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EVC(排气通风笼具)介绍

2018年11月16日 热度:687 ℃

实验动物笼具系统的发展经历了开放式笼具(Static Cage)至独立通风笼具系统(Individual Ventilation Cage,简称IVC),近来又发展出了通气排风笼具系统(Exhaust Ventilated Closed-System Cage Rack,简称EVC)[1-3]。与静态(开放式)笼盒相比,EVC(即排气通风)系统继承了IVC的优点,笼盒相互独立,防止交叉感染,避免了实验动物产生的过敏物质及严重的臭气对实验人员的危害[3]。此外,EVC系统还有如下特点: 

一、 优化实验动物的生存环境,核心措施是高效地排放产生的废气。 

在提及这个问题时,不能不提及新试验手段,即计算机模拟技术、烟雾试验技术及热成像技术的运用。

其中,烟雾试验相当明确而简洁地反映了笼盒内的气体流向,有否紊流或泄漏,换气的程度及效率。热成像技术又从另一方面反映出笼盒内的温度场,对理解笼盒内实际的生存条件,从而改善、优化设备提供了基础。

EVC的笼具系统产品在上述基础上,优化了空气在笼具系统内的通道: 

⑴笼盒的气流从一端流向另一端,出、入口滤器分置二端面,每端面仅设一个滤器,使滤器通道截面大,同样的通气量可使通过滤器的气流速度低,增大了滤器对微粒子的捕获作用[6-7];

(2)笼盒不象通常的IVC分二层——气流在底层从一端流向另一端面,又从顶层折返;而是单层气流通道,这就有效地利用了笼内通道截面的通流能力,缩短了通道的通流长度,避免了紊流;(3)充分利用屏障环境对空气的净化功能,避免设置重复的粗滤环节;这样就大大地降低了笼内通流阻力;并且,气流的低端入口,高端出口,具有利用实验动物体温加热笼内空气而导致的拔风作用。烟雾试验等实验证明,EVC系统换气效率远远高出IVC[8]。即同样的通气量,笼内残留的废气少得多。并且,还因此带来一系列性能的改善。 

二、  避免了机械动力部件的故障产生的致命危害,无噪音。 

基于第一节所述诸点,使有可能仅依靠笼具系统的排风管道与空调排风管道相连,就能维持笼盒内足够的空气通流量。这就不需要另置进风及排风的机械动力装置,避免了由于机械动力装置的故障而危及实验动物,避免了机械动力装置发生的经久不息的噪音,使实验动物处于它们习惯的安静状态,利于实验在正常状态下进行;多台IVC设备共置于一个动物房内,噪声的叠加使难于控制在国家标准的范围内。设备磨损或故障时更是如此。 

三、  耐断电 

当突然发生断电事故时,由于笼内通气的低阻力,使在24小时内,实验动物仍能维持安全通气。当采取脱开笼具排风管道的措施后,实验动物依靠低阻力滤膜的通气作用,可安全地维持至48小时,留给人们足够的处理停电事故的时间,而且操作十分方便[9]。 

四、  高密度,大幅度节能,节约建筑投资。

由于笼盒不需要双层,有效地利用了笼盒内的容积,所以EVC笼具饲养的动物密度最高,并且旋转笼架的独特结构,大大节约了笼架间空间,以OptiMICE为例,房间容积饲养密度比通常IVC笼具高出50%以上,因此节约了对建筑的巨大投资。由于建筑内空调的换风要求,(通常要求100%新风)而补充新风要消耗巨大的制冷或供热能量,这是巨大的电费负担的根本原因,使实验动物设备买得起用不起。一般的实验动物空调系的全年用电费用,每100m2约20万元,数千平方米的大型实验动物基地,用电费用是天价!减少建筑容积,就节约了巨大的电费开支。 

五、  适用于生物安全实验室 

对于BSL2,3,4(P2,P3,P4)这些具有很高防护等级的生物安全实验室中使用的笼具系统,EVC的笼盒间相互独立,采用单方向负压通风,防止笼盒之间的交叉污染。即使笼具可能存在的微量泄漏,也是由屏障环境中通过微缝进入笼盒的,这些都保证了实验室人员的安全。 

六、更换笼具周期长,大幅度节约劳动及备用笼具 

正因为此,EVC系统的笼盒内可以用低气流速(例如8cm/分)达到充分的换气,使实验动物舒适。高的换气效率也使EVC系统更换笼具周期长,(每一~二周换一次)大大地节约了人力;同时也节约了昂贵的备用笼盒的量,建议备用量为25%,而不是通常的50%~100%,节约了投资[10]。 

七、  安装调试简洁、精确 

EVC系统的笼架与通风管道的连接十分简洁方便,截面大而压降低。其间装有调节阀门控制笼架的废气排放量,并装有微差压表,以监视施加在笼盒进出口二端的压差。配图,对OptiMICE系统,当施加的压差为37Pa时,笼盒的换气次数达到15-30次。调节十分简洁,只要调节一个压力数据,就能实施全部100个笼盒的换气次数的正确设置。并且,由于EVC系统的大通道,各笼盒间的换气量相差小。而一般的IVC系统,各笼盒分别用进、排气管相连。繁多的通道,使其通道截面不可能大,因此,各层笼盒间压力相差大,笼盒间通气量不均匀,且难以测量。有的名义上每个笼盒有调节阀调节气流量,但无法观察其流量,众多的笼盒的流速根本无法感知,正确调整通气量是无法实现的[10]。

八、  耗材少而便宜 

由于笼具系统只需要精滤膜,寿命长,维护更替费用明显地低于IVC系统。笼盒与笼架通道仅一路相连,脱卸方便,对减轻日常的大量的操作劳动有明显意义,利于笼盒的日常使用和维护。当短途运送实验动物时,由于笼盒本身具有的滤气、通气功能,它本身就是一种简单安全的运输笼具。 

九、  已在世界各地得到广泛应用 

EVC的上述更新换代产品,一经上市,得到了世界上著名研究机构和生物医药公司的广泛关注和使用,美国国家卫生研究院NIH、世界最大的实验动物供应商Charles River Laboratories等数十家大型实验动物饲养、研究机构都是EVC产品的客户,2002年生产EVC产品的美国ACS公司获得美国总务管理局(GSA)供货商资格。2003年EVC产品进入中国,目前已经在南京大学模式动物研究所(国家遗传工程小鼠资源库)等机构获得运用。 

十、  特别适宜于动物房改造 

对众多的动物房改造工程而言,EVC产品特别适用。当原有动物房不够用时,由于EVC系统安全地大幅提高了实验动物的饲养密度,在相当范围内避免了另建动物房,节约了巨大投资。实践已经证明,实施改造是很方便的,且能大量节约运营费用。 

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