位の誘起する磁場が重畳されて存在することを特徴とする。 (1) A storage container for storing an object to be sterilized, an electrode installed inside or outside the storage container, a gas supply means for supplying a gas into the storage container, and a high frequency for supplying a high frequency current to the electrode A plasma sterilization apparatus for supplying a high-frequency current to the electrode to convert the gas in the storage container into a plasma and sterilizing the object to be sterilized, wherein the frequency of the high-frequency current is 3 MHz or more, The electrode has an electrode part composed of a pair of electric wires through which currents flow in opposite directions in a local space, and the assembly of the electrode part is arranged so as to surround the space occupied by the sterilization target, The direction of the line of magnetic force induced by the electrode part is the direction toward the space, and the magnetic field induced by each electrode part is superimposed on the space or in the vicinity of the space.

(2) 上記(1)に記載のプラズマ滅菌装置において、該電極が、1本以上の長尺電線で構成されていることを特徴とする。 (2) The plasma sterilization apparatus according to (1) above, wherein the electrode is composed of one or more long electric wires.

(3) 上記(2)に記載のプラズマ滅菌装置において、該滅菌対象物が占める空間を通過する特定方向に対して、該長尺電線が、該特定方向に平行又は垂直に往復する蛇行形状、あるいは該特定方向を取り巻く螺旋形状のいずれかを備えていることを特徴とする。 (3) In the plasma sterilization apparatus according to (2), a meandering shape in which the long electric wire reciprocates in parallel or perpendicularly to the specific direction with respect to a specific direction passing through the space occupied by the sterilization target, Alternatively, any one of spiral shapes surrounding the specific direction is provided.

) 上記(1)乃至()のいずれかに記載のプラズマ滅菌装置において、該ガス供給手段によって該収納容器内に供給するガスは、酸素、空気又は水蒸気の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。 ( 4 ) In the plasma sterilization apparatus according to any one of (1) to ( 3 ), the gas supplied into the storage container by the gas supply means includes at least one of oxygen, air, and water vapor. Features.

) 上記(1)乃至()のいずれかに記載のプラズマ滅菌装置において、該収納容器内には、該滅菌対象物を載置し、導電性材料で形成されると共に、電気的に接地された載置手段を備えることを特徴とする。 ( 5 ) In the plasma sterilization apparatus according to any one of (1) to ( 4 ), the object to be sterilized is placed in the storage container, is formed of a conductive material, and is electrically It is characterized by comprising grounded mounting means.

本発明のように、滅菌対象物を収納する収納容器と、該収納容器の内側又は外側に設置された電極と、該収納容器内にガスを供給するガス供給手段と、該電極に高周波電流を供給する高周波供給手段とを有し、該電極に高周波電流を供給し該収納容器内のガスをプラズマ化し、該滅菌対象物を滅菌処理するプラズマ滅菌装置において、該電極は、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を有すると共に、該電極部位の集合体が、該滅菌対象物が占める空間を取り囲むように配置され、各電極部位が誘起する磁力線の方向が該空間に向かう方向であり、該空間又は該空間の近傍で各電極部位の誘起する磁場が重畳されて存在するため、該電極に供給される高周波電流が誘起する磁場により、強い電場が発生することにより、該収納容器内のガスが効率的にプラズマ化され、さらに該滅菌対象物が占める空間に向かう磁場を利用し、該滅菌対象物にプラズマ中のイオンやプラズマで生成された活性酸素を連続的に供給でき、該滅菌対象物に付着した被処理物の毒性を不活化すると共に、被処理物である微生物(細菌等)を死滅させ、さらに、微生物を構成するタンパク質、多糖類、糖タンパク質までも分解することが可能となる。
特に、高周波電流の周波数は、3MHz以上であるため、酸素原子を容易にプラズマ化することが可能となる。
As in the present invention, a storage container for storing an object to be sterilized, an electrode installed inside or outside the storage container, a gas supply means for supplying gas into the storage container, and a high-frequency current to the electrode A plasma sterilization apparatus for supplying a high-frequency current to the electrode, converting the gas in the storage container into a plasma, and sterilizing the object to be sterilized. The electrode part is composed of a pair of electric wires through which currents flow in opposite directions, and the assembly of the electrode parts is arranged so as to surround the space occupied by the sterilization target, and the direction of the magnetic lines of force induced by each electrode part is Since the magnetic field induced by each electrode part is superimposed in the space or in the vicinity of the space, a strong electric field is generated by the magnetic field induced by the high-frequency current supplied to the electrode. Thus, the gas in the storage container is efficiently converted into plasma, and further, a magnetic field directed to the space occupied by the sterilization target is used, and ions in the plasma and active oxygen generated by the plasma are generated on the sterilization target. Can be continuously supplied, inactivate the toxicity of the object to be treated attached to the object to be sterilized, kill microorganisms (bacteria etc.) as the object to be treated, and further comprise proteins, polysaccharides, Even glycoproteins can be degraded.
In particular, since the frequency of the high-frequency current is 3 MHz or more, oxygen atoms can be easily converted into plasma.

本発明のプラズマ滅菌装置は、電極が、1本以上の長尺電線で構成されていることにより、電気的配線を簡略化しながら、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を多数形成することが可能となる。   The plasma sterilization apparatus according to the present invention includes a pair of electric wires in which currents flow in opposite directions in a local space while simplifying the electrical wiring because the electrode is composed of one or more long electric wires. It becomes possible to form many electrode parts.

本発明のプラズマ滅菌装置は、滅菌対象物が占める空間を通過する特定方向に対して、長尺電線が、該特定方向に平行又は垂直に往復する蛇行形状、あるいは該特定方向を取り巻く螺旋形状のいずれかを備えているため、容易に局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を多数形成することが可能となる。   The plasma sterilization apparatus according to the present invention has a meandering shape in which a long electric wire reciprocates parallel or perpendicular to the specific direction with respect to a specific direction passing through a space occupied by an object to be sterilized, or a spiral shape surrounding the specific direction. Since either of them is provided, it is possible to easily form a large number of electrode parts composed of a pair of electric wires in which currents flow in opposite directions in a local space.

