Лаборатория мониторинга и диагностики контейнерная Российский патент 2023 года по МПК B60P3/00 B65D88/12 

Изобретение относится к передвижным транспортируемым лабораториям и может быть использована для проведения лабораторных исследований проб биологического материала и объектов окружающей среды с использованием современных высокотехнологичных методов диагностики при осуществлении эпизоотологического мониторинга особо опасных (ООИ) и других природно-очаговых инфекционных болезней.

Технические характеристики лаборатории позволяют использовать ее при ликвидации эпидемиологических последствий стихийных бедствий, техногенных катастроф, чрезвычайных ситуаций санитарно-эпидемиологического характера.

Повышению эффективности эпизоотологического мониторинга в природных очагах инфекционных болезней бактериальной и вирусной природы способствует использование мобильных лабораторий, способных дислоцироваться на территории природных очагов, независимо от их ландшафтно-географических и климатических характеристик, и проводить в должном объеме в полевых условиях комплексный лабораторный анализ проб биологического материала и объектов окружающей среды, собранных в ходе эпизоотологического обследования, с использованием современных методов исследования, при соблюдении требований биологической безопасности с привлечением минимального количества специалистов.

В рамках эпизоотологического мониторинга решаются следующие задачи: эпизоотологическое обследование территории природных очагов инфекций; участие в проведении экстренных противоэпидемических мероприятий по выявлению, локализации и ликвидации очагов опасных инфекционных болезней бактериальной и вирусной этиологии, возникших вследствие активизации природных очагов инфекций; лабораторная диагностика природно-очаговых инфекций, индикация возбудителей и бактериологические исследования полевого биологического материала и объектов окружающей среды на наличие ПБА.

Известен аналог заявляемого технического решения мобильная лаборатория мониторинга и диагностики особо опасных инфекций (патент RU 180216, опубл. 06.06.2018). Данная лаборатория смонтирована в кузове-фургоне на базе автомобиля повышенной проходимости и содержит герметично исполненный салон с уровнем биологической безопасности BSL-3, с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции с автоматическим поддержанием разницы давления между лабораторными отсеками и средствами жизнеобеспечения. Салон лаборатории разделен герметичными перегородками на функциональный отсек, санпропускник и технический отсек с доступом снаружи фургона, в который вынесены органы управления системами энергоснабжения, системой вентиляции и кондиционирования. Биологический материал, упакованный согласно требованиям санитарных правил, передают через передаточный шлюз в функциональный отсек. Внутреннее помещение лаборатории оснащено всем необходимым оборудованием для выполнения исследований методами ПЦР, МФА, ИФА, проведения зоолого-паразитологических исследований и подготовки питательных сред. Однако данную лабораторию достаточно сложно транспортировать при необходимости железнодорожным, авиационным или морским транспортом.

Известен модуль биологической безопасности (патент RU 2439265, опубл. 10.01.2012 г.) содержащий герметичный бокс и шлюз, сообщающиеся посредством герметичной двери и оснащенные средствами жизнеобеспечения, функционально и конструктивно взаимосвязанными между собой, перчаточный бокс с системой вентиляции с фильтрами тонкой очистки воздуха и передаточное окно, выполненное в виде замкнутой герметичной камеры с герметичными дверками. При этом перчаточный бокс соответствует категории BSL-III, стены и потолок выполнены в виде двухслойных панелей с теплоизоляцией, причем каждый слой панелей обеспечивает герметичность объема модуля, стыки между стенами, потолком и полом герметичны, бокс снабжен дополнительным передаточным окном с отдельной вытяжной системой вентиляции, запорные механизмы дверей и дверок выполнены с возможностью блокировки в состоянии «закрыто» при открытии любой из них. В системе вентиляции установлены регулирующие и отсечные герметичные клапаны, вытяжное и подающее воздух устройства в боксе расположены в диагонально противоположных углах, а давления, создаваемые вентиляцией в помещениях модуля, перчаточным боксе и передаточных окнах изменяются ступенчато и их величина меньше давления окружающей среды. Данный модуль биологической безопасности имеет высокую степень защиты персонала и окружающей среды и соответствует требованиям нормативных документов по безопасности работы с микроорганизмами 1-Й групп патогенности. Однако его недостатком является то, что он представляет собой стационарное сооружение и не может быть использован в качестве мобильного.

