CN109512541A - 中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，解决了现有口鼻暴露系统工作过程中有害气体容易泄露造成污染等问题，包括口鼻暴露组件、气溶胶发生装置，还包括生物安全柜，生物安全柜包括操作箱体，操作箱体设有暴露腔；操作箱体顶部设置有过滤组件，过滤组件连通有风机组件，过滤组件包括送风过滤装置和送风过滤装置，送风过滤装置和送风过滤装置均与暴露腔相连通；该技术方案中，生物安全柜可以将口鼻暴露组件和气溶胶发生装置密封容纳在暴露腔内，过滤装置可以对暴露腔内气体进行过滤和输送排放等，避免口鼻暴露组件和气溶胶发生装置在工作过程中产生泄露造成污染，安全性能高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于研究污染颗粒物对动物造成的危害的口鼻暴露系统，特别是涉及一种中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统。
背景技术
生物气溶胶是大气气溶胶的一个重要组成部分，可能有存活的细菌、病毒、真菌或其他有机病原体，其健康危害包括导致传染性疾病、急性毒性、过敏甚至癌症，还可能造成生物恐怖威胁。
为有效避免生物威胁性气溶胶产生，对于相应实验操作应该在实验室内操作，而为了降低进行有害气体或病原微生物实验操作时的感染风险，部分科研单位、企事业单位或者高校研发出了安全性能比较高的生物安全柜，目前我国主要是采用以Ⅱ级生物安全柜为主的初级防护屏障来进行安全防护，但并没有完全与外界隔离、有效避免有害物质泄漏危害环境的口鼻暴露系统出现，使得我国在中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统上的安全性能有所欠缺，因此，如何能将中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统和生物安全技术有效结合，使得中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统实验过程中操作环境可靠密封，不会造成有害物质泄漏污染操作环境是亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种安全性能高、实验过程中能够有效避免有害物质发生泄漏的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，包括口鼻暴露组件、气溶胶发生装置、自动控制装置和废气回收处理装置，还包括生物安全柜，所述生物安全柜包括操作箱体，所述操作箱体包括用于容纳所述口鼻暴露组件和所述气溶胶发生装置的暴露腔；
所述操作箱体顶部设置有过滤组件，所述过滤组件连通有风机组件，所述过滤组件包括送风过滤装置和排风过滤装置，所述送风过滤装置和所述排风过滤装置均与所述暴露腔相连通；
所述送风过滤装置配置成对进入暴露腔内的气体进行过滤；
所述排风过滤装置配置过滤从暴露腔内输出的废气。
其中，所述口鼻暴露组件包括暴露塔，所述暴露塔设置有多个动物固定器，所述多个动物固定器包括第一动物固定器和第二动物固定器；
所述第一动物固定器和所述第二动物固定器依次交叉绕所述暴露塔轴线周向排列；
所述第一动物固定器和所述第二动物固定器均通过管路与所述气溶胶发生装置连通。
优选地，所述送风过滤装置和所述排风过滤装置一一对应连接有压差表，所述压差表固定安装在所述操作箱体的顶部；
所述压差表配置成检验所述送风过滤装置和所述排风过滤装置的压差。
优选地，所述操作箱体上安装有传递舱，所述传递舱包括舱室、传递舱进口和传递舱出口，所述舱室于所述传递舱出口处与所述暴露腔连通，所述舱室内设置有生化IVC笼；
所述生化IVC笼配置成传送所述暴露腔内染菌后的实验动物。
其中，所述传递舱进口和所述传递舱出口处均安装有密封门组件，用于完成所述传递舱进口和所述传递舱出口的闭合和开启。
其中，所述密封门组件包括安装在所述传递舱进口处的第一密封门组件和安装在所述传递舱出口处的第二密封门组件，所述第一密封门组件和所述第二密封门组件分别位于所述暴露腔的内外两侧；
所述第二密封门组件包括伸缩动力装置和加强杆，所述伸缩动力装置和所述加强杆均铰接安装在所述操作箱体上；
