實驗動物屏障環(huán)境系統(tǒng)的構建與維護

摘要：為更好地服務于地方綜合院校的教學科研，對三峽大學實驗動物中心實驗動物屏障環(huán)境系統(tǒng)的構建和維護情況進行了初步研究。從屏障系統(tǒng)設計、屏障環(huán)境和物品的消毒、屏障系統(tǒng)設施維護等幾個方面總結了實驗動物屏障系統(tǒng)的建立及運營管理經驗。結果表明，三峽大學實驗動物中心已初步建立了屏障系統(tǒng)內ＳＰＦ級實驗動物實驗區(qū)及ＳＰＦ級實驗動物生產區(qū)的環(huán)境技術平臺，為屏障系統(tǒng)內的動物實驗及實驗動物規(guī)模化生產奠定了基礎。

關鍵詞：實驗動物；屏障系統(tǒng)；設備維護

中圖分類號：Q95-331文獻標識碼：B文章編號：１００７－２７３Ｘ（２０12）06-0004-03

在科學研究中最廣泛使用大鼠和小鼠作為實驗動物，根據(jù)中華人民共和國國家標準（簡稱國標）［１］ 的要求，屏障環(huán)境是培育大、小鼠并利用其進行科學研究不可缺少的環(huán)境，因而在我國的應用越來越普及。為了更好地開展高要求的動物實驗，三峽大學于２０１０年建立了ＳＰＦ級動物屏障系統(tǒng)，２０１１年９月通過湖北省科技廳條件財務處的檢查認證并順利取得了相應的《實驗動物生產許可證》及《實驗動物使用許可證》。通過一年的實踐和探索，建立了一套科學和行之有效的屏障系統(tǒng)運行管理規(guī)范，最大限度地發(fā)揮了屏障系統(tǒng)的作用，確保了科研工作的順利進行。現(xiàn)以該屏障環(huán)境內ＳＰＦ級實驗動物生產設施為基礎，詳細闡述屏障設施的建立及運營管理，以便廣大同行探討和指正。

１材料

１．１主要儀器

脈動真空壓力蒸汽滅菌器（武漢市江漢醫(yī)療制藥設備有限公司生產，型號ＭＺＱ·ＪＤＭＤ－０．６）；空氣過濾器（南京ＭａｙＡｉｒ公司生產，全套型號包括：①ＥＮ７７９板式可清洗初效過濾器；②Ｆ８袋式中效過濾器；③Ｈ１３高效有隔板過濾器）；組合式空氣處理機組（南京天加空調設備有限公司生產，型號ＴＭＣ１２１７ＣＨＷ，加濕量１２５．００ ｋｇ／ｈ，電加熱３０ ｋＷ，風量１４ ０００．０ ｍ3／ｈ）；模塊化風冷熱水機組（南京天加空調設備有限公司生產，型號ＴＣＡ２０１ＣＨ，制冷量６６ ｋＷ，制熱量７２ ｋＷ）；監(jiān)控系統(tǒng)（杭州海康威視數(shù)字股份有限公司生產，型號ＤＳ－７８００系列）。

１．２化學消毒試劑

８４消毒液（湖北本草堂生物醫(yī)藥有限公司生產）；過氧乙酸（天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠生產，有效含量≥１５％）；甲醛溶液（廣東臺山粵橋試劑塑料有限公司生產）；高錳酸鉀（國藥集團化學試劑有限公司生產）。

２方法

２．１屏障系統(tǒng)設計

２．１．１屏障內空氣潔凈度的控制室外空氣首先是經過取風口過濾擋網（自制，阻擋誤入進氣口的昆蟲及鳥類等），然后經過初效過濾器、中效過濾器和高效過濾器后進入屏障系統(tǒng)內，此時的空氣潔凈度均控制在高于１０ ０００級凈化標準。

２．１．２屏障系統(tǒng)內濕度的控制屏障系統(tǒng)內采用南京天加空調設備有限公司生產的組合式空氣處理機組將霧化的水通過送風機送入屏障環(huán)境內的潔凈區(qū)，濕度控制在４０％～７０％。

２．１．３屏障內溫度的控制屏障環(huán)境內飼養(yǎng)區(qū)及實驗區(qū)均采用ＴＣＡ２０１ＣＨ型模塊化風冷熱水機組調節(jié)屏障內的溫度，溫度常年控制在２０～２４℃，日溫差≤４℃。

２．１．４潔凈區(qū)的主要參數(shù)空氣潔凈度：萬級；溫度：（２２±２）℃；濕度（ＲＨ）：４０％～７０％；工作照度：≥２００ ｌｘ；動物照度：１５～２０ ｌｘ；明暗比：采用１０ ｈ／１４ ｈ明暗交替進行；壓差≥１０ Ｐａ；噪聲≤３５ ｄＢ；換氣次數(shù)為每小時１５～２０次；氣流速度為０．１～０．２ ｍ／ｈ；氨濃度