Известна многоцелевая мобильная лаборатория, которая представляет собой лабораторную камеру контейнерного типа и состоит из корпуса, имеющего герметичный отсек, входной отсек, отсек для удаления воздуха, имеющий стерилизующий фильтр, отвечающий правилам биобезопасности, отсек обработки стоков, имеющий автоматическое автоклавирующее стерилизующее устройство. Герметичность лабораторного отсека и уровень обработки стоков могут быть выбраны с помощью специализированной системы управления. Лаборатория сконструирована из панелей, которые содержат полые части. В лаборатории предусмотрено изолирующее от вибрации устройство подвесного типа. Лаборатория может использоваться в производстве полупроводников, электронного оборудования, в биотехнологии, а также для проведения микробиологических исследований, как чистая или биологически чистая комната (патент US 4850268, опубл. 25.07.1989). Однако лаборатория не обеспечивает уровень безопасности, необходимый для работ с возбудителями особо опасных инфекций.

Известен модульный контейнер сдерживания (WO/2003/095765, опубл 20.11.2003 г.), выполненный на основе грузового контейнера с герметичной внутренней камерой. Данный модульный контейнер предназначен для использования в производстве полупроводников, электронного оборудования, упаковке лекарств, в биотехнологии, а также для проведения микробиологических исследований. Данный модульный контейнер оснащен фильтровентиляционной системой, системой кондиционирования, системой очистки сточных вод, трубопроводом для забора воды из подземных коммуникаций. Обеспечение электричеством данного модуля происходит посредством подключения к коммунальной службе или использования генератора. Данный модульный контейнер может быть оснащен соответствующим элементом оборудования в зависимости от назначения. Модульный контейнер сдерживания может быть поднят краном и перевезен грузовым автомобилем, поездом или уложен на борт судна. Недостатком модульного контейнера сдерживания является необходимость установки данного модуля на подготовленную ровную площадку в здании или фундаментные блоки, а также габаритные размеры и большая масса модуля препятствует его транспортировке воздушными (в частности вертолетным) транспортными средствами в труднодоступные районы.

Задача изобретения заключается в разработке автономной, легко транспортируемой любым видом транспорта и не требующей специальных условий при установке лаборатории с широкими функциональными возможностями, которая отвечает соответствующим требованиям нормативных документов, предъявляемых при работе с патогенными биологическими агентами (ПБА) I-IV групп патогенности бактериальной и II-IV групп патогенности вирусной природы позволяет проводить комплекс диагностических исследований проб биологического материала и объектов окружающей среды (зоолого-паразитологические исследования, бактериологический анализ, экспресс и ускоренная диагностика методами МФА, ГШР, ИФА) на наличие возбудителей особо опасных и других природно-очаговых инфекций включая подготовительные работы для бактериологического анализа (подготовка и розлив питательных сред) и обеззараживание инфицированного материала.

Технический результат заключается в реализации указанного назначения, а также в повышении уровня биологической безопасности для персонала и снижении контаминации окружающей среды.

Технический результат достигается тем, что лаборатория мониторинга и диагностики контейнерная выполнена на базе каркасно-панельного контейнера, оснащенного системой пространственной устойчивости гидравлического типа и грузозахватными фитингами для перемещения краном и крепления на контейнеровозе, содержащая герметично исполненный салон с уровнем биологической безопасности BSL-3, с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции с автоматическим поддержанием разницы давления между лабораторными отсеками, оснащенной высокоэффективными фильтрами очистки воздуха, с единой системой обеззараживания, активирующейся по задаваемым временным параметрам, с дополнительными рециркуляторами для обеззараживания рабочей зоны, разделенный перегородками, снабженными герметично закрывающимися дверями с системой взаимоблокировки, на функциональный отсек, снабженный дверью аварийного выхода, оснащенный передаточной шлюзовой камерой, более одним боксом микробиологической безопасности II класса тип В2, ПЦР-боксом, диагностическим оборудованием для выполнения исследований методами ПЦР, МФА, ИФА, оборудованием для проведения бактериологических исследований, зоолого-паразитологических исследований, подготовки питательных сред, установкой для обеззараживания отходов; санпропускник, включающий отсек для снятия верхней и надевания рабочей одежды, душевую с дезинфицирующим душем для химического обеззараживания средств индивидуальной защиты, отсек для надевания и снятия защитной одежды, технический отсек, доступ к которому не связан с лабораторным отсеком, оснащенный блоком управления системами энергоснабжения, системой вентиляции и кондиционирования, видеонаблюдения, радиосвязи, отопления, водоснабжения.

Суть заявляемого изобретения поясняется на фиг. 1-9.