本発明のプラズマ滅菌装置は、ガス供給手段によって収納容器内に供給するガスは、酸素、空気又は水蒸気の少なくともいずれかを含むため、活性酸素をより多く生成することが可能となる。   In the plasma sterilization apparatus of the present invention, since the gas supplied into the storage container by the gas supply means contains at least one of oxygen, air, and water vapor, more active oxygen can be generated.

本発明のプラズマ滅菌装置は、収納容器内には、滅菌対象物を載置し、導電性材料で形成されると共に、電気的に接地された載置手段を備えるため、プラズマにより生成された電子またはイオンにより戴置手段が帯電することを防止できることとなり、当該帯電による電子またはイオンの減速を防止して活性酸素の生成量が維持されることにより高い滅菌能力を維持することができる。   In the plasma sterilization apparatus of the present invention, an object to be sterilized is placed in a storage container, is formed of a conductive material, and has a mounting means that is electrically grounded. Alternatively, it is possible to prevent the placing means from being charged by ions, and it is possible to maintain a high sterilization ability by preventing deceleration of electrons or ions due to the charging and maintaining the amount of active oxygen generated.

本発明の第1の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の構成図1 is a configuration diagram of a plasma sterilization apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の電極の配置図Arrangement of electrodes of plasma sterilization apparatus according to first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の収納容器の断面図Sectional drawing of the storage container of the plasma sterilization apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の実験結果Experimental results of the plasma sterilization apparatus according to the first embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の構成図The block diagram of the plasma sterilization apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の断面図Sectional drawing of the plasma sterilization apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の断面図Sectional drawing of the plasma sterilization apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明における長尺電線の形状を説明する概略図Schematic explaining the shape of the long electric wire in the present invention

本発明のプラズマ滅菌装置について、以下に詳細に説明する。図1乃至8は、本発明の実施形態を説明する図である。
図1は、本発明の第1の実施形態を説明する構成図であり、本発明のプラズマ滅菌装置の基本的構成は、滅菌対象物100を収納する収納容器1と、該収納容器1の内側又は外側に設置された電極2と、該収納容器内にガスを供給するガス供給手段4と、該電極に高周波電流を供給する高周波供給手段3とを有し、該電極に高周波電流を供給し該収納容器内のガスをプラズマ化し、該滅菌対象物を滅菌処理するプラズマ滅菌装置において、該電極2は、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を有すると共に、該電極部位の集合体が、該滅菌対象物100が占める空間を取り囲むように配置され、各電極部位が誘起する磁力線の方向が該空間に向かう方向であり、該空間又は該空間の近傍で各電極部位の誘起する磁場が重畳されて存在することを特徴とする。
The plasma sterilization apparatus of the present invention will be described in detail below. 1 to 8 are diagrams illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of the present invention. A basic configuration of a plasma sterilization apparatus according to the present invention includes a storage container 1 for storing an object 100 to be sterilized, and an inner side of the storage container 1. Or it has the electrode 2 installed outside, the gas supply means 4 which supplies gas in this storage container, and the high frequency supply means 3 which supplies a high frequency current to this electrode, and supplies a high frequency current to this electrode In the plasma sterilization apparatus for converting the gas in the storage container into plasma and sterilizing the object to be sterilized, the electrode 2 has an electrode portion composed of a pair of electric wires in which currents flow in opposite directions in a local space. The assembly of the electrode parts is arranged so as to surround the space occupied by the sterilization object 100, and the direction of the magnetic lines of force induced by each electrode part is the direction toward the space, and in the vicinity of the space or the space Each electrode part Induced magnetic field is characterized by the presence is superimposed.

本発明のプラズマ滅菌装置の説明において、「滅菌」という表現を使用するが、これは、単に、微生物などの被処理物を滅菌処理するだけに限らず、微生物を構成するタンパク質、多糖類、糖タンパク質までも分解し、被処理物の毒性を不活化する「滅毒」処理までも含む概念である。   In the description of the plasma sterilization apparatus of the present invention, the expression “sterilization” is used, but this is not limited to simply sterilizing an object to be processed such as microorganisms, but also proteins, polysaccharides, sugars constituting microorganisms. It is a concept that includes “disinfection” treatment that decomposes even proteins and inactivates the toxicity of the object to be treated.

また、本発明のプラズマ滅菌装置の説明において、「各電極部位が誘起する磁力線の方向が(滅菌対象物が占める)空間に向かう方向」であると定義しているが、本発明の効果である、滅菌対象物を滅菌処理できる範囲内において、一部の電極部位が誘起する磁力線の方向が、上記方向から仮に外れても許容できることは言うまでもない。   Further, in the description of the plasma sterilization apparatus of the present invention, it is defined that “the direction of the magnetic lines of force induced by each electrode part is the direction toward the space (occupied by the sterilization target)”, which is the effect of the present invention. Needless to say, the direction of the lines of magnetic force induced by some of the electrode parts may be allowed to deviate from the above direction within the range in which the object to be sterilized can be sterilized.

なお本発明において「取り囲む」とは、必ずしも全領域を囲むことを意味しているのではなく、実質的にプラズマが重畳して滅菌を効率よく達成できれば隙間が存在していても良い。   In the present invention, the “surrounding” does not necessarily mean that the entire region is surrounded, and a gap may exist as long as the plasma can be substantially superimposed to achieve sterilization efficiently.

以下では、本発明のプラズマ滅菌装置に係る第1の実施形態を中心に説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係るプラズマ滅菌装置を、図1から図4に基づいて説明する。
この図1は本発明の第1の実施形態に係るプラズマ滅菌装置の構成図、図2は図1に記載されたプラズマ滅菌装置の電極の配置図、図3は図1に記載されたプラズマ滅菌装置の収納容器の断面図、図4は図1に記載されたプラズマ滅菌装置の実験結果を示す。
Below, it demonstrates centering on 1st Embodiment which concerns on the plasma sterilization apparatus of this invention.
(First embodiment)
A plasma sterilization apparatus according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a plasma sterilization apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an arrangement diagram of electrodes of the plasma sterilization apparatus described in FIG. 1, and FIG. 3 is a plasma sterilization described in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the storage container of the apparatus, and FIG.

