更新时间：2019-01-18, 泉源：国家实验动物专家委员会简报 2019年第5期2281
编者：1988年《实验动物治理条例》宣布实验，在实验动物事情规范化、法制化治理，包管实验动物和动物实验的质量，推动我国科技生长和民生包管等方面施展了主要作用。特殊是在实验动物资源标准化、新品种/品系开发和动物模子创造方面，取得了令人瞩目的效果。
随着国家科技立异对实验动物事情提出的新要求，以及实验动物科技自身生长的需要，实验动物情形设施和运行治理水平有了显著的提升。一些新质料和新装备的泛起和在实验动物设施建设中的应用，使其质量和功效有了显著的改善和提升，并逐步向着机械化、节能化、自动化、智能化和网络化偏向生长。与此同时，情形设施越发注重节能化，由仅仅知足实验动物生涯基本需求逐步转向最大限度地知足实验动物康健和福利的需求。而情形设施的运行治理，朝着规范化和专业化偏向生长。但我们也应该看到，我国实验动物设施建设和装备研发中还保存不少的问题，怎样准确掌握其生长思绪、生长偏向、生长战略，以及产品定位和行业配套等问题，是需要我们配合面临的挑战。
为此，借“科技资讯”之窗，也将陆续约请有关专家，团结科技立异与生长对实验动物科技事情提出的新要求，探讨在新的生长态势和新的生长模式下，怎样推进实验动物设施和装备的生长，以知足生命科学研究的需要。
实验动物设施配套装备的现状与展望
刘毅1,2，康生2，陈浩2，周彦2，师滋润2
（1.西安培华学院医学院，陕西西安；2.西安富康空气净化装备工程有限公司，陕西西安）
实验动物设施是以研究、试验、教学、生物制品、药品生产等为目的举行实验动物饲育、试验的修建物、装备的总和。设施应当同时知足恬静性、一致性、清静性、便当性的要求，需要一系列装备作为辅助和支持。实验动物设施配套装备包括情形控制装备、微生物控制装备、动物饲养装备、后勤包管装备、清静控制装备，等等。近年来，为了顺应国家在情形�；ぁ⒍锔＠⒅耙捣阑さ恼咔魇�，实验动物设施配套装备也朝着专业化、自动化、系统化的偏向生长。本文试以实验动物设施配套装备为主题，系统化地先容现有装备和研发希望，并对行业生长趋势举行综述。
一、实验动物设施配套装备概述
目今的实验动物设施配套装备可以分为情形控制装备、微生物控制装备、动物饲养装备、后勤包管装备、清静控制装备等五大类。
（一）情形控制装备
情形控制装备应知足实验动物设施的恬静性要求，控制实验室内的气体污染物浓度，包管清洁度、房间压差、温度、湿度等情形参数，并对实验室废气、废水举行处置惩罚，镌汰设施对周边情形影响。
1.透风空调
实验动物设施透风空调具有全新风、风量大、控制要求高的特点。接纳全新风直流式透风空调系统，包管实验室内空气中的污染物浓度不超标；透风空调必需具备足够风量，包管实验室内部一定的换气次数，以抵达屏障情形和隔离情形的差别清洁度要求；控制系统须凭证外部情形条件和内部事情负荷快速、准确调解透风空调的风量、冷热量，使实验室情形参数的转变坚持在规范允许的规模内。
2.空气过滤器
通俗动物实验室须在空调机组中设置初效、中效两级空气过滤器；屏障和隔离情形须在空调机组中设置初效、中效、亚高效三级空气过滤器，在送风口设置高效空气过滤器。
3.排风处置惩罚装备
实验动物设施排风中含有一定量恶臭气体，其中氨、臭气浓度可能凌驾国家和地方大气污染物排放标准限值，因此必需处置惩罚后排放。常用的废气处置惩罚要领有活性炭吸附、化学溶液喷淋塔吸收、UV光剖析、臭氧氧化等。
4.排水处置惩罚装备