≤１４ ｍｇ／ｍ3；通風：按照全新送風、四角回風、頂棚直送風的方式，所有清洗消毒間均備有紫外線燈進行殺菌。

２．１．５通風系統(tǒng)設計的主要參數(shù)額定風量１４ ０００ ｍ3／ｈ，風機全壓８２０ Ｐａ，制冷量２２２．２９ ｋＷ，加濕量１２５ ｋｇ／ｈ。通風系統(tǒng)采用的是空氣處理機組，排風系統(tǒng)由兩臺風機組成，室內排風口經過初效過濾后進行中效過濾。兩臺排風機組之間設有防倒灌裝置，百葉窗式排氣，通過低速排風使空氣流分布得到充分改善。該通風系統(tǒng)的全新空氣經過初效、中效，高效過濾后由送風管從各室頂部高效過濾器管道進入屏障環(huán)境內的潔凈區(qū)。

２．１．６屏障系統(tǒng)內潔凈區(qū)的設計潔凈區(qū)內各區(qū)域的壓力梯度依次為：清潔走道＞飼養(yǎng)間＞污物走道＞室外，屏障環(huán)境內每個房間頂部隔層區(qū)均設有壓力調節(jié)閥，專業(yè)人員根據(jù)壓差指數(shù)隨時調節(jié)壓差。每一壓差處均裝有壓差表，且壓差不低于１０ Ｐａ，每天值班人員會在上午、下午定時檢查壓差并做工作記錄。屏障環(huán)境內空氣潔凈度均為萬級，清洗區(qū)與飼養(yǎng)區(qū)的清潔走道間設置無菌紫外燈傳遞窗，以便傳遞無法進行高壓的物品。在屏障環(huán)境內，由二更進入潔凈區(qū)時設有一個風淋緩沖間，工作人員在風淋緩沖間內風淋３０ｓ后方可進入屏障環(huán)境潔凈區(qū)，在屏障環(huán)境內及實驗室安裝有自動應急燈，在夜晚或者發(fā)生突發(fā)情況時人員可根據(jù)應急燈和應急通道迅速撤離，應急燈的開關和所有電源開關均在機房由專門人員統(tǒng)一管理，２４ｈ輪流監(jiān)控，整個潔凈區(qū)內配備有監(jiān)控系統(tǒng)及煙霧自動報警裝置和消防設施。

２．１．７供電系統(tǒng)室內照明采用吸頂式凈化日光燈，各室均設置有安全型插座，各走廊設置有應急照明燈和方向指引燈，室內動物照度燈設置１０ ｈ／１４ ｈ 明暗定時器；屏障環(huán)境清潔走道均設置有內部交換電話，便于管理和使用。

２．２屏障系統(tǒng)設施的消毒

２．２．１屏障系統(tǒng)啟用前的消毒①除塵。用干凈的抹布和洗潔精對屏障系統(tǒng)內的所有區(qū)域進行擦拭，以除去灰塵和污垢。②藥液擦拭。用８４消毒液對屏障系統(tǒng)內所有區(qū)域徹底擦拭消毒。③熏蒸消毒。屏障系統(tǒng)內的壓力合格后，即可進行熏蒸消毒。以福爾馬林（３７％的甲醛水溶液）熏蒸消毒最為徹底，其用量為８ ｍＬ／ｍ3，作用３６ ｈ后，開啟排風機，排出室內的甲醛氣體，連續(xù)通風１周，至無殘留氣體為止。

２．２．２屏障系統(tǒng)使用期間的消毒屏障系統(tǒng)在使用期間一般采取兩種消毒方式，即用８４消毒液擦拭飼養(yǎng)間內設施表面，每周定期在屏障系統(tǒng)內噴灑過氧乙酸［２］。噴灑消毒劑的濃度應避免過高，以免影響實驗動物的生長和繁殖。

２．３物品的消毒和滅菌

２．３．１高壓滅菌進行高壓滅菌的物品有：實驗動物的飲水、墊料、籠具、無菌隔離服、手術器械等，滅菌條件是［３］：０．１５ ＭＰａ，１２１ ℃，３０ ｍｉｎ。實驗動物飼料可以采用０．１５ ＭＰａ，１２１ ℃，１５ ｍｉｎ的方法滅菌。每次滅菌時在高壓鍋內放入高壓消毒指示試紙以檢測滅菌效果，當指示卡顏色變化時，與參照標準進行對比，符合要求者方可使用。