図1において、本実施形態に係るプラズマ滅菌装置は、滅菌対象物100を収納する収納容器として、ガラス管1を使用している。このガラス管1の内部に、蛇行状に屈曲形成される線状体を配置して形成される電極2が設けられている。本発明のプラズマ滅菌装置においては、当該電極の形状に特徴があり、詳細は後述する。   In FIG. 1, the plasma sterilization apparatus according to the present embodiment uses a glass tube 1 as a storage container for storing an object 100 to be sterilized. The glass tube 1 is provided with an electrode 2 formed by arranging a linear body bent in a meandering manner. The plasma sterilization apparatus of the present invention is characterized by the shape of the electrode, and details will be described later.

この電極2に商用周波数以上、特に3MHz以上の高周波電流を供給し、この高周波電流により滅菌対象物100に向かう磁界を発生させる高周波供給手段3と、このガラス管1の中空部に酸素ガスなどのプラズマ化するガスを供給する原料ガス供給手段としての酸素ガス供給装置4と、酸素ガスのバルブ41と、このガラス管1の内部を減圧する減圧装置5と、この減圧装置5の減圧量を操作するバルブ51と、このガラス管1の内部に配設され、滅菌対象物100を戴置する導電性材で形成され、接地して形成される戴置手段としての戴置棚6とをプラズマ滅菌装置は備えている。   The electrode 2 is supplied with a high frequency current of commercial frequency or higher, particularly 3 MHz or higher, and a high frequency supply means 3 for generating a magnetic field directed to the sterilization object 100 by the high frequency current, and oxygen gas or the like in the hollow portion of the glass tube 1. Oxygen gas supply device 4 as a raw material gas supply means for supplying a gas to be converted into plasma, an oxygen gas valve 41, a decompression device 5 for decompressing the inside of the glass tube 1, and an amount of decompression of the decompression device 5 Plasma sterilization of the bulb 51 and the placement shelf 6 which is disposed inside the glass tube 1 and is formed of a conductive material on which the object 100 to be sterilized is placed and which is formed by grounding. The device is equipped.

収納容器であるガラス管1は、中空筒状体として円柱状に形成され、例えば、直径200mm、全長450mmとすることができる。収納容器の形状は、中空筒状体に限らず、中空方形状体又は中空球状体などを用いることができる。   The glass tube 1 as a storage container is formed in a cylindrical shape as a hollow cylindrical body, and can have a diameter of 200 mm and a total length of 450 mm, for example. The shape of the storage container is not limited to a hollow cylindrical body, and a hollow rectangular body or a hollow spherical body can be used.

また、収納容器を形成する材料としては、ガラス、ステンレススチールなどの金属、又はセラミックスなどが挙げられる。ガラスの場合には、電極は収納容器の内側又は外側のいずれでも配設可能であるが、金属材料の場合には、電極は収納容器の内側に設置する必要がある。金属材料の収納容器の内側に電極を配置する場合には、電極に電流を供給した際に、収納容器の中心へ向いた磁力線とその反対方向に向いた磁力線が発生するが、反対方向に向いた磁力線は金属材料の収納容器の壁で消去され、磁界が外部へ漏出するなどの不具合を発生せず好ましい。   Moreover, as a material which forms a storage container, metals, such as glass and stainless steel, or ceramics are mentioned. In the case of glass, the electrode can be disposed either inside or outside the storage container. However, in the case of a metal material, the electrode needs to be installed inside the storage container. When an electrode is placed inside a metal material storage container, when current is supplied to the electrode, a magnetic field line directed toward the center of the storage container and a magnetic field line directed in the opposite direction are generated. The magnetic lines of force that have been removed are preferably erased by the wall of the metal material storage container, so that problems such as leakage of the magnetic field to the outside do not occur.

本発明のプラズマ滅菌装置に使用される電極2は、図2に示すように、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を有すると共に、図1に示すように、該電極部位の集合体が、該滅菌対象物100が占める空間を取り囲むように配置される。局所的な空間における電極2は、図2(a)に示すように、2つの電線によって構成される一対の電線(一対の電線(2a−1,2b−1),(2a−2,2b−2)など)からなる電極部位が複数存在し、各電極部位内の2つの電線は、互いに逆方向に電流が流れる状態となっている。電極部位を構成する一対の電線の間隔Lと、2つの電極部位の間隔L’は、共に同じであることが好ましいが、電極部位の配置の形状などにより必ずしも同じ間隔(L=L’)である必要は無い。図1では、屈曲形成される線状体(電線)を中空筒状の長手方向に平行に等間隔で往復させ、結果として各電極部位内の2つの電線間隔Lと、隣接する2つの電極部位の間隔L’は等しくなるよう形成されている。   As shown in FIG. 2, the electrode 2 used in the plasma sterilization apparatus of the present invention has an electrode portion composed of a pair of electric wires in which currents flow in opposite directions in a local space, as shown in FIG. The assembly of the electrode parts is arranged so as to surround the space occupied by the sterilization object 100. As shown in FIG. 2A, the electrode 2 in the local space has a pair of electric wires (a pair of electric wires (2a-1, 2b-1), (2a-2, 2b- 2) and the like, and two electric wires in each electrode portion are in a state where current flows in opposite directions. The distance L between the pair of electric wires constituting the electrode part and the distance L ′ between the two electrode parts are preferably the same, but are not necessarily the same distance (L = L ′) depending on the shape of the arrangement of the electrode parts. There is no need. In FIG. 1, a linear body (electric wire) to be bent is reciprocated at equal intervals in parallel with the longitudinal direction of the hollow cylinder. As a result, two electric wire intervals L in each electrode portion and two adjacent electrode portions The intervals L ′ are equal to each other.

このような電極部位の集合体である電極は、1本以上の長尺電線で構成することができる。図8に示すように、滅菌対象物を通過する特定方向Xに対して、長尺電線2が、該特定方向Xに平行(図8(a)参照,図1では、中空筒状体の収納容器1の長手方向を特定方向としている)又は垂直(図8(b)参照)に往復する蛇行形状、あるいは後述する図5に示すように特定方向(中空筒状体の収納容器1の長手方向)を取り巻く螺旋形状のいずれかを備えている。そして、図8の点線枠で囲んだ局所的な空間Bにおいては、互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位が形成されている。   An electrode which is an assembly of such electrode parts can be composed of one or more long electric wires. As shown in FIG. 8, the long electric wire 2 is parallel to the specific direction X with respect to the specific direction X passing through the sterilization target (see FIG. 8A, in FIG. 1, the hollow cylindrical body is accommodated). The longitudinal direction of the container 1 is a specific direction) or a meandering shape reciprocating vertically (see FIG. 8B), or a specific direction as shown in FIG. 5 described later (the longitudinal direction of the storage container 1 of a hollow cylindrical body) ). And in the local space B enclosed with the dotted-line frame of FIG. 8, the electrode site | part which consists of a pair of electric wire through which an electric current flows mutually reversely is formed.