实验动物设施排水中含有动物渗透物、毛发、洗涤剂、实验试剂、动物组织等，可能引起化学需氧量、生物需氧量、悬浮物、氨氮等指标超标，因此须经由预处置惩罚，抵达城镇污水处置惩罚厂受纳水质标准后排放。常用的为地埋式处置惩罚装备，排水量较少的设施也可接纳地面式一体化污水处置惩罚装备，实验室废液须经由专用的废液剖析装置处置惩罚。
（二）微生物控制装备
1.高压灭菌器
高压灭菌器装置在物料进入清洁区的通道内，使用压力饱和蒸汽对物料举行迅速而可靠的灭菌，主要用于饲料、垫料、笼具、敷料、器械、器皿等的灭菌及无害化处置惩罚。
2.低温灭菌器
细密仪器、塑料制品等物料无法耐受高温，需要经由低温灭菌装备。常用的有环氧乙烷（EO）低温灭菌器、过氧化氢等离子体（plasma）灭菌器、低温蒸汽甲醛灭菌器（LTSF）。
3.渡槽
不耐高温的物料也可经由渡槽进入清洁区。渡槽是内部充满消毒药业的水槽，跨在非清洁区和清洁区之间。物料从非清洁区一侧放入，浸泡消毒后从清洁区取出使用。
4.转达窗（舱，柜）
转达窗（舱，柜）是跨过非清洁区与清洁区的金属箱，内外开有两个互锁的门，通过紫外光、汽化过氧化氢等对不耐高温高压、也不可浸水的物品举行外貌消毒。
5.消毒机
消毒机是对设施内部空间及外貌举行消毒的装备，动态消毒可以维持和增强屏障设施内的微生物控制效果，静态消毒用于对（重）新启用的设施举行彻底灭菌。常用的动态消毒装备有汽化过氧化氢消毒机、紫外线消毒机、次氯酸消毒机、过氧乙酸消毒机，静态消毒装备有臭氧消毒机、甲醛熏蒸机等。
（三）动物饲养装备
1.开放式笼具
开放式笼具用于通俗级动物饲养，也可安排在屏障情形下作为SPF级动物笼具。笼具应便于统一生产治理、统一洗濯消毒、统一分发运送。
2.层流架
层流架是个小型的屏障单位，凭证动物种类，笼箱巨细、数目和使用要求确定柜体尺寸，以风机为动力通过滤材净化空气形成层流，用于SPF动物的饲养滋生或实验，也可用于熏染实验。
3.自力透风笼盒
自力透风笼具（individually ventilated cages，IVC）是指在关闭自力单位（笼盒或笼具）内，送入清洁空气，将废气集中排放出去的，可在超净事情台内操作和饲养SPF实验动物的饲养和实验装备。
4.隔离器
隔离器是由隔离包、透风净化和控制电器系统组成的隔离情形动物饲育装备。凭证压力形式，可分成正压型和负压型两种。正压隔离器用以避免装备外的空气污染装备内情形，通常用于SPF级以上动物的生产、检疫与通例实验；负压隔离器用以避免装备内的空气污染装备外情形，通常用于SPF级以上动物的检疫与熏染性实验。
（四）后勤包管装备
1.洗濯装备
洗濯装备用于对脏的、可再使用的动物照顾护士设施，如笼具、笼架、污物盘、水瓶等，举行彻底洗濯、消毒和干燥。常见的洗濯装备有隧道式洗笼机、柜式洗笼机、笼具洗濯机、水瓶洗濯机等。
2.垫料添加装备
垫料添加装备将垫料定量添加到笼具内的自动化装备，可以与垫料存储待发站之间通过真空管道或者螺旋式推进器相连，实现垫料运输、分装的自动化；还可以与隧道式洗笼机通过传送带对接，实现笼具洗濯、供应的自动化。
3.放弃垫料网络装备
放弃垫料网络装备是对替换下来的放弃垫料举行全自动网络的装备，一样平常包括垫料倾倒台、运输管道、暂存罐、动力系统等，将放弃垫料的倾倒、运输历程置于负压情形，阻止垫料对楼宇内部的污染，并节约垫料替换的人工投入。
二、实验动物设施配套装备的研发希望
（一）实验动物设施专用尾气处置惩罚装备