所述加强杆朝向传递舱一侧固定连接有与所述传递舱出口相配合的旋转门，所述旋转门与所述伸缩动力装置铰接；
所述伸缩动力装置配置成带动所述加强和所述旋转门转动；
所述旋转门配置成闭合或开启所述传递舱出口。
其中，所述伸缩动力装置包括电动推杆，所述电动推杆连接有用于控制所述电动推杆运动的配电柜。
优选地，所述舱室内固定安装有轨道组件，所述轨道组件包括对称安装在所述舱室左右两个侧壁上的安装座；
所述安装座上固定连接有滑条，所述滑条上滑动连接有托板；
所述托板配置成托载实验设备在所述舱室内沿所述传递舱进口或所述传递舱出口方向滑动。
其中，所述安装座设置为四个，且四个安装座两两一组分别安装在所述舱室的左右两个侧壁上。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其可以让该系统在实验操作过程中，口鼻暴露组件和气溶胶发生装置均处于密闭的暴露腔内，操作环境具有良好的严密性，同时保持微负压，能有效避免有害物质如气溶胶等扩散到实验场所；同时，该发明的口鼻暴露组件设置第一固定器和第二固定器，分别可以作用于不同的动物，如小鼠、豚鼠等，可以同时对多种动物进行同一种病菌吸入实验操作，而且保证了口鼻暴露组件中的动物吸入的气溶胶均匀性高；该发明有效的保证了实验人员和实验用品的安全。
附图说明
后文将参照附图以及实施例而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按照比例绘制的。
图1为本发明提供的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统的一种结构示意图；
图2为本发明提供的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统的口鼻暴露组件的结构示意图；
图3为本发明提供的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统的传递舱的结构示意图。
附图中：1.风机组件；2.操作箱体；2a.暴露腔；3.送风过滤装置；4.蝶阀；5.排风过滤装置；5a.二级排风过滤装置；5b.一级排风过滤装置；6.压差表；7.传递舱；7a.舱室；8.密封门组件；8a.第一密封门组件；8b.第二密封门组件；8b1.旋转门；8b2.加强杆；8b3.电动推杆；9.电脑显示屏；10.气溶胶发生装置；10a.精密柱塞泵；10b.气溶胶发生器；10c.储液组件；11.传递舱送风过滤装置；12.口鼻暴露组件；12a.动物固定器；12a1.第一动物固定器；12a2.第二动物固定器；13.配电柜；14.操作门；15.安装座；16.滑条；17.托板；18.生化IVC笼。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照图1至图3对本发明中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统的实施例做进一步说明。
如图1所示，一种中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，包括风机组件1、口鼻暴露组件12、气溶胶发生装置10、自动控制装置、检测装置和废气回收处理装置（图中未表示出），口鼻暴露组件12包括动物固定器12a，用于放置小鼠、豚鼠、兔子等实验用中小动物，其中，动物固定器12a又包括第一动物固定器12a1和第二动物固定器12a2，第一动物固定器12a1和第二动物固定器12a2相互间隔设置，并均与气溶胶发生装置10通过管路连通。气溶胶发生装置10包括气溶胶发生器10b、精密柱塞泵10a、和储液组件10c，气溶胶发生器10b、精密柱塞泵10a和储液组件10c均通过管路连通，工作过程中以给动物固定器12a所固定的中小动物提供实验所需气溶胶等物质。
其中，第一动物固定器12a1和第二动物固定器12a2均设置至少一个，本发明优选为第一动物固定器12a1和第二动物固定器12a2均设置为两个，两个第一动物固定器12a1和两个第二动物固定器12a2间隔设置并围绕口鼻暴露组件12的轴线圆周排列，两个第一动物固定器12a1和两个第二动物固定器12a2均采用相同管路与气溶胶发生装置10相连通。
