在动物生物安全实验室中，独立通风笼盒（individual ventilated cages，IVC）是一种以饲养盒为单位的独立送风的安全防护设备，洁净空气分别送入各独立饲养盒，废气集中排放，使饲养盒保持一定的洁净度，与环境保持一定压力，以避免动物实验所产生的感染性气溶胶污染环境和笼盒之间的交叉污染。

IVC系统的基本结构由控制主机、笼架、笼盒等组成（图5-7）。

1.控制主机IVC系统的控制主机内主要有两台低噪声风机、洁净空气过滤器装置以及电子控制部分组成（图5-8）。IVC系统的进排气由各自单独的风机控制（也有单风机控制的IVC系统），可控调风机转速达到进排气总量平衡，以确保笼盒内外的压力差和换气次数符合动物生存和/或避免动物污染环境的需要。笼盒内与外界的压差，可通过指针或数字式低压压差表直接显示。有的机组还专门设有电源断电、机械故障和过滤器失效等报警装置，利用各种转换器及半导体芯片或数码程序控制器、变频器等方法，实现自动报警、自动调控的目的。大多数主机上还设有笼盒内外温度、湿度的显示装置，以便使用者直接了解动物生存的主要环境条件。

2.笼架IVC系统的笼架是由1.0～1.2mm 厚的异形不锈钢管焊接或用高强度塑料接口套接而成。焊接笼架比较稳固，但管道内清洁较难。套接笼架拆卸方便，易清洁管腔。不锈钢管既是笼盒支架，又兼做笼盒的导气管道，平行纵横排列，粗细结合。送排风管路的管径的大小应考虑IVC系统设备所有笼盒的总通气量、换气次数及管内气流速度产生的噪声等空气动力学因素，经计算后确定。

根据各类型设备设定的笼盒数，笼架上安置相应数量的搁架，进排气管上设有相应数量的进排气导风橡胶咀或皮碗，以便与笼盒接口流畅密封吻合。有的在进排气口（咀）上还设有自动气阀。笼盒上架密接后，进排气气阀自动打开，笼盒取下时，气阀自动关闭，使进风管中气压保持基本恒定，排气管中废气不易泄漏入室。可通过安装超压保护装置或超压自动调节装置，以避免当笼盒取下较多、气阀关闭太多而造成的笼盒内超压状态。

笼架下面一般都安有硬质橡胶导轮，能根据房间大小或使用者的要求，随意移动组合，定位后可用导轮制动装置锁定。

3.笼盒IVC系统笼盒的形式、种类、规格很多。笼盒是由耐高温（至少能耐130～160℃以上高温）、抗腐蚀的透明或着色透明的高分子材料压模而成。一套笼盒由上盖、底盒、不锈钢网罩（食槽、水瓶槽）、锁紧扣、进排气口组件（包括阀门或终端过滤器）和硅橡胶密封垫圈等组成，有的上盖上还有一个能透气的“生命之窗”过滤网（图5-9）。

目前，国内外IVC系统的整机型式主要有机盒一体式、机盒分体式和无主机式三种。

把主机（包括进排气风机、过滤系统和控制面板）均安置在笼架的上部或下部。这种型式的优点是占地面积小，动物室空间的容积率大，空调能源的利用率高，经济效益相对提高。缺点是由于风机的运转，带动机架共振、谐振所产生的低频振动噪声以及风机运转产生的空气动力噪声，经笼架固体式传导，衰减少，直接传入笼盒内，对动物有一定的影响。为减少对动物刺激，设计时必须采用防震措施和利用极低噪声的风机，这将增加IVC系统设备的成本。另外，主机及控制面板位置太高或太低，操作和维护保养（更换过滤器）均不够方便。

主机与笼架分开，各自成为一活动单元，进排气以软管相连，主机机箱可放置在笼架的一侧或中间。根据主机功率的大小，一般一台主机可供1～4 架笼架进排气。笼架排列可依房间大小，排列成一字式、星形式和双列平行式等多种连接方式。为减少动物室内噪声以及减少主机更换、维修和保养时对动物的影响，机盒分体式IVC系统可以把主机集中放置在隔壁单独的机房中，分别用管道通向周围各动物室IVC 笼架，实现主机与笼架完全分开的最佳状态。甚至只要把主机设计成单一的洁净空气进排气机组，可供多架笼架同时使用，排气可通过管道或排风罩，直接与建筑物排气系统相连，以减少IVC系统独立的排气管道设置，与建筑结构一体化、规范化。机盒分体式IVC系统的优缺点正好与机盒一体式IVC系统相反。

即为IVC系统设备上不带有主机机箱，只有笼架和笼盒的IVC系统。

实际上，这种无主机式IVC系统笼盒上设有高效过滤器，排气总管连接建筑物排气系统，利用建筑物排气系统的抽吸作用，使笼盒内保持一定的负压状态，动物室内的空气经过笼盒上的过滤器自然补充新风进笼盒，达到笼盒内换气的目的。因此，无主机式IVC系统也是负压式IVC系统的一种形式。该IVC系统笼架为中轴旋转型，动物室的容积率高，成本较低。然而，由于建筑物排气系统的控制有一定的难度，笼盒内负压气流的流量和换气次数受控于建筑物排气系统，呈被动状态，较难用自控方式随意调节相关参数。