Заявляемая лаборатория содержит контейнер-кузов 1. Контейнер имеет каркасно-панельную конструкцию, выполненную из коррозионно-стойких профилей из алюминиевого сплава и теплоизоляционных панелей с теплоотражающим слоем и имеет следующие габаритные размеры: длина 7000 мм, ширина 2400 мм, высота 2430 мм, масса лаборатории с оборудованием составляет 15000 кг. Это обеспечивает заявляемой полезной модели оптимальный вес для транспортировки любым видом транспорта (включая вертолет). Теплоизоляция обитаемых отсеков обеспечивает требуемые показатели микроклимата в помещениях при любых показаниях в заданном температурном режиме окружающей среды.

Снаружи контейнера крепятся элементы системы пространственной стабилизации лаборатории 2. Оснащение системой пространственной устойчивости гидравлического типа позволяет обеспечивать ориентацию лаборатории в горизонтальной плоскости при развертывании на местности, а также используется для подъема и спуска с транспортного средства. Данная система позволяет устанавливать лабораторию на местности без специально подготовленной площадки и дополнительного оборудования.

Герметично исполненный салон 3 с уровнем биологической безопасности BSL-3 разделен на пять отсеков: помещение для проведения исследований 4; помещение для снятия верхней одежды и надевания рабочей 5; душевая 6; помещение для снятия и надевания защитной одежды 7; технический отсек 8.

Помещение для проведения исследований 4 оснащено более одним боксом 9 микробиологической безопасности II класса тип В2, ПЦР-боксом 10, установкой для обеззараживания отходов 11, более одним лабораторным инкубатором 12, навесными шкафами 13, более одним холодильником 14 и другим необходимым оборудованием.

Бокс 9 микробиологической безопасности (БМБ) II класса тип В2 обеспечивает условия для работы с материалом, подозрительным на зараженность возбудителями I-IV групп патогенности бактериальной и II-IV групп патогенности вирусной природы, и имеет два независимых фильтровентиляционных блока, снабженных высокоэффективными фильтрами тонкой очистки, и обеспечивающих приток воздуха и его удаление из рабочей камеры. В рабочей камере бокса полностью отсутствует рециркуляция воздуха. За счет разницы в объемах воздуха, подаваемого в рабочую камеру и удаляемого из нее, в окне оператора создается воздушная завеса, препятствующая перекрестной контаминации «рабочий агент -оператор». БМБ II класса тип В2 обеспечивает предотвращение загрязнения исследуемого материала и более высокий уровень защиты работающего персонала и помещения лаборатории от контаминации возбудителями. Наличие нескольких боксов микробиологической безопасности позволяет одновременно проводить исследования разными методами (бактериологические и молекулярно-генетические).

ПЦР-бокс 10 предназначен для предотвращения внутрилабораторной контаминации в заявляемой лаборатории при проведении ПЦР-диагностики и может быть использован, в том числе для розлива питательных сред.

Наличие в лаборатории установки 11 для обеззараживания отходов позволяет осуществлять дезинфекционную обработку заразного материала, не вынося его за пределы лаборатории, что обеспечивает проведение полного цикла работ и высокую степень биологической безопасности.

В помещении для проведения исследований 4 размещена шлюзовая камера 15 для передачи образцов биологического материала в лабораторию. Двери шлюзовой камеры имеют систему взаимоблокировки и оборудованы световым сигналом. Шлюзовая камера оборудована бактерицидным облучателем.

Помещение для снятия верхней одежды и надевания рабочей 5 оборудовано шкафом 16 с двумя отделениями, одно из которых предназначено для верхней одежды, снимаемой при входе в отсек лаборатории, а другое для рабочей одежды. Душевая 6 оснащена душевой установкой с дезинфицирующим душем 39 для химического обеззараживания средств индивидуальной защиты. В отсеке для надевания и снятия защитной одежды 7 находится контейнер, в который помещают защитную одежду, обрабатываемую и снимаемую по окончании работы при выходе из отсека (не показан).

В техническом отсеке 8 размещено оборудование системы жизнеобеспечения, щиты управления системами жизнеобеспечения, а также расположены места хранения и транспортировки автономных источников электроснабжения, автоматизированных устройств для их подъема-спуска.

Лаборатория оснащена единой системой обеззараживания, активирующаяся по задаваемым временным параметрам при выходе из лаборатории, в которую входят бактерицидные облучатели 17 и бактерицидные рециркуляторы 18. Облучателями снабжены помещения 4 и 7. Включение облучателей производится с помощью таймера-выключателя, расположенного в районе выхода в помещении 5. При включении таймера-выключателя одновременно включаются все облучатели, после отработки в течение установленного времени срабатывает звуковое оповещение и происходит их отключение. Для обеззараживания рабочей зоны дополнительно установлены бактерицидные рециркуляторы 18.