図1,5及び8に示す長尺電線を用いることで、複数の電極部位を接続する電気的配線を簡略化することが可能であると共に、容易に、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を多数形成することが可能となる。   By using the long electric wires shown in FIGS. 1, 5 and 8, it is possible to simplify the electrical wiring for connecting a plurality of electrode parts, and the currents can be easily reversed in a local space. It is possible to form a large number of electrode parts composed of a pair of electric wires through which the current flows.

そして、このような電極部位の集合体である電極2は、図1に示すように、滅菌対象物100が占める空間を取り囲むように配置される。なお、電極2の素材には、ステンレスまたは銅を使用することが好ましい。   And the electrode 2 which is an aggregate | assembly of such an electrode site | part is arrange | positioned so that the space which the sterilization target object 100 occupies may be surrounded, as shown in FIG. In addition, it is preferable to use stainless steel or copper for the material of the electrode 2.

図2(a)に示すように、各電極部位における一対の電線の間隔L(又はL’)は、電線に流す高周波電流の大きさや、電極部位から滅菌対象物までの距離に依存して決定される。電線を流れる高周波電流が大きい場合には、電線間隔L(又はL’)は比較的大きくとることができ、また、電極部位から滅菌対象物までの距離が大きい程、電線間隔L(又はL’)を大きくとる方が好ましい。   As shown in FIG. 2A, the distance L (or L ′) between the pair of wires in each electrode site is determined depending on the magnitude of the high-frequency current flowing through the wire and the distance from the electrode site to the sterilization object. Is done. When the high-frequency current flowing through the electric wire is large, the electric wire interval L (or L ′) can be relatively large, and as the distance from the electrode part to the sterilization object increases, the electric wire interval L (or L ′) ) Is preferably larger.

さらに、隣接する電極部位間の距離については、各電極部位内に形成される磁場と隣接する電極部位の間に形成される反対方向の磁場とが、滅菌対象物が占める空間(例えば、収納容器の中央位置)において、磁気双極子を形成しない程度の距離だけ離間させることが好ましい。また、より好ましくは、図2(a)に示す各電極部位における一対の電線の間隔Lと、隣接する電極部位間の距離L’とは同じに設定する方が、高周波電流が形成する磁場の平均強度が一様化し、より均質な空間分布を有するプラズマや活性酸素を生成することが可能となる。   Furthermore, regarding the distance between the adjacent electrode parts, the space (for example, the storage container) occupied by the object to be sterilized by the magnetic field formed in each electrode part and the magnetic field in the opposite direction formed between the adjacent electrode parts At the center position) is preferably separated by a distance that does not form a magnetic dipole. More preferably, the distance L ′ between the pair of electric wires in each electrode part shown in FIG. 2A and the distance L ′ between the adjacent electrode parts are set to be the same as the magnetic field formed by the high-frequency current. The average intensity becomes uniform, and it becomes possible to generate plasma and active oxygen having a more uniform spatial distribution.

電極2に流す高周波電流の周波数の下限値は、3MHz以上に設定することで、電極が形成する誘導起電力の周波数変化にイオンが追随でき難くなるため、電子のみが効率的に加速され酸素原子が容易にイオンと電子に電離することから、低温のプラズマを生成することが可能となる。   By setting the lower limit of the frequency of the high-frequency current flowing through the electrode 2 to 3 MHz or more, it becomes difficult for ions to follow the frequency change of the induced electromotive force formed by the electrode, so that only the electrons are efficiently accelerated and oxygen atoms However, since it is easily ionized into ions and electrons, low temperature plasma can be generated.

よって、長尺電線の長さにも依存するが、高周波供給部3における交流電源の周波数は、1MHzから10GHzの範囲、好ましくは3MHz〜2.45GHzの範囲で設定することができる。   Therefore, although depending on the length of the long electric wire, the frequency of the AC power supply in the high-frequency supply unit 3 can be set in the range of 1 MHz to 10 GHz, preferably in the range of 3 MHz to 2.45 GHz.

一対の電線からなる電極部位に電流を流すと、図2(b)に示すような磁力線(細線矢印)が各電線(2a−1〜2a−3,2b−1,2b−2)に形成され、これらが合成されてより強い誘導磁場(磁力線)M(太線矢印)が形成される。当然、隣接する二つの磁場Mとの間には、同じ大きさで反対方向の磁場M’が形成される。   When an electric current is passed through an electrode portion composed of a pair of electric wires, magnetic lines of force (thin arrows) as shown in FIG. 2B are formed on the electric wires (2a-1 to 2a-3, 2b-1, 2b-2). These are combined to form a stronger induced magnetic field (lines of magnetic force) M (thick line arrows). Naturally, a magnetic field M ′ having the same magnitude and opposite direction is formed between two adjacent magnetic fields M.

本発明における各電極部位の配置は、図3が示すように、各電極部位が誘起する磁力線Mの方向が、滅菌対象物100が占める空間に向かう方向となるよう配置されている。そして、滅菌対象物の占める空間又はその近傍で各電極部位の誘起する磁場が重畳されて存在することで、滅菌対処物にプラズマや活性酸素が十分に到達することが可能となる。   As shown in FIG. 3, the electrode parts in the present invention are arranged so that the direction of the magnetic lines of force M induced by each electrode part is the direction toward the space occupied by the sterilization target 100. In addition, since the magnetic field induced by each electrode part is superimposed in the space occupied by the sterilization target or in the vicinity thereof, it becomes possible for plasma and active oxygen to reach the sterilization target sufficiently.

