移动传染病学实验室--车载移动流行性病学实验室的应用

环境样品库是由联邦环境局（UBA）在联邦环境、自然保护和核安全部（BMU）的委托下主建的。它对下列样品进行收集存档：河流、湖泊、海洋悬浮物以及陆地动物、植物的活样以及人类样品等。体液和头发等人类样本是被科学家在从20世纪80年代开始要求加入的。最初的样本库被选在明斯特的一个仓库中，样品能免于受外部因素影响，仓库容量可供使用到2040年。现有系统的对面已被租用下来作为2040年以后的环境标本库。

“环境标本库是联邦政府监测和记录人类和环境之污染物的核心要素，而人类样品的部分存档反映了人类遭受的污染情况”,Fraunhofer生物医学工程院人类样本工作组负责人 Dominik Lermen博士解释说，“人类标本样品对于化学物质的监测和管理越来越重要。因此，环境标本库对于化学物质的识别和评价也是一个重要的有效因素”。该工作组2012年1月加入了环境标本库联盟。

图1.2013年1月开始使用的移动流行病学实验室。

每年500志愿者的标本采集

Fraunhofer的研究人员除了管理银行业务，还举办一年一度的取样活动。人类标本工作组的科学家们代表UBA对约500个志愿者的血液或尿液进行采样。除了实际采样, 有关志愿者的居住条件和潜在污染源的信息收集也很重要, 例如志愿者的吸烟行为或由于近邻工业而密切接触到的污染。四个指定采样地点为：Münster市、Halle/Saale市、Ulm 和Greifswald市。样本采集后会直接被转移到Erlangen大学的环境医学综合部进行针对环境污染物的初检。剩下的样本则由研究人员在标准冷冻条件下保存于环境标本库。

移动实验室方便采样

之前的样品采集都是在有合作关系的学术科研机构进行。自2013年1月起，开始采用移动流行病学实验室—— 一台超过16米长的挂车开始进入采样点工作。挂车上拥有设备齐全的医疗分析实验室，具有二级生物安全级别，车内空间足够大，可用于医检。考虑到工作安全的需要，还特地在挂车上增加了密闭的实验室封套以及轻微的负压，以保证能通过实验室通风系统排出。这样以来，如果德国某地爆发了某种传染病的话，可将卡车当作移动的检查室和治疗室来使用。这是世界上唯一兼具移动性和实验室快速检测性能的车辆，明显提高了采样的质量，因为它可以帮助实现在任何地点都能够使用实验室的愿望。可以随时随地采集和处理样品。IBMT实验室技术工作组和“未来实验室”项目的负责人Daniel Schmitt博士说强调说：“我们的移动实验室配备了先进的实验室技术以及装备，能够满足不同的采样、现场分析需求”。车辆后方备有冷冻箱用于保存收集的样品。

图2.血浆和尿液样品冷冻前直接在现场被特征化。

样品特征化和冷冻处理

为了能够可靠地检测环境的微小变化，采样的样品准备和保存必不可少。所以文档记录和标准条件下的冷冻都是实行自动化。工作人员将大多数样品在卡车上分成小份后立即冷冻，但血浆和尿液样品需要预先特征化。这就需要研究血浆对胆固醇水平和蛋白质含量的影响。为此，移动实验室装备了一种仪器，可对样品进行自动分析，几分钟后即可显示结果，而且所测数据还配有对应条码，以便轻松识别。对于尿液样品，工作人员可以就地检测如重量、密度和电导率等参数。检测后的样本都被放入有独立标记的小管子内。这些小管子被置于专门的样品架上，以防止冷冻过程中的损坏，将架子置于液氮制冷的储存容器内。

图3.车辆后部配有冷冻箱用于储存采集的样品。

对抗艾滋病的移动方案

此移动检测车于2011年5月就已经开始面向南非地区，虽然用于医检的空间少了，但仍满足严格的生物安全实验室标准要求。这对于艾滋病的检测来说不可缺少的，仅在南非每年就有超过300万人死于这种疾病。有了移动检测车，就可以尽可能的开到偏远的村庄，对人们进行艾滋病毒和其他危险病原体，如耐多药结核病细菌的检查和治疗。

在德国和南非的这两辆卡车是一支在未来几年移动检测车的先行者。有关通信和联网的技术条件目前正在开发中。重要的应用程序已经投入应用，可以实时观察卡车及移动实验室中的诸多参数，如柴油箱和水箱的水平状况、温度以及通风系统的真空度。