实验动物正常代谢会爆发废气，通过实验动物设施的透风系统倾轧，主要因素是氨、硫化氢、甲基硫醇、三甲胺、苯乙烯、乙醛、二硫化甲基等臭味气体，污染周围情形，威胁周边人群康健。多个实验动物设施监测批注，未经处置惩罚的废气排放浓度凌驾《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）划定。别的实验室动物设施废气中还可能包括病原微生物、可悬浮颗粒物、臭氧等空气污染物。关于实验动物设施倾轧的高风量、多成份废气，通常的活性炭吸附、水喷淋吸收、紫外光剖析等手艺都有一定局限性。
目今研究报名，接纳纳米半导体光催化与气液扰流净化相团结的处置惩罚手艺可以有用扫除实验动物设施。纳米半导体光催化手艺是接纳MnOx-TiO2复合物作为催化剂，主波长380nm的真空紫外灯管作为催化光源，通过光催化作用爆发电子-空穴对，氧化剖析气流中的大分子有机物，从而扫除病原微生物，使部分难溶于水的臭味分子剖析为可溶性小分子。气液扰流净化手艺是接纳微电解的原理获得喷淋液，通过扰流球的扰行动用形成微涡旋，与向下散布雾化喷淋液充分融会，将废气中的可悬浮颗粒物、光催化剖析产品、臭氧、氨、硫化氢等空气污染物由气相转入液相，从而抵达净化空气的目的。
工艺流程为：将设施排风口倾轧的废气导入装备，先经由纳米半导体光催化剖析，杀灭病原微生物及其气溶胶、剖析大分子有机物和臭味气体分子；然后经由气液扰流净化手艺，将小分子气体、剖析后的有机物和臭气分子、微生物残体、VOCs降解产品、颗粒物等消融在喷淋液里，彻底扫除目的污染物。在充分吸收废气中目的污染物且低于相关废水排放限值时，喷淋液排入市政管网。
（二）实验动物废旧垫料网络系统
废旧垫料吸收和混杂了实验动物的尿液、粪便、毛发、皮屑、微生物、寄生虫等，是实验动物设施内外污染的主要泉源，也严重危害了实验动物及一线事情职员的康健。替换垫料的历程，会导致氨、臭味气体、颗粒物、过敏原的扩散，引起设施内部情形失控。这些污染物通过透风系统倾轧室外，还会导致外部污染、风管侵蚀、过滤板梗塞等问题。废旧垫料靠人工搬运事情量极大，需要泯灭大宗的人力资源，并且在运输历程中很是容易污染运输通道或者电梯间，造成污染区域扩大，影响整个楼宇和周边情形。因此，实验动物设施需要设计、装置垫料网络系统，在设施内通过负压屏障倾倒台网络垫料，然后通过管道运送至一楼适当位置或者楼外。凭证运输方法的差别，可以分为真空管道垫料网络系统和螺栓式废旧垫料运送系统。
真空管道垫料网络系统是一种实验动物废旧垫料倾倒、运输、暂存、打包的全套解决计划及装备，实现了废旧垫料网络的自动化和关闭化。真空管道垫料网络系统包括屏障设施内的负压投料台、安排在楼层间的运送管道和装置在楼外地面的储料桶、动力装置等�；箍裳∨溲顾醮虬低�，将网络的废旧垫料自动投放入压缩打包机，压缩后装袋密封大大镌汰了垫料所占体积，利便暂存和运输。该系统减轻了职员的劳动强度,杜绝了粉尘和气体污染,包管生产切合GMP要求。系统接纳了多重防堵步伐和智能化控制系统，确保装备稳固运行。
螺栓式废旧垫料运送系统是一种使用电机发动螺旋回转，推移物料以实现运送目的的机械。能够水平、倾斜或垂螺栓式废旧垫料运送系统直运送，具有结构简朴、横截面积小、密封性好、操作利便、维修容易、便于关闭运输等优点。螺栓式废旧垫料运送系统的事情原理是旋转的螺旋叶片将物料推移而举行螺旋运送机运送，使垫料不与螺旋运送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋运送机机壳对物料的摩擦阻力。
（三）低温灭菌器