本発明のプラズマ滅菌装置では、滅菌対象物の占める空間を取り囲むように、各電極部位を配置するため、図3のように、滅菌対象物を取り囲む収納容器の全面から、該収納容器の中心方向に重畳的な誘導磁場が生じることとなり、この重畳的磁場が誘導する電場で加速された電子もしくはイオンと酸素分子との衝突により生じた活性酸素種が、収納容器の内部に戴置された滅菌対象物へ到達し、三次元的な全面に対して効率的に滅菌することができる。   In the plasma sterilization apparatus of the present invention, each electrode part is disposed so as to surround the space occupied by the object to be sterilized. Therefore, as shown in FIG. 3, from the entire surface of the storage container surrounding the object to be sterilized, A sterilization in which an active oxygen species generated by collision of electrons or ions accelerated by an electric field induced by this superimposing magnetic field with oxygen molecules is placed inside the storage container. It reaches the object and can be sterilized efficiently on the entire three-dimensional surface.

また、収納容器が方形(図7参照)の場合、円の中心点に集合する状況とは相違するが、磁力線の相互作用により中央部分における磁場が、最も大きくなる。また、収納容器が球形の場合には、誘導磁場の集中効果は非常に大きくなる。   Further, when the storage container is a square (see FIG. 7), the magnetic field in the central portion becomes the largest due to the interaction of the lines of magnetic force, although it is different from the situation of gathering at the center point of the circle. Moreover, when the storage container is spherical, the concentration effect of the induced magnetic field becomes very large.

図3のような誘導磁場が誘導する電場で、収納容器1内のガスがプラズマ化される。プラズマ化は、高周波で変化する磁場が存在する一対の電線からなる電極部位の近傍で行われるが、収納容器の中央方向に向かう磁場に沿って、プラズマが移動し、電極(2a,2b)の位置から数mm〜数cmだけ中央寄りの位置から、中央に向かって、比較的均一な密度分布を有するプラズマを生成することが可能となる。   In the electric field induced by the induction magnetic field as shown in FIG. 3, the gas in the storage container 1 is turned into plasma. Plasmaization is performed in the vicinity of an electrode portion composed of a pair of electric wires in which a magnetic field changing at a high frequency exists, but the plasma moves along the magnetic field toward the center of the storage container, and the electrodes (2a, 2b) It becomes possible to generate plasma having a relatively uniform density distribution from a position closer to the center by several mm to several cm from the position toward the center.

このようなプラズマ分布により、収納容器の中央付近では、効率的に滅菌処理が行われる。また、電極(電線2a,2b)付近及びその外側では、殆どプラズマが生成されていないため、電極がプラズマにより損傷を受けることや、劣化することが抑制される。   By such plasma distribution, sterilization is efficiently performed near the center of the storage container. Moreover, since almost no plasma is generated in the vicinity of the electrodes (electric wires 2a and 2b) and outside thereof, the electrodes are prevented from being damaged or deteriorated by the plasma.

収納容器1の内部に導入する気体としては、プラズマにより活性酸素種を発生させるものであれば、酸素ガスに限定されるものではなく、例えば空気や水蒸気を使用することもでき、この場合には、身近に存在する気体であるため費用面において有利となる。また、酸素分子を含む気体、例えば、酸素ガス、空気及び水蒸気から生成される活性酸素種による滅菌は、他の活性酸素種、例えば、水酸化ラジカルとは異なり、滅菌残渣物が無害なために取扱いが容易であるという利点も有する。また、この活性酸素種による滅菌は、他の活性酸素種、例えば、窒素ラジカルとは異なり、物理的のみならず化学的に滅菌対象物100自体を分解することも無いため、滅菌対象物を損傷することなく高い滅菌能力を発揮するという利点も有する。   The gas introduced into the storage container 1 is not limited to oxygen gas as long as it generates active oxygen species by plasma. For example, air or water vapor can be used. This is advantageous in terms of cost because it is a gas that exists in the immediate vicinity. In addition, sterilization by reactive oxygen species generated from gas containing oxygen molecules, for example, oxygen gas, air and water vapor is different from other active oxygen species, for example, hydroxyl radical, because the sterilization residue is harmless. There is also an advantage that it is easy to handle. In addition, sterilization by reactive oxygen species, unlike other reactive oxygen species, for example, nitrogen radicals, does not physically and chemically decompose the sterilization target 100 itself, so that the sterilization target is damaged. It also has the advantage of exhibiting high sterilization ability without having to.

以下、前記構成に基づく本実施形態の具体的な滅菌動作について説明する。
本実施形態は、図1に示すように、まず滅菌対象物100を、収納容器であるガラス管1の内部の戴置棚6に戴置し、該ガラス管1を密閉する。次に、バルブ51の操作により減圧装置5を用いて該ガラス管1の内部を減圧し、バルブ41を開放して酸素ガス供給装置4から適当な流量で供給孔を経由して酸素ガスをガラス管1に導入する。
Hereinafter, a specific sterilization operation of the present embodiment based on the above configuration will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, first, an object 100 to be sterilized is placed on a placing shelf 6 inside a glass tube 1 that is a storage container, and the glass tube 1 is sealed. Next, the inside of the glass tube 1 is decompressed using the decompression device 5 by operating the valve 51, the valve 41 is opened, and oxygen gas is supplied to the glass from the oxygen gas supply device 4 through the supply holes at an appropriate flow rate. Introduce into tube 1.

次に、電極2に、工業的に通常使用される帯域の高周波(マイクロ波を含む)を印加し、高周波電流を流す。高周波の周波数としては、13.56MHzが利用でき、さらには、マイクロ波帯の周波数である2.45GHzを利用することも可能である。これらは通常、高周波においては50W、マイクロ波においては500W程度の電力で使用される。電極2は、高周波電流によりプラズマを生成し、ガラス管1内に電子と酸素分子との衝突により活性酸素種や酸素イオンを生成する。この活性酸素種は、菌を構成する蛋白質、糖質、脂質に対する強い酸化作用を有しており、この酸化作用により菌を分解して死滅させることができる。なお、滅菌対象物の表面に付着した蛋白質、糖質、脂質の分解に際しては、酸素イオンも一部機能する。   Next, high frequency (including microwaves) in a band normally used in industry is applied to the electrode 2 to flow a high frequency current. As the frequency of the high frequency, 13.56 MHz can be used, and further, 2.45 GHz which is a frequency in the microwave band can be used. These are usually used with a power of about 50 W at a high frequency and about 500 W at a microwave. The electrode 2 generates plasma by a high-frequency current, and generates active oxygen species and oxygen ions by collision of electrons and oxygen molecules in the glass tube 1. This reactive oxygen species has a strong oxidizing action on proteins, carbohydrates and lipids constituting the fungus, and can be decomposed and killed by this oxidizing action. Note that oxygen ions also partially function when decomposing proteins, carbohydrates, and lipids attached to the surface of the object to be sterilized.

