[发明专利]动物实验室的便携式环境监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种动物实验室的便携式环境监测装置及方法，该装置包括主控模块、氨气传感器、温度传感器、湿度传感器、传感器适配器。氨气传感器、温度传感器和湿度传感器分别连接至传感器适配器，传感器适配器连接主控模块，氨气传感器包括感应电极、负电极和参考电极，参考电极连接外部稳压电路以稳定感应电极的电动势。温度传感器和湿度传感器的信号用以矫正氨气浓度数据。本发明的动物实验室的便携式环境监测装置及方法能够应用于实验室消毒情况下的实验室氨气浓度的测量。

技术领域

本发明涉及实验室环境监测装置及其方法，更具体地说，涉及一种动物实验室的便携式环境监测装置及方法。

背景技术

实验动物在人工环境中生长、繁殖和接受试验处理，特定场所及其周围空间为实验动物环境，生物医学研究中，要得到准确、可靠试验数据，要避免环境因素对动物的生理生化活动不利影响，创造一个良好的试验动物环境，各项监测指标对动物生活环境起到至关重要的作用。尤为重要的就是空气洁净度和颗粒物污染；空气洁净度指标针对动物饲养室内部空气漂浮颗粒物(微生物较多附着在颗粒物上)与有害气体，主要来源是动物排泄物发酵分解。其中分解物包括氨、甲基硫醇。硫化氢、苯乙烯、乙醛等。动物饲养环境温度上升、饲养密度增加、通风条件不良、排泄物和垫料未及时处理都会导致氨浓度急剧上升。而氨作为刺激性物质浓度升高时会刺激动物眼结膜。鼻腔粘膜和呼吸道粘膜引起流泪、咳嗽。严重者产生急性肺水肿引起动物死亡。长期处于高浓度氨环境下动物上呼吸道出现慢性炎症，严重影响动物健康。颗粒物指标随颗粒物大小而不同，颗粒物主要来源有两种途径：室外空气经过滤处理不当直接带入及动物皮毛、皮屑、饲料和垫料等往往被气流携带或动物扬起在空气中漂浮。对于动物来说，与人类相似，对其影响较大的是直径小于5μm以下的粉尘，这类粉尘在空气中漂浮时间久，经呼吸道吸入到达细支气管与肺泡从而引起呼吸道疾病；颗粒物除本身对动物产生不良影响外，其作为微生物载体对动物健康造成影响更大。

实验动物设施是连续运行的，各种环境因素一直处在变动之中，也需要经常性的监测和维护。同时实验动物所处实验房中各项环境指标要求非常严格，各种测量装置及人员在进入之前都需要进行消毒处理，传统氨气测量设备无法直接面对目前的消毒需求。

根据中国医学科学院医学实验动物研究所、北京实验动物研究中心等机构的实验动物研究中发现：我国实验动物的种类多为鼠(大鼠、小鼠、地鼠、豚鼠、免疫缺陷鼠、疾病模型鼠等)、兔、鸡、犬、猪、猪(小型猪等)、树鼩、猴(猕猴等)等，此类实验动物都具有繁殖能力强、体型较小的特点。同时实验动物设施是连续运行的，各种环境因素一直处在变动之中，也需要经常性的监测和维护。对试验动物环境及设施条件,国家有标准化的规定，根据GB14925-2010《实验动物环境及设施》规定，检测项目包括温度、相对湿度、空气洁净度、氨浓度、噪声、照度和换气量等。因此其实验环境必须针对不同动物设有不同标准，从而最大限度降低实验动物本身对实验的影响。

现有的测定空气中氨的化学方法有次氯酸钠—水杨酸分光光度法、纳氏试剂分光光度法、靛酚蓝试剂比色法等。这些化学方法测量具有响应时间短、测量灵敏等优点，但是缺点也相当明显，测量方法及操作步骤繁杂，需要借助专业的实验室器皿，同时也只能进行单点测量，对于测量检测系统来说不可取。

传统的电化学传感器被一层电解质薄膜分开，并由一个低阻抗的外部电路连通。扩散进入传感器的气体在感应电极表面发生氧化或还原反应，在两电极间产生一个内部电流，电流值对应于氧气浓度。然而当被测气体浓度持续增加时，感应电极电动势将超过允许范围，传感器输出将变成非线性的，因而限制了气体的测量浓度。

发明内容

针对现有技术中存在的氨测量方法不能适用于实验室检测的问题，本发明的目的是提供一种动物实验室的便携式环境监测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：