IVC系统的主要参数包括：

1.换气次数IVC系统的换气次数是指笼盒内直接的换气次数，一般选用5～50次/h为宜。

2.气流速度IVC系统的气流速度是指笼盒内动物在各个位置活动或休息时，直接感受到的真实气流速度。IVC系统笼盒内动物水平气流速度一般应选用≤0.1m/s 为宜。

3.笼盒内外压差负压IVC系统笼盒内外压差为-3～-20Pa 即可。

4.空气洁净度由于IVC系统笼盒的密闭性及进入空气需经过机组的三级过滤，一般空气洁净度均可达到≤10 000级。好的IVC系统设备，笼盒内环境的空气洁净度可达≤100级。

5.笼盒内落下菌落数笼盒内的落下菌落数一般选用≤3个/皿为指标。如笼盒内空气洁净度达到100级，则落下菌落数可在1个/皿之内。

6.噪声IVC系统设备的噪声指笼盒内的实际噪声，其指标应选择在国标中规定的数值≤60dB（A）为宜。

Ⅱ级动物隔离设备具备操作门（图5-10），当门打开时，依靠内部的定向气流形成阻隔或屏障，保护操作人员和环境。送风和排风过滤为初过滤器和一级高效过滤器。风机保持内部的负压状态。操作人员通过前部活动门在内部操作。

Ⅱ级动物隔离设备主要用于实验室动物的饲养。

1.Ⅱ级动物隔离设备配有独立的通风系统，每一层都可以维持独立的负压状态。

2.Ⅱ级动物隔离设备每一层都具有二级过滤：初过滤器和高效过滤器。既可延长过滤器使用寿命，也更为安全。过滤器是按照客户所定动物隔离设备量身定做的，只需更换滤芯，使用者可自行更换。

3.隔离设备材料和隔离器的门使用浇铸的有机玻璃，具有优异的坚固性、透明性、耐久性和密封性。

4.模块化设计，既有利于维护和保养，又方便以后功能的扩展。

5.换气次数20次/h，为动物提供舒适的环境。

独立通风负压隔离笼系统通常用于生物安全三级实验室的动物实验，达到保护操作人员，并满足实验动物的饲养条件。

独立通风负压隔离笼系统，设置供气主机和排气主机，空气通过供排气主机的网格进入主机内，经过粗效过滤器、高效过滤器过滤后通过笼架的导气管将洁净空气送入垂直导气管后均匀到达各个通气笼内（图5-11）。

当通气笼正确装在笼架上时，经过高效过滤器过滤的低速气流，通过一个气密性自关闭阀门进入通气笼内（图5-12）。通气笼阀门扩散器引导气流沿着顶部达到通气笼前端，并最终下沉形成柔和的回风。回风将氨气（NH ₃）和二氧化碳（CO ₂）送到排气口以便排出。待排出的气体经由置于气密性排气阀上方的粗效过滤器和高效过滤器过滤后排出（图5-13、图5-14）。

独立通风负压隔离笼系统创造并维持了一个持续的负压屏障，将笼内的生物同外部环境隔离开并尽量减少空气中的病原体进入通气笼内。

从通气笼内抽出的污染的空气经排气HEPA 过滤器过滤后，通过一段负压的气管进入供排气主机。在供排气主机内，排出的空气经过粗效过滤器和HEPA 过滤器过滤后进入排气管，通过在供排气主机上方的排气口排入集中排气系统。

控制面板允许设置系统的所有参数，并能对它们不断地加以控制。可以通过控制笼（图5-15）检查笼内和周围环境的压力差。

独立通风负压隔离笼系统在笼具水平上隔离和独立通气笼概念提供了诸多的优势，包括：工作在负压模式下的生物隔离，为动物提供了一个低氨气、二氧化碳和甲烷等气体的微型环境及降低更换垫料的频率。

设备主体为全密封箱体。送风过滤为一级中效过滤器和两级高效过滤器，排风过滤为两级高效过滤器。风机能保持隔离器内部的负压状态。操作人员通过手套袖在隔离器内部操作。物品通过专用的传递门传递（图5-16、图5-17）。

1.全封闭隔离器，达到ISO 10648-2中规定的Ⅲ级隔离设备标准。

2.支架可移动。

3.通过与箱体密闭连接的手套袖操作，可保证触及箱体内部任一角落。能够在不破坏密闭和不中断实验的情况下更换手套。

4.独立的通风系统，可保持内部的负压状态（-70Pa），100%新风，内部压力可调。

5.隔离设备内部换气次数不小于20次/h。

6.送风配有一级中效过滤器和两级高效过滤器，排风过滤效率达到99.999%。

7.配备RTP 快速气密传递门，可与传递筒配合使用。

8.采用专用过氧乙酸消毒器消毒。

动物隔离设备应在安装后、投入使用前（包括负压动物笼具被移动位置后）、更换高效空气过滤器或内部部件维修后进行检测以及年度的维护检测。

现场检测的项目至少应包括工作窗口气流流向、送风高效过滤器检漏、排风高效过滤器检漏、动物隔离设备内外压差。

现场检测的项目至少应包括气流速度、压差、换气次数、笼盒气密性、送风高效过滤器检漏、排风高效过滤器检漏。

现场检测的项目至少应包括手套连接口气流流向、送风高效过滤器检漏、排风高效过滤器检漏、动物隔离设备内外压差、工作区气密性。