次に、加速されたイオンと酸素分子との二次的な電荷交換衝突により生じた活性酸素種がガラス管1の内部に戴置された滅菌対象物100に衝突する。このように、活性酸素種は、滅菌対象物100に対して複数の方向から加速されて衝突することから、この加速により活性酸素種が化学的滅菌作用に加えて物理的エネルギーを具備することとなり、滅菌対象物100に対する滅菌能力が向上し、活性酸素種のみでは困難とされるエンドトキシンのような有毒かつ難分解性の滅菌対象物100の毒性を不活化することができる。   Next, the active oxygen species generated by the secondary charge exchange collision between the accelerated ion and the oxygen molecule collide with the sterilization target object 100 placed inside the glass tube 1. Thus, since the active oxygen species are accelerated and collide with the object 100 to be sterilized from a plurality of directions, the active oxygen species have physical energy in addition to the chemical sterilization action by this acceleration. The sterilization ability for the sterilization target 100 can be improved, and the toxicity of the toxic and hardly degradable sterilization target 100 such as endotoxin, which is difficult only by reactive oxygen species, can be inactivated.

また、この電極2は、図1及び図3に示すように、中空筒状の長手方向に平行に等間隔で往復されることから、該電極2の近傍に効率的に重畳された強い磁場Mを発生し、該磁場Mにより誘導される電場によりイオンの速度を高めて、電荷交換衝突により生じる活性酸素種の運動エネルギーを増大させることとなり、活性酸素種の滅菌能力を向上させることができる。また、滅菌対象物100は、放電を発生させる両極間には戴置されないことから、滅菌対象物100による放電の弱体化を防止し、プラズマ発生能力を維持することができる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 3, since the electrode 2 is reciprocated at equal intervals in parallel with the longitudinal direction of the hollow cylinder, a strong magnetic field M efficiently superimposed in the vicinity of the electrode 2 is obtained. And the velocity of ions is increased by the electric field induced by the magnetic field M, and the kinetic energy of the active oxygen species generated by the charge exchange collision is increased, so that the sterilizing ability of the active oxygen species can be improved. Further, since the sterilization target 100 is not placed between the two electrodes that generate the discharge, the weakening of the discharge by the sterilization target 100 can be prevented and the plasma generation capability can be maintained.

また、滅菌対象物100を収納するガラス管1の大きさは、例えば、直径200mm、全長450mmの大きさが可能であり、滅菌対象物100を戴置する十分な空間が得られる。このため、滅菌対象物100の大きさに余り依存することなく、効率的に滅菌を行うことができる。なお、ガラス管1は、直径400mm、全長600mmのガラス管を使用することもでき、この場合には、さらに大きな滅菌対象物100を戴置することができることとなり、本発明を産業的に利用する上では、大変有益なものとなる。また、戴置棚6が、導電性材で形成され、接地して形成されることから、プラズマにより生成されたイオンが戴置手段に帯電することを防止できることとなり、この帯電によるイオンの減速を防止して活性酸素の生成量が維持されることにより高い滅菌能力を維持することができる。このように、本発明は、従来では実施が困難であった低気圧条件下での大体積のプラズマ処理を可能とすることとなり、滅菌処理量の向上によりプラズマ滅菌処理の実用化を図ることができる。   Moreover, the size of the glass tube 1 that houses the sterilization target 100 can be, for example, 200 mm in diameter and 450 mm in length, and a sufficient space for placing the sterilization target 100 can be obtained. For this reason, sterilization can be performed efficiently without depending on the size of the object 100 to be sterilized. The glass tube 1 may be a glass tube having a diameter of 400 mm and a total length of 600 mm. In this case, a larger sterilization object 100 can be placed, and the present invention is used industrially. Above, it will be very useful. In addition, since the mounting shelf 6 is formed of a conductive material and grounded, ions generated by plasma can be prevented from being charged to the mounting means, and the ions are decelerated due to this charging. High sterilization ability can be maintained by preventing and maintaining the production amount of active oxygen. As described above, the present invention makes it possible to perform a large volume of plasma processing under low-pressure conditions, which has been difficult to implement in the past, and it is possible to put the plasma sterilization treatment into practical use by improving the amount of sterilization treatment. it can.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るプラズマ滅菌装置を、図5に基づいて説明する。図5において各番号は図1における意味と同じである。本態様においては長いU字状の電線がそのまま筒体に巻回されており、U字の開封末端を電力入力端子(一方が高周波電源への端子、他方が接地端子)としてある。このように電極2を長尺電線で構成し、滅菌対象物を通過する特定方向(中空筒状体の長手方向)を取り巻く螺旋形状に設定することも可能である。
(Second Embodiment)
A plasma sterilization apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, each number has the same meaning as in FIG. In this embodiment, a long U-shaped electric wire is wound around the cylinder as it is, and the U-shaped unsealed end is used as a power input terminal (one is a terminal for a high-frequency power source and the other is a ground terminal). Thus, it is also possible to configure the electrode 2 with a long electric wire and set it in a spiral shape surrounding a specific direction (longitudinal direction of the hollow cylindrical body) passing through the sterilization target.