为了提高实验过程中的安全性能，在本发明的进一步实施例中，还包括生物安全柜，所述生物安全柜包括操作箱体2、顶部组件和支撑组件，支撑组件包括置物腔和支撑架，顶部组件包括过滤组件，固定安装在操作箱体2的顶部，支撑组件包括支撑架，用于支撑所述操作箱体2；其中，过滤组件包括送风过滤装置3和排风过滤装置5，送风过滤装置3和送风过滤装置5均包括过滤器支架，过滤器支架可以一体焊接在操作箱体2的顶部也可以通过螺钉固定安装，过滤器支架上固定安装高效过滤器，用于对流通的气体进行过滤。
风机组件1包括泵头空压机、离心风机和涡旋风机，其中泵头空压机用于与气溶胶发生装置10相连通控制气溶胶发生装置10工作产生气溶胶；离心风机用于与所述送风过滤装置3相连通向送风过滤装置3送风并由送风过滤装置3过滤后供实验操作用；涡旋风机与所述排风过滤装置5相连通用于将排风过滤装置5过滤后的废气排出。
操作箱体2中空设置，包括暴露腔2a，所述气溶胶发生装置10和口鼻暴露组件12均位于暴露腔2a内，其中，送风过滤装置3和排风过滤装置5均包括进风口和出风口，送风过滤装置3的进风口与离心风机连通，送风过滤装置3的出风口与暴露腔2a连通，排风过滤装置5的进风口与暴露腔连通，出风口与涡旋风机连通，离心风机送入到送风过滤装置3的空气经过滤后进入到暴露腔2a内，并由排风过滤装置5进风口进入到排风过滤装置5，由高效过滤器过滤后在涡旋风机的作用下被抽出。
操作箱体2的前后侧壁上安装有用于闭合或开启所述暴露腔2a的操作门14，操作门14包括门玻璃，用于观察暴露腔2a内的情况，门玻璃上设置有至少两个操作孔，操作空出密封安装操作手套（图中未表示出），实验人员可以佩戴操作手套伸入到暴露腔25a内操作口鼻暴露组件12或者气溶胶发生装置10等；所述操作门14包括前门和后门，其中，前门和后门可以设置为固定密封门，也可以设置为可开门，本发明优选为：后门设置为固定密封门，即在后门四周安装密封圈，与操作箱体一体焊接或者螺钉固定或者粘接固定安装，前门设置为可开门，在前门的上边沿上设置连接部，操作箱体2上设置与连接部配合的旋转座，旋转座包括螺钉固定连接在操作箱体上的基座以及与基座铰接安装的旋转部，旋转部与连接部销轴或者螺钉连接，手持前门转动，前门可以绕旋转基座与旋转部铰接位置旋转，方便暴露腔2a的开启和闭合，可以对暴露腔2a内部的调整操作等。也可以在前门左右两侧安装气动弹簧，气动弹簧连接动力装置，当需要打开前门时，开启动力装置，气动弹簧工作，不需要手持前门，自动化程度高。
本发明优选实施方式为：排风过滤装置5包括二级排风过滤装置5a和一级排风过滤装置5b，其中，一级排风过滤装置5b的进风口与暴露腔2a通过管路连通，出风口与二级排风过滤装置5a的进风口连通，二级排风过滤装置5a的出风口与涡旋风机连通，可以对暴露腔2a内的废气进行双重过滤然后排出，可靠安全。
操作箱体2上安装有传递舱7，传递舱7位于操作门14的邻面上，具体实施方式为：在操作箱体2的一个侧面上开设有通孔，传递舱7包括舱室7a、传递舱进口、传递舱出口，传递舱进口和传递舱出口于传递舱7左右两侧相对设置且相连通，传递舱7于传递舱出口一侧一体焊接安装法兰，安装法兰通过螺钉与操作箱体2固定连接，传递舱7的舱室7a通过传递舱出口、操作箱体2上的通孔与暴露腔2a相连通，用于将外界实验用具通过传递舱7传递到暴露腔2a内。实验用具传输过程中，可以直接用手伸入到舱室7a内取、放实验用具等，也可以在舱室7a内设置传输装置，本发明优选实施方式为：在舱室7a的相对的两个竖直侧壁上对称安装有轨道组件，轨道组件可直接采用市场上的成品外购件，包括直接在舱室7a的侧壁上螺钉固定连接“L”型的安装座15和托板17,，安装座15上螺钉连接或者一体焊接“[”型滑条16，托板17的两端分别嵌入到“[”型滑条16内滑动；为了使得实验用具等在传输过程中取放更方便，本发明优选为者滑条16的长度与舱室7a的长度一致，实验人员可以在传递舱出口或者传递舱进口处拉动托板17，不用将手伸入到舱室7a内。