С целью исключения прямого попадания ПБА из лабораторного отсека во вспомогательные помещения и во внешнюю среду двери 19, предназначенные для попадания в лабораторное помещение и помещение для снятия и надевания защитной одежды, снабжены системой взаимоблокировки и допускается одновременное открытие не более одной такой двери.

Система вентиляции и кондиционирования воздуха 20 (СВКВ) обеспечивает предварительную двухступенчатую очистку подаваемого в приточную систему воздуха на фильтрах класса не менее G3 и F7 соответственно; очистку подаваемого в рабочее помещение воздуха на фильтре класса не ниже Н13. Обеззараживание воздуха, удаляемого из рабочего помещения, путем оснащения системы вытяжной вентиляции высокоэффективными фильтрами очистки воздуха класса не ниже HI 4.

Система вентиляции и кондиционирования заявляемой полезной модели обеспечивает поддержание положительных температур при всех регламентированных температурных условиях эксплуатации мобильной лаборатории.

В помещении лаборатории создание и поддержание отрицательного баланса между приточной и вытяжной вентиляцией происходит в автоматическом режиме.

Лаборатория оснащена системой СКУД, представляющей собой совокупность программно-технических средств, позволяющих решить задачи контроля и управления посещением отдельных помещений.

Лаборатория оснащена системой видеонаблюдения 38, предназначенной для визуального контроля за безопасностью при проведении исследований.

Пульт управления и наблюдения системы находится за пределами помещения для проведения исследований.

Лаборатория оснащена системой радиосвязи, предназначенной для обеспечения радиосвязи с другими абонентами, оборудованными соответствующей аппаратурой. В качестве оборудования в системе радиосвязи, используются персональные радиостанции УКВ-диапазона. Все радиостанции могут, применяется как на марше, так и во время работы лаборатории. Персональная переносная радиостанция в комплекте с зарядным устройством с гарнитурой обеспечивает радиосвязь между сотрудниками лаборатории, находящимися внутри модуля и персоналом снаружи. Также лаборатория оснащена навигационной системой с поддержкой ГЛОНАСС.

На фиг. 1-7 также показаны: вход в лабораторию 21; аварийный выход 22; дверь технического отсека 23; окно аварийного выхода 24; генератор 25; пульт управления СВКВ 26; ноутбук 27; амплификатор 28; лабораторный стол 29; прочее необходимое оборудование 30; управление системой пространственной устойчивости 31; бак для чистой воды 32; насосная станция 33; бойлер 34; смеситель-душ 35; фильтр на подаче воды 36; батарея системы отопления 37.

На фиг 7, 8, 9 показано внешнее транспортировочное крепление лаборатории. Внешнее транспортировочное крепление контейнера заявляемой лаборатории соответствует стандартам ISO морских судов, поездов, авиатранспорта и автотранспорта.

Подготовку к работе заявляемой лаборатории осуществляют следующим образом.

Кузов-контейнер устанавливают на отведенном участке местности. При помощи системы пространственной устойчивости гидравлического типа выравнивают лабораторию по уровню и фиксируют от произвольного перемещения. Приступают к расстановке съемного оборудования и подключению систем жизнеобеспечения. Модуль заземляют; точки ввода подачи электричества запитывают либо от стационарной сети, либо от автономного генератора; включают системы освещения помещений лаборатории, водоснабжения, приточно-вытяжной вентиляции. После выхода параметров системы приточно-вытяжной вентиляции в рабочий режим (создание необходимого разряжения и температуры окружающей среды в помещении лаборатории), подключают стационарное и съемное аналитическое лабораторное оборудование, проверяют его готовность к работе. На рабочие столы устанавливают соответствующие рабочим местам лабораторные принадлежности, необходимые реактивы. Лаборатория готова к работе.

Поступивший для исследования биологический материал, упакованный согласно требованиям санитарных правил, передают через шлюзовую камеру 15 в отсек 4. В отсеке 4 осуществляют его регистрацию, зоолого-паразитологические исследования, подготовку проб к посеву на питательные среды, проведению МФА, ИФА, ПЦР; проводят розлив питательных сред, производят посев исследуемого материала на подготовленные питательные среды, учет результатов посевов, бактериоскопию, идентификацию, определение чувствительности к антибактериальным препаратам, выявление маркеров возбудителей инфекционных болезней (ДНК, антигенов и антител к ним). Полученные результаты сохраняют на электронных носителях. Отработанный материал упаковывают в контейнер и помещают в установку для обеззараживания.