つまり、本発明のプラズマ滅菌装置では、収納容器を中空筒状体で形成する場合を例に説明すると、図1のように、電極2は屈曲形成される線状体を中空筒状体の長手方向に平行に且つ当該中空筒状体の内側全周に亘り配設して形成してもよく、また、図5のように、電極2は中空筒状体の円周上を螺旋状に巻回して軸方向に進展する方法で配設することも可能である。さらに、上記屈曲方式と上記巻回方式を重ね合わせて併用してもよい。この場合、電力印加は必ずしも同時に行う必要はなく、交互に周期的に印加してもよい。なお、螺旋状に巻回する場合は、簡便には長いU字状の電線をそのまま筒体に巻回し、U字の開封末端を電力入力端子にすることで、簡単に望みの電極を形成することができる。勿論、2本の電線を平行して巻回し、それぞれの電線へ入力する電力を逆方向に設定することによっても簡単に電極を形成できる。   That is, in the plasma sterilization apparatus of the present invention, the case where the storage container is formed of a hollow cylindrical body will be described as an example. As shown in FIG. The electrode 2 may be formed so as to be parallel to the direction and over the entire inner circumference of the hollow cylindrical body, and as shown in FIG. 5, the electrode 2 is spirally wound on the circumference of the hollow cylindrical body. It is also possible to arrange by rotating and extending in the axial direction. Further, the bending method and the winding method may be used in combination. In this case, the power application is not necessarily performed simultaneously, and may be alternately applied periodically. In addition, when winding in a spiral shape, a desired electrode can be easily formed by simply winding a long U-shaped wire around a cylinder and using the U-shaped unsealed end as a power input terminal. be able to. Of course, an electrode can also be easily formed by winding two electric wires in parallel and setting the electric power input to each electric wire in the opposite direction.

(その他の実施形態)
さらに、図8(a)に示すようなX方向に平行に蛇行する長尺電線2や、図8(b)に示すようなX方向に垂直に蛇行する長尺電線2を複数使用し、図6の符号a1及びa2の位置に、図面の奥行き方向(X方向)に向かって、これらを配置することで、滅菌対象物100を取り囲むように電極を配置することも可能である。
(Other embodiments)
Further, a plurality of long electric wires 2 meandering parallel to the X direction as shown in FIG. 8A and a plurality of long electric wires 2 meandering perpendicular to the X direction as shown in FIG. It is also possible to arrange the electrodes so as to surround the sterilization target object 100 by arranging them at positions 6 and a2 in the depth direction (X direction) of the drawing.

さらに、図7のように方形の断面を有する収納容器1の内部に、符号b1〜b4の位置に、図8(a)又は(b)の長尺電線2を配置し、同様に、滅菌対象物100を取り囲むように電極を配置することも可能である。   Furthermore, the elongate electric wire 2 of FIG. 8 (a) or (b) is arrange | positioned in the position of the code | symbol b1-b4 inside the storage container 1 which has a square cross section like FIG. It is also possible to arrange the electrodes so as to surround the object 100.

(実験例)
以下の条件で実験を行い、図4に示す結果を得た。図中において、曲線Aは、本発明のプラズマ滅菌装置による実験結果を示し、曲線B及び曲線Cは、従来のプラズマ滅菌装置による実験結果を比較例として示す。この曲線Bは、従来の過酸化水素ガスプラズマ滅菌装置による実験結果であり、この曲線Cは、従来のエチレンオキサイドガスプラズマ滅菌装置による実験結果である。なお、分解対象物はエンドトキシンの代替物質であるベータグルカンを用い、分解の確認は、赤外吸光光度計にて実施した。具体的には、赤外吸光スペクトルにて波長2925cm−1におけるCH結合のピーク高さの変化(減少)に基づいて、分解対象物であるベータグルカンの分解を確認した。これは、多糖類であるベータグルカンが分解されることに伴い、ベータグルカンを構成するCH結合の量が減少することを利用している。
(Experimental example)
Experiments were performed under the following conditions, and the results shown in FIG. 4 were obtained. In the figure, a curve A shows an experimental result by the plasma sterilization apparatus of the present invention, and a curve B and a curve C show the experimental result by the conventional plasma sterilization apparatus as a comparative example. This curve B is the experimental result by the conventional hydrogen peroxide gas plasma sterilizer, and this curve C is the experimental result by the conventional ethylene oxide gas plasma sterilizer. In addition, beta glucan which is a substitute substance for endotoxin was used as the decomposition target, and the confirmation of the decomposition was performed with an infrared absorptiometer. Specifically, decomposition of beta glucan, which is a decomposition target, was confirmed based on a change (decrease) in the peak height of CH bonds at a wavelength of 2925 cm −1 in an infrared absorption spectrum. This utilizes the fact that the amount of CH bonds constituting the beta glucan decreases with the degradation of beta glucan, which is a polysaccharide.

(実験条件)
1.プラズマ:低気圧容量結合型プラズマ
2.放電方式:高周波グロー放電
3.収納手段内圧力:70Pa
4.プラズマ生成電源:高周波電源(13.56MHz)
5.プラズマ生成電力:50W
6.原料ガス:酸素(98%)と窒素(2%)の混合ガス
7.滅菌対象物:酵母由来ベータグルカン(5mg/cm2
(Experimental conditions)
1. 1. Plasma: Low-pressure capacitively coupled plasma 2. Discharge method: high frequency glow discharge Storage means internal pressure: 70 Pa
4). Plasma generation power source: High frequency power source (13.56 MHz)
5. Plasma generation power: 50W
6). 6. Source gas: mixed gas of oxygen (98%) and nitrogen (2%) Sterilization target: Yeast-derived beta glucan (5 mg / cm 2 )

この実験結果から、従来のプラズマ滅菌装置が高々約75%の分解率に留まるのに対して、本発明のプラズマ滅菌装置は、分解率が90%を越えており、従来と比較して1.2倍以上の分解能を有することが確認された。なお、曲線Bは、過酸化水素ガスプラズマ滅菌装置の滅菌処理による機材(装置)の耐性限界により、処理時間は80分までが限界であった。また、同様に、曲線Cは、エチレンオキサイドガスプラズマ滅菌装置の滅菌処理による機材(装置)の耐性限界により、処理時間は180分までが限界であった。   From this experimental result, the plasma sterilization apparatus of the present invention has a decomposition rate exceeding 90%, whereas the conventional plasma sterilization apparatus has a decomposition rate of about 75% at most. It was confirmed that the resolution was twice or more. Curve B had a limit of up to 80 minutes due to the tolerance limit of the equipment (apparatus) by the sterilization treatment of the hydrogen peroxide gas plasma sterilizer. Similarly, curve C had a limit of processing time of up to 180 minutes due to the tolerance limit of the equipment (device) by the sterilization processing of the ethylene oxide gas plasma sterilizer.