进一步的，传递舱进口和传递舱出口处均安装有密封门组件8，密封门组件8包括第一密封门组件8a和第二密封门组件8b，第一密封门组件8a安装在传递舱进口处，第二密封门组件8b安装在传递舱出口处，具体实施方式为：第一密封门组件8a包括第一密封门和合页，密封门通过合页安装在传递舱7上，第一密封门与传递舱进口相匹配，用于闭合或开启传递舱进口；第二密封门组件8b包括旋转门8b1、加强杆8b2和电动推杆8b3，旋转门8b1与传递舱出口相匹配，用于闭合或开启传递舱出口，旋转门8b1朝向暴露腔2a一侧一体焊接或者螺钉固定连接有加强杆8b2，加强杆8b2一端与操作箱体2铰接连接，电动推杆8b3包括安装筒和伸缩杆，安装筒与操作箱体2铰接连接，伸缩杆伸出安装筒的一端与加强杆8b2铰接连接；支撑组件的置物腔内放置有配电柜13，电动推杆8b3与配电柜13电连接。为了保证第一密封门组件8a和第二密封门组件8b在传递舱进口和传递舱出口闭合时的密封性能良好，第一密封门和旋转门8b1安装时均安装有密封圈，且第二密封门组件8b上还设置有限位装置，限位装置包括一体焊接在操作箱体2上的限位柱和加强杆8b2一端的卡槽，当传递舱出口封闭时，限位柱卡在卡槽内，限位柱限制加强杆8b2不再转动，从而对旋转门8b1进行固定。
工作时，先将小鼠固定在第一固定器12a1中，或者先将豚鼠固定在第二固定器12a2中，关闭操作门14和密封门组件8，打开风机组件1，气溶胶发生器10b工作产生气溶胶，产生的气溶胶供小鼠和/或豚鼠实验用，本发明同时设置第一动物固定器12a1和第二动物固定器12a2，可以对不同动物进行实验操作，观察同一气溶胶对不同中小动物产生的不同影响。
实验过程中，离心风机送风，气体经过送风过滤装置3进行过滤，然后经过送风过滤装置3的出风口进入到暴露腔2a内，实验过后的废气经由排风过滤装置5过滤，然后经由涡旋风机抽出。二级排风过滤装置5a、一级排风过滤装置5b和送风过滤装置3上均设置有压力检测接口，操作箱体2的顶板上螺钉固定安装有压差表座6，压差表座6上固定安装有三个压差表6，三个压差表6一一对应分别与二级排风过滤装置5a、一级排风过滤装置5b和送风过滤装置3的压力检测接口连接，用于检验二级排风过滤装置5a、一级排风过滤装置5b和送风过滤装置3在工作过程中的压差，若压差较大，表示过滤器内杂质较多，需要更换过滤器。
当需要向暴露腔2a内传输实验用具/将暴露腔2a内的实验用具取出时，先关闭旋转门8b1打开第一密封门/关闭第一封闭门打开旋转门8b1，拉动托板17至舱室7a外侧，手持实验用具将其放置托板17上，将托板17推回至舱室7a内，然后关闭第一密封门/旋转门8b1，打开旋转门8b1/第一密封门，将托板17拉出，取下托板17上的实验用具，将托板17推回，关闭旋转门8b1/第一密封门，完成实验用具的输送过程。
为了保证输送的实验用具干净无菌，置物腔内设置有传递舱送风过滤装置11，一级排风过滤装置5b的进风口包括第一进风口和第二进风口，第一进风口与暴露腔2a相连通，第二进风口与舱室7a相连通，且舱室7a与传递舱送风过滤装置11的出风口相连通。传递舱送风过滤装置11的进风口可以采用自然进风，也可以直接与送风用风机，如离心风机连通进行送风。气流经由传递舱送风过滤装置11进行过滤，进入到舱室7a内对舱室内实验用具进行清洗，清洗后的废气经由以及一级排风过滤装置5b和二级排风过滤装置5a过滤并被排出，使被传输的实验用具洁净无杂质，不会携带有害物质，安全可靠。
当实验过程中会出现死亡的中小动物，实验后需要将死亡的中小动物取出，为了避免死亡小鼠携带病菌扩散至周围环境中，本发明优选为在托板17上放置生化IVC笼18，当需要运输死亡小鼠时，可以在暴露腔2a内将死亡小鼠放置生化IVC笼18内，然后通过上述步骤运输至暴露腔2a外，整个过程，死亡小鼠在生化IVC笼18内，不与外界接触，避免死亡小鼠携带的病菌扩散造成污染等。
需要进一步说明的是，送风过滤装置3、排风过滤装置5与风机组件1、暴露腔2a、舱室7a通过管路连通时，连接位置均设置密封垫圈进行密封，避免气体泄漏，同时管路上安装蝶阀3，方便对气体流通流量的调节和控制。
本发明所述的中小动物生物气溶胶暴露系统，在操作箱体2上还安装有固定座，固定座上固定安装有电脑显示屏9，方便对中小动物实验过程中的实验数据进行观察。