Конструктивные особенности, технические характеристики и оборудование лаборатории обеспечивают постоянную готовность и необходимые условия для комплексной диагностики инфекционных болезней в полевых условиях, включая подготовительные работы для бактериологического анализа и обеззараживание заразного материала. При этом персоналу созданы оптимальные условия для выполнения. Для организации связи в местах с отсутствием мобильной сети предусмотрена спутниковая связь.

Заявляемая лаборатория соответствует требованиям нормативных документов по безопасности работы с патогенными биологическими агентами (ПБА) I-IV группы патогенности и позволяет проводить комплекс диагностических исследований биологического материала и объектов окружающей среды, а также обеспечивает защиту от патогенных биологических агентов персонала и окружающей среды. Лаборатория эргономична, не требует большого количества обслуживающего и технического персонала. Лаборатория может использоваться для проведения диагностических исследований биологического материала и проб объектов окружающей среды при осуществлении эпизоотологического мониторинга природных очагов опасных и особо опасных бактериальных и вирусных инфекционных болезней, ликвидации эпидемиологических последствий стихийных бедствий, техногенных катастроф, чрезвычайных биолого-социальных ситуаций. Лабораторию возможно транспортировать всеми видами транспорта.

Изобретение относится к передвижным транспортируемым лабораториям и может быть использовано для проведения лабораторных исследований проб биологического материала и объектов окружающей среды при эпизоотологическом мониторинге особо опасных и других природно-очаговых инфекционных болезней. Лаборатория мониторинга и диагностики контейнерная выполнена на базе каркасно-панельного кузова-контейнера (1), оснащенного системой (2) пространственной устойчивости гидравлического типа и содержит герметично исполненный салон (3) с уровнем биологической безопасности BSL-3 с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции, разделенный перегородками, снабженными герметично закрывающимися дверями с системой взаимоблокировки, на функциональный отсек, оснащенный передаточной шлюзовой камерой; санпропускник, технический отсек, доступ к которому не связан с лабораторным отсеком. Лаборатория оснащена блоком управления системами энергоснабжения, системой вентиляции и кондиционирования, видеонаблюдения, радиосвязи, отопления, водоснабжения, боксами микробиологической безопасности II класса тип В2, ПЦР-боксом, диагностическим оборудованием для выполнения исследований методами ПЦР, МФА, ИФА, оборудованием для проведения бактериологических исследований, зоологопаразитологических исследований, подготовки питательных сред, установкой для обеззараживания отходов. Изобретение повышает уровень биологической безопасности для персонала и снижает контаминацию окружающей среды. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Лаборатория мониторинга и диагностики контейнерная, включающая кузов-контейнер, содержащий герметично исполненный салон с уровнем биологической безопасности BSL-3, с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции с автоматическим поддержанием разницы давления между лабораторными отсеками, оснащенной высокоэффективными фильтрами очистки воздуха, разделенный перегородками, снабженными герметично закрывающимися дверями, на функциональный отсек, снабженный дверью аварийного выхода, оснащенный передаточной шлюзовой камерой, боксами микробиологической безопасности II класса тип В2, диагностическим оборудованием; санпропускник, включающий отсек для снятия верхней и надевания рабочей одежды, душевую, отсек для надевания и снятия защитной одежды, технический отсек, доступ к которому не связан с лабораторным отсеком, оснащенный блоком управления системами энергоснабжения, системой вентиляции и кондиционирования, отличающаяся тем, что кузов-контейнер изготовлен из коррозионно-стойких профилей из алюминиевого сплава и теплоизоляционных панелей с теплоотражающим слоем, имеет габаритные размеры: длина 7000 мм, ширина 2400 мм, высота 2430 мм, массу с оборудованием 15000 кг и оснащен системой пространственной устойчивости гидравлического типа, позволяющей обеспечивать ориентацию лаборатории в горизонтальной плоскости.

2. Лаборатория по п. 1, отличающаяся тем, что оснащена единой системой обеззараживания, активирующейся по задаваемым временным параметрам, с дополнительными бактерицидными рециркуляторами для обеззараживания рабочей зоны.

3. Лаборатория по п. 1, отличающаяся тем, что двери, предназначенные для попадания в лабораторное помещение и помещение для снятия и надевания защитной одежды, снабжены системой взаимоблокировки для недопущения одновременного открытия.

4. Лаборатория по п. 1, отличающаяся тем, что оснащена душевой с дезинфицирующим душем.

5. Лаборатория по п. 1, отличающаяся тем, что оборудована системой видеонаблюдения, предназначенной для визуального контроля за безопасностью при проведении исследований.