２．３．２過渡藥槽浸泡滅菌掃帚、簸箕等耐腐蝕物品進入屏障環(huán)境時，可采用在含有０．５％過氧乙酸的過渡藥槽內浸泡３０ ｍｉｎ后帶入。

２．３．３傳遞窗紫外線照射滅菌有些物品既不能高壓滅菌，也不能用消毒液浸泡，則可采用１.0％過氧乙酸對其表面噴灑后采用紫外燈照射１５ ｍｉｎ進行滅菌，當使用完畢后應立即用滅菌過的毛巾將傳遞窗內的過氧乙酸液體擦干，以免造成腐蝕。

２．４屏障系統(tǒng)設施的維護

相關人員嚴格按照空調系統(tǒng)的控制程序和相關的標準操作規(guī)程（ＳＯＰ）對空氣凈化系統(tǒng)進行維護［４］。機房應保持清潔衛(wèi)生，以減少進風口空氣的塵埃粒子。工作人員采取２４ｈ不間斷輪流作業(yè)，對整個機組的運行情況進行監(jiān)控和記錄，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時匯報上級，以確保屏障內溫度、濕度、壓強差等各項參數(shù)的穩(wěn)定。凈化系統(tǒng)中每周清洗1次粗濾網，清洗掉大的雜物；１５ ｄ清洗１次初效過濾器，可采用吸塵器先輕輕吸去表面灰層后再用高壓水管清洗；６個月更換１次中效過濾器；１年更換１～２次高效過濾器。

３結果

３．１屏障環(huán)境實驗區(qū)的環(huán)境檢測結果

本實驗動物中心屏障環(huán)境建立后，由湖北省疾病預防控制中心對屏障環(huán)境實驗區(qū)的空氣浮游菌、塵埃粒子、空氣潔凈度、溫度、相對濕度、噪聲、換氣次數(shù)及梯度壓差等進行了檢測，檢測結果如表１。由表1可見，本實驗動物中心屏障環(huán)境建立后空氣浮游菌、塵埃粒子、空氣潔凈度、溫度、濕度、噪聲等條件均滿足屏障環(huán)境ＳＰＦ級實驗動物的需求。

３．２屏障環(huán)境生產區(qū)的環(huán)境檢測結果

本實驗動物中心屏障環(huán)境生產區(qū)的參數(shù)經過湖北省疾病預防控制中心檢測，其中空氣浮游菌、塵埃粒子、空氣潔凈度、溫度、相對濕度、噪聲、工作照度、動物照度、氣流速度、換氣次數(shù)及梯度壓差等的檢測結果均滿足ＳＰＦ級實驗動物的生產要求（表2）。

４小結與討論

本實驗動物中心屏障系統(tǒng)各項環(huán)境指標經過檢測后結果顯示，不論是屏障環(huán)境實驗區(qū)還是屏障環(huán)境生產區(qū)，其各項檢測數(shù)據(jù)均符合設計標準［１］，該屏障系統(tǒng)完全滿足ＳＰＦ級實驗動物的實驗操作和生產條件。

為了實現(xiàn)動物質量的有效監(jiān)控，建立了實驗動物自檢體系，并配備相應檢測儀器。自檢能力包括屏障內環(huán)境（空氣潔凈度、換氣次數(shù)）、實驗動物中心脈動真空壓力蒸汽滅菌器的滅菌效果以及實驗動物質量（細菌、病毒、寄生蟲）等指標。通過自檢對動物生產質量進行有效監(jiān)控。

在空氣凈化系統(tǒng)方面，對于新取風口應高于地面２ ｍ處取風，由于本中心的取風口離地面較近，所以初效過濾器要經常清洗，以達到該標準。

實驗動物屏障環(huán)境的建立和維持是高成本、高投入、低產出的一項生物醫(yī)藥科研型支持項目，屏障系統(tǒng)建設及后期運行需要大量的人力、物力和資金投入。因此，一方面需要爭取學校領導的重視和支持，另一方面需要在設施的運行與生產上加強人員管理，對工作人員的病原微生物知識及工作程序進行培訓和考核。在管理中需要注意每個細小的環(huán)節(jié)，避免因人為的疏忽而造成對屏障系統(tǒng)的污染，并要求工作人員具備高度的責任心和安全意識，為教學科研人員提供符合國家標準的ＳＰＦ級實驗動物和符合國家標準的實驗屏障系統(tǒng)環(huán)境。

參考文獻：

［１］GB/T 14925-2001，實驗動物環(huán)境及標準［Ｓ］．

［２］劉建高．過氧乙酸消毒液空氣消毒效果觀察［Ｊ］． 實用預防醫(yī)學，２００６，１３（３）：９５７－９５８．

［３］宋傳斌．脈動真空蒸汽滅菌器原理及故障分析［Ｊ］．中國醫(yī)療設備，２００８，２３（６）：１１３－１１４.

［４］秦芝蕾，張新創(chuàng)，左謙益． ＳＰＦ級實驗動物屏障系統(tǒng)的建立及其運營分析［Ｊ］．當代畜牧，２０１２（３）：５４－５８．