本发明与现有技术相比，口鼻暴露组件12和气溶胶发生装置10均设置在密闭暴露腔2a内，中小动物生物气溶胶口鼻暴露实验在密封生物安全柜中进行操作，安全可靠，避免实验过程中有害物质泄漏到周围环境中造成污染。同时，设置压差表且采用气体上进上出方式，可以对过滤装置进行检漏和检验，及时发现过滤装置的问题及时更换，实验过程中气密性好，能够有效预防实验过程中所形成的有害物质扩散到实验场所，防止对试验场所自身以及周边环境造成污染，并且保证工作人员的人身安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，所作出的任何改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，包括口鼻暴露组件、气溶胶发生装置、自动控制装置和废气回收处理装置，其特征是：还包括生物安全柜，所述生物安全柜包括操作箱体，所述操作箱体包括用于容纳所述口鼻暴露组件和所述气溶胶发生装置的暴露腔；
所述操作箱体顶部设置有过滤组件，所述过滤组件连通有风机组件，所述过滤组件包括送风过滤装置和排风过滤装置，所述送风过滤装置和所述排风过滤装置均与所述暴露腔相连通；
所述送风过滤装置配置成对进入暴露腔内的气体进行过滤；
所述排风过滤装置配置过滤从暴露腔内输出的废气。
2.根据权利要求1所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述口鼻暴露组件包括暴露塔，所述暴露塔设置有多个动物固定器，所述多个动物固定器包括第一动物固定器和第二动物固定器；
所述第一动物固定器和所述第二动物固定器依次交叉绕所述暴露塔轴线周向排列；
所述第一动物固定器和所述第二动物固定器均通过管路与所述气溶胶发生装置连通。
3.根据权利要求2所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述送风过滤装置和所述排风过滤装置一一对应连接有压差表，所述压差表固定安装在所述操作箱体的顶部；
所述压差表配置成检验所述送风过滤装置和所述排风过滤装置的压差。
4.根据权利要求1所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述操作箱体上安装有传递舱，所述传递舱包括舱室、传递舱进口和传递舱出口，所述舱室于所述传递舱出口处与所述暴露腔连通，所述舱室内设置有生化IVC笼；
所述生化IVC笼配置成传送所述暴露腔内染菌后的实验动物。
5.根据权利要求4所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：
所述传递舱进口和所述传递舱出口处均安装有密封门组件，用于完成所述传递舱进口和所述传递舱出口的闭合和开启。
6.根据权利要求5所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述密封门组件包括安装在所述传递舱进口处的第一密封门组件和安装在所述传递舱出口处的第二密封门组件，所述第一密封门组件和所述第二密封门组件分别位于所述暴露腔的内外两侧；
所述第二密封门组件包括伸缩动力装置和加强杆，所述伸缩动力装置和所述加强杆均铰接安装在所述操作箱体上；
所述加强杆朝向传递舱一侧固定连接有与所述传递舱出口相配合的旋转门，所述旋转门与所述伸缩动力装置铰接；
所述伸缩动力装置配置成带动所述加强和所述旋转门转动；
所述旋转门配置成闭合或开启所述传递舱出口。
7.根据权利要求6所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述伸缩动力装置包括电动推杆，所述电动推杆连接有用于控制所述电动推杆运动的配电柜。
8.根据权利要求5所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述舱室内固定安装有轨道组件，所述轨道组件包括对称安装在所述舱室左右两个侧壁上的安装座；
所述安装座上固定连接有滑条，所述滑条上滑动连接有托板；
所述托板配置成托载实验设备在所述舱室内沿所述传递舱进口或所述传递舱出口方向滑动。
9.根据权利要求8所述的中小动物生物气溶胶口鼻暴露系统，其特征是：所述安装座设置为四个，且四个安装座两两一组分别安装在所述舱室的左右两个侧壁上。
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