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EVC(排氣通風籠具)介紹

   日期:2019-07-02     來源:現代實驗室裝備網    瀏覽:1006    
核心提示:實驗動物籠具系統的發展經歷了開放式籠具至獨立通風籠具系統,簡稱IVC,近來又發展出了通氣排風籠具系統,簡稱EVC。
 

實驗動物籠具系統的發展經歷了開放式籠具(Static Cage)至獨立通風籠具系統(Individual Ventilation Cage,簡稱IVC),近來又發展出了通氣排風籠具系統(Exhaust Ventilated Closed-System Cage Rack,簡稱EVC)[1-3]。與靜態(開放式)籠盒相比,EVC(即排氣通風)系統繼承了IVC的優點,籠盒相互獨立,防止交叉感染,避免了實驗動物產生的過敏物質及嚴重的臭氣對實驗人員的危害[3]。

此外,EVC系統還有如下特點: 

 

一、優化實驗動物的生存環境,核心措施是高效地排放產生的廢氣。

在提及這個問題時,不能不提及新試驗手段,即計算機模擬技術、煙霧試驗技術及熱成像技術的運用。


其中,煙霧試驗相當明確而簡潔地反映了籠盒內的氣體流向,有否紊流或泄漏,換氣的程度及效率。熱成像技術又從另一方面反映出籠盒內的溫度場,對理解籠盒內實際的生存條件,從而改善、優化設備提供了基礎。


EVC的籠具系統產品在上述基礎上,優化了空氣在籠具系統內的通道:

⑴籠盒的氣流從一端流向另一端,出、入口濾器分置二端面,每端面僅設一個濾器,使濾器通道截面大,同樣的通氣量可使通過濾器的氣流速度低,增大了濾器對微粒子的捕獲作用[6-7];


(2)籠盒不象通常的IVC分二層——氣流在底層從一端流向另一端面,又從頂層折返;而是單層氣流通道,這就有效地利用了籠內通道截面的通流能力,縮短了通道的通流長度,避免了紊流;


(3)充分利用屏障環境對空氣的凈化功能,避免設置重復的粗濾環節;這樣就大大地降低了籠內通流阻力;并且,氣流的低端入口,高端出口,具有利用實驗動物體溫加熱籠內空氣而導致的拔風作用。煙霧試驗等實驗證明,EVC系統換氣效率遠遠高出IVC[8]。即同樣的通氣量,籠內殘留的廢氣少得多。并且,還因此帶來一系列性能的改善。

 

二、避免了機械動力部件的故障產生的致命危害,無噪音。

基于第一節所述諸點,使有可能僅依靠籠具系統的排風管道與空調排風管道相連,就能維持籠盒內足夠的空氣通流量。這就不需要另置進風及排風的機械動力裝置,避免了由于機械動力裝置的故障而危及實驗動物,避免了機械動力裝置發生的經久不息的噪音,使實驗動物處于它們習慣的安靜狀態,利于實驗在正常狀態下進行;多臺IVC設備共置于一個動物房內,噪聲的疊加使難于控制在國家標準的范圍內。設備磨損或故障時更是如此。

 

三、耐斷電

當突然發生斷電事故時,由于籠內通氣的低阻力,使在24小時內,實驗動物仍能維持安全通氣。當采取脫開籠具排風管道的措施后,實驗動物依靠低阻力濾膜的通氣作用,可安全地維持至48小時,留給人們足夠的處理停電事故的時間,而且操作十分方便[9]。

 

四、高密度,大幅度節能,節約建筑投資。

由于籠盒不需要雙層,有效地利用了籠盒內的容積,所以EVC籠具飼養的動物密度最高,并且旋轉籠架的獨特結構,大大節約了籠架間空間,以OptiMICE為例,房間容積飼養密度比通常IVC籠具高出50%以上,因此節約了對建筑的巨大投資。由于建筑內空調的換風要求,(通常要求100%新風)而補充新風要消耗巨大的制冷或供熱能量,這是巨大的電費負擔的根本原因,使實驗動物設備買得起用不起。一般的實驗動物空調系的全年用電費用,每100m2約20萬元,數千平方米的大型實驗動物基地,用電費用是天價!減少建筑容積,就節約了巨大的電費開支。

 

五、適用于生物安全實驗室

對于BSL2,3,4(P2,P3,P4)這些具有很高防護等級的生物安全實驗室中使用的籠具系統,EVC的籠盒間相互獨立,采用單方向負壓通風,防止籠盒之間的交叉污染。即使籠具可能存在的微量泄漏,也是由屏障環境中通過微縫進入籠盒的,這些都保證了實驗室人員的安全。

 

六、更換籠具周期長,大幅度節約勞動及備用籠具

正因為此,EVC系統的籠盒內可以用低氣流速(例如8cm/分)達到充分的換氣,使實驗動物舒適。高的換氣效率也使EVC系統更換籠具周期長,(每一~二周換一次)大大地節約了人力;同時也節約了昂貴的備用籠盒的量,建議備用量為25%,而不是通常的50%~100%,節約了投資[10]。

 

七、安裝調試簡潔、精確

EVC系統的籠架與通風管道的連接十分簡潔方便,截面大而壓降低。其間裝有調節閥門控制籠架的廢氣排放量,并裝有微差壓表,以監視施加在籠盒進出口二端的壓差。配圖,對OptiMICE系統,當施加的壓差為37Pa時,籠盒的換氣次數達到15-30次。調節十分簡潔,只要調節一個壓力數據,就能實施全部100個籠盒的換氣次數的正確設置。并且,由于EVC系統的大通道,各籠盒間的換氣量相差小。而一般的IVC系統,各籠盒分別用進、排氣管相連。繁多的通道,使其通道截面不可能大,因此,各層籠盒間壓力相差大,籠盒間通氣量不均勻,且難以測量。有的名義上每個籠盒有調節閥調節氣流量,但無法觀察其流量,眾多的籠盒的流速根本無法感知,正確調整通氣量是無法實現的[10]。

 

八、耗材少而便宜

由于籠具系統只需要精濾膜,壽命長,維護更替費用明顯地低于IVC系統。籠盒與籠架通道僅一路相連,脫卸方便,對減輕日常的大量的操作勞動有明顯意義,利于籠盒的日常使用和維護。當短途運送實驗動物時,由于籠盒本身具有的濾氣、通氣功能,它本身就是一種簡單安全的運輸籠具。

 

九、已在世界各地得到廣泛應用

EVC的上述更新換代產品,一經上市,得到了世界上著名研究機構和生物醫藥公司的廣泛關注和使用,美國國家衛生研究院NIH、世界最大的實驗動物供應商Charles River Laboratories等數十家大型實驗動物飼養、研究機構都是EVC產品的客戶,2002年生產EVC產品的美國ACS公司獲得美國總務管理局(GSA)供貨商資格。2003年EVC產品進入中國,目前已經在南京大學模式動物研究所(國家遺傳工程小鼠資源庫)等機構獲得運用。

 

十、特別適宜于動物房改造

對眾多的動物房改造工程而言,EVC產品特別適用。當原有動物房不夠用時,由于EVC系統安全地大幅提高了實驗動物的飼養密度,在相當范圍內避免了另建動物房,節約了巨大投資。實踐已經證明,實施改造是很方便的,且能大量節約運營費用。

 
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