この実験結果から、本発明のプラズマ滅菌装置は、処理時間が約250分を経過した時点で、この分解率が90%まで達するという高い分解能を確認することができた。プラズマ滅菌装置は、一般的に、表面処理により滅菌を行う装置であり、また、実用時の分解対象物(エンドトキシン、ベータグルカン等)の濃度は、1cm2あたりナノグラムからマイクログラムのオーダーであることから、本実験結果の5mg/cm2もの高濃度のベータグルカンに対して90%の分解率を示したことにより、実用時には、分解率が90%以上でほぼ100%に達するものと考えられる。なお、本プラズマ滅菌装置は、エンドトキシンの代替物質であるベータグルカンを分解対象物としたが、同様な代替物質であるケラチンを分解対象物とすることもできる。 From this experimental result, the plasma sterilization apparatus of the present invention was able to confirm a high resolution that the decomposition rate reached 90% when the processing time passed about 250 minutes. A plasma sterilization apparatus is generally an apparatus that performs sterilization by surface treatment, and the concentration of degradation target substances (endotoxin, beta glucan, etc.) in practical use is on the order of nanograms to micrograms per 1 cm 2. From this result, it is considered that the degradation rate of 90% or higher for beta glucan having a concentration as high as 5 mg / cm 2 in the present experimental result reaches almost 100% when the degradation rate is 90% or more. In this plasma sterilization apparatus, beta glucan, which is an alternative substance to endotoxin, is used as an object to be decomposed, but keratin, which is a similar substitute substance, can also be used as an object to be decomposed.

以上のように、本発明によれば、滅菌対象物の配置に拘わらずプラズマ発生を継続することができ、滅菌対象物に付着した被処理物の毒性を不活化する高度な滅菌能力を備え、被処理物である微生物(細菌等)が死滅するだけではなく、微生物を構成するタンパク質、多糖類、糖タンパク質までも分解可能なプラズマ滅菌装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, plasma generation can be continued regardless of the arrangement of an object to be sterilized, and it has a high sterilization ability to inactivate the toxicity of an object to be treated attached to the object to be sterilized. It is possible to provide a plasma sterilization apparatus that not only kills microorganisms (bacteria and the like) that are objects to be treated but also can decompose proteins, polysaccharides, and glycoproteins that constitute the microorganisms.

1 収納容器(ガラス管)
2 電極
2a、2b 電線
3 高周波供給部
4 酸素ガス供給装置
41 バルブ
5 減圧装置
51 バルブ
6 戴置棚
100 滅菌対象物
1 Storage container (glass tube)
2 Electrode 2a, 2b Electric wire 3 High frequency supply part 4 Oxygen gas supply device 41 Valve 5 Pressure reducing device 51 Valve 6 Placement shelf 100 Sterilization object

Claims (5)

滅菌対象物を収納する収納容器と、該収納容器の内側又は外側に設置された電極と、該収納容器内にガスを供給するガス供給手段と、該電極に高周波電流を供給する高周波供給手段とを有し、該電極に高周波電流を供給し該収納容器内のガスをプラズマ化し、該滅菌対象物を滅菌処理するプラズマ滅菌装置において、
該高周波電流の周波数は、3MHz以上であり、
該電極は、局所的な空間において互いに逆方向に電流が流れる一対の電線からなる電極部位を有すると共に、該電極部位の集合体が、該滅菌対象物が占める空間を取り囲むように配置され、各電極部位が誘起する磁力線の方向が該空間に向かう方向であり、該空間又は該空間の近傍で各電極部位の誘起する磁場が重畳されて存在することを特徴とするプラズマ滅菌装置。
A storage container for storing an object to be sterilized, an electrode installed inside or outside the storage container, a gas supply means for supplying a gas into the storage container, and a high-frequency supply means for supplying a high-frequency current to the electrode In a plasma sterilization apparatus for supplying a high-frequency current to the electrode to turn the gas in the storage container into a plasma and sterilizing the object to be sterilized,
The frequency of the high-frequency current is 3 MHz or more,
The electrode has an electrode part composed of a pair of electric wires through which currents flow in opposite directions in a local space, and the assembly of the electrode part is arranged so as to surround the space occupied by the sterilization target, A plasma sterilization apparatus characterized in that the direction of the magnetic field lines induced by the electrode parts is a direction toward the space, and the magnetic fields induced by the electrode parts are superimposed in the space or in the vicinity of the space.
請求項1に記載のプラズマ滅菌装置において、該電極が、1本以上の長尺電線で構成されていることを特徴とするプラズマ滅菌装置。   2. The plasma sterilization apparatus according to claim 1, wherein the electrode is composed of one or more long electric wires. 請求項2に記載のプラズマ滅菌装置において、該滅菌対象物が占める空間を通過する特定方向に対して、該長尺電線が、該特定方向に平行又は垂直に往復する蛇行形状、あるいは該特定方向を取り巻く螺旋形状のいずれかを備えていることを特徴とするプラズマ滅菌装置。   3. The plasma sterilization apparatus according to claim 2, wherein the elongated electric wire reciprocates parallel or perpendicular to the specific direction with respect to a specific direction passing through a space occupied by the object to be sterilized, or the specific direction. A plasma sterilization device comprising any one of the spiral shapes surrounding the. 請求項1乃至のいずれかに記載のプラズマ滅菌装置において、該ガス供給手段によって該収納容器内に供給するガスは、酸素、空気又は水蒸気の少なくともいずれかを含むことを特徴とするプラズマ滅菌装置。 The plasma sterilizing device according to any one of claims 1 to 3, the gas supplied to the storage container by the gas supply means, an oxygen plasma sterilization apparatus, characterized in that it comprises at least one of air or steam . 請求項1乃至のいずれかに記載のプラズマ滅菌装置において、該収納容器内には、該滅菌対象物を載置し、導電性材料で形成されると共に、電気的に接地された載置手段を備えることを特徴とするプラズマ滅菌装置。 The plasma sterilizing device according to any one of claims 1 to 4, in the storage container, placing the The sterile objects, while being formed of a conductive material, electrically grounded placing means A plasma sterilization apparatus comprising:
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