实验动物设施屏障内种种细密仪器和装备往往因无法耐受高温而不可举行高温灭菌。为相识决这一问题 ,需要低温灭菌器。
环氧乙烷低温灭菌器的灭菌机制是与细菌卵白质分子、酶、核酸中的氨基、羟基、羧基或巯基相团结,对菌体细胞的代谢爆发不可逆的破损 ,从而抵达灭菌作用。优点是，环氧乙烷被以为是现在灭菌效果最好的化学灭菌剂 ,可杀灭包括细菌芽孢在内的所有微生物；穿透性强 ,可用于种种难通透部位的灭菌 ,若有些较细、较长的导管；对物品损坏小,对不耐热细密仪器灭菌有着很是普遍的用途；有完善的化学、生物监测手段，从而可以有用地控制灭菌质量,实时发明灭菌失败的包裹。弱点是由于需要较长的透风时间,以去除环氧乙烷的残留,整个灭菌循环时间较长,一样平常需要10h以上；环氧乙烷有毒,是可疑致癌物, 应将室内空气中的浓度控制在国家划定的标准之内,并且需要按期对周围情形举行检测,对事情职员举行查体与跟踪纪录；环氧乙烷易燃易爆,贮存和灭菌时绝不可走漏,必需选择清静的灭菌器,举行清静操作和贮存。
过氧化氢等离子体灭菌器是通过过氧化氢等离子体的杀菌作用是综合因素所致 ,主要包括温度、紫外光、高能粒子和活性自由基等，其中最主要的可能是活性自由基的作用,即等离子团中的过氧化氢基、羟基等活性物质 ,易与细菌体内的卵白质和核酸团结 ,破损其新陈代谢 ,从而起到消毒灭菌作用。优点是系统灭菌速率快,只需55 min左右,不需要解毒时间；可通过气体循环系统将杀死的微生物及残留物带走,不残留毒性物质；最终剖析为水和氧气,对情形和医务职员清静。弱点是，过氧化氢等离子体属于氧化性灭菌剂,对物品损伤相对较大，造成医用腔镜的镜头钝化；穿透性弱，吸收性子料,如纤维素、纸、布等均能阻止其穿透，不可用于布、液体、亚麻及铜合金等物品的灭菌；对重大物品及细长管状物品灭菌的有用性尚不可一定，部分研究批注，等离子灭菌及格率仅有26.7%。
活性氧氧灭菌器通过活性氧爆发器爆发臭氧、氧自由基等活性氧因素，使用真空原理以提活性氧气体漫衍和穿透，同时降低活性氧使用浓度以阻止对器械的损坏性，接纳活性氧剖析系统以便在灭菌后彻底消除残留臭氧。臭氧、氧自由基属于强氧化性气体，引入活性氧杀菌因子举行低温灭菌装置设计原理是使用低浓度活性氧气体，在适认真空条件下提高臭氧气体的穿透性和扩散性，通过略高于常温的协同因素进一步增强臭氧气体的杀菌能力，抵达对灭菌包内重大结构的怕热怕湿医疗器械的灭菌作用。该灭菌器基本结构简朴，主要组件包括灭菌柜室、真空系统、臭氧爆发注入系统、加温加湿系统、臭氧剖析系统和程序控制系统。优点是，该系统灭菌速率快 ,只需50 min左右；具备气体剖析系统，可快速剖析活性氧 ,不残留毒性物质；穿透能力强，杀菌效率高；可用于医用腔镜、布品的灭菌，对物品损伤��；装备能耗低，无需耗材。弱点是，具有脱色、氧化的作用，不可用于带色布料、彩色塑料的消毒，不可对铝制、银质物品灭菌；需要装置排气装置，且对装备耐侵蚀能力要求高。
实验动物设施具有终年一连运行、内部情形控制精度高的特点，因此对配套装备提出了更高的要求。随着医药、生物科技和工业的生长，实验动物装备配套装备越来越专业化、智能化、定制化，团结目今的人工智能、VR手艺、5G，将会大大改善实验动物操作职员的福利，维持设施内情形的均一性和稳固性。实验动物设施配套装备研发是一个交织领域，需要多学科协作，多专业配合，更需要学术界和工业界携手，配合开发更多、更好、更适用的立异装备。
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