GB/T 43513.1-2023 空间辐射生物学实验技术规范 第1部分：总则

　　ICS 07. 080

　　CCS F 70/79

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43513. 1—2023

　　空间辐射生物学实验技术规范

　　第 1 部分:总则

　　Technicalspecification forspaceradiation biology experiment—

　　Part1:Generalprinciple

　　2023-12-28发布 2023-12-28实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43513. 1—2023

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　引言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 空间辐射生物学实验需求分析 2

　　5 空间辐射生物学实验实施总体要求 3

　　6 空间辐射生物学实验实施程序 4

　　6. 1 样品筛选 4

　　6. 2 辐射参量确定 4

　　6. 3 地面专项试验及验证 4

　　6. 4 生物样品加载 4

　　6. 5 在轨实施及监控 5

　　6. 6 样品回收综合保障 5

　　6. 7 数据处理与分析 5

　　参考文献 6

　　GB/T 43513. 1—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 43513《空间辐射生物学实验技术规范》的第 1 部分 。 GB/T 43513 已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :总则 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国科学院提出 。

　　本文件由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归 口 。

　　本文件起草单位 :大连海事大学 、中国科学院国家空间科学中心 、大连大学 。

　　本文件主要起草人 :孙野青 、王巍 、张斌全 、张萌 、钟润涛 、赵磊 、王梦雨 、赵楠楠 、赵倩 。

　　Ⅰ

　　GB/T 43513. 1—2023

　　引 言

　　随着载人航天工程从近地走向深空 ,尤其是空间辐射生物学实验载荷实现在轨空间辐射计量 、生物样品在轨损伤监测以及辐射参数与系统生物学数据关联分析等能力的提升 ,对有效利用这些空间载荷进行空间辐射生物学实验提出了新的要求 ,主要包括发射前 、在轨阶段和返回后等全流程的空间辐射生物学实验技术 。

　　GB/T 43513 旨在确立空间辐射生物学实验技术全流程实施要求 ,拟由八部分构成 。

　　— 第 1 部分 : 总则 。 目 的在于规定空间辐射生物学实验全流程需求分析 、实施总体要求和实施程序 。

　　— 第 2部分 :生物实验样品筛选 。 目的在于确立可应用于空间辐射生物学实验的生物样品筛选相关要求 。

　　— 第 3部分 :空间辐射生物学参量确定 。 目的在于明确空间辐射生物学实验所需的辐射参量监测指标 。

　　— 第 4部分 :地面专项试验及验证 。 目的在于对装载空间辐射生物学实验样品进行空间实验环境适应性分析确立实验及验证要求 ,优化空间辐射生物学实验载荷的环境条件 。

　　— 第 5部分 :生物样品加载 。 目的在于建立空间辐射生物学样品加载实验方案和实施流程 。

　　— 第 6部分 :在轨实施及监控 。 目的在于确立空间辐射生物学实验在轨实施以及对在轨实验工况 、环境参数 、样品动态变化等进行监控的相关要求 。

　　— 第 7 部分 :样品回收综合保障 。 目 的在于确立生物样品的回收和返回等生物安全 、质量保障措施 。

　　— 第 8部分 :实验数据处理与分析 。 目的在于确立对空间辐射生物学辐射参量 、空间在轨实验以及生物实验样本返回后获得的系统生物学数据进行处理与分析的程序和要求 。

　　本文件是 GB/T 43513第 1部分 。通过在已颁布国家标准的基础上 ,补充完善空间辐射生物学实验技术全流程实施要素 ,对空间辐射生物学实验所涉及的内容提供纲领性技术规范 ,为实施空间辐射生物学实验提供纲要 。

　　Ⅱ

　　GB/T 43513. 1—2023

　　空间辐射生物学实验技术规范

　　第 1 部分:总则

　　1 范围

　　本文件规定了空间辐射生物学实验全流程需求分析 、实施总体要求和实施程序 。

　　本文件适用于不同轨道飞行器上开展的空间辐射生物学实验 。其他空间生物学实验参照执行 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 28875 空间科学实验 生物样品要求

　　GB/T 28877—2012 空间科学实验通用要求

　　GB/T 30114. 1 空间科学及其应用术语 第 1部分 :基础通用

　　GB/T 31267 空间科学实验项目实施流程

　　GB/T 32870—2016 空间科学实验 生物样品加载技术要求

　　GB/T 38255 空间科学实验需求分析要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 30114. 1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　空间辐射生物学 spaceradiation biology

　　研究空间辐射对生命物质和生命现象的影响 ,及其损伤机理和防护方法的学科 。

　　[来源 :GB/T 30114. 1—2013,2. 47,有修改] 。

　　3.2

　　标准生物样品容器 standard biologicalsamplecontainer

　　用于装载生物样品 ,并能安装在通用生物样品盒内的经过特殊设计的样品容器 。

　　3.3

　　空间辐射生物学辐射参量 radiation quantitiesin spaceradiation biology

　　用于评价生物样品所接受的辐射粒子种类 、能量 、吸收剂量 、剂量当量 、辐射品质因子 、传能线密度 、核径迹等参数 。

　　3.4

　　空间暴露生物样品 spaceexposed biologicalsamples

　　为研究空间生命科学问题 ,采用动物 、植物 、微生物 、组织 、细胞和生物大分子等活性生物材料作为空间辐射生物学实验的实验对象 。

　　1

　　GB/T 43513. 1—2023

　　3.5

　　地面专项试验 ground-based specialized tests

　　在地面进行的适应空间辐射生物学实验载荷所需的生物相容性试验 、匹配试验及模拟空间条件环境生物学等试验的总称 。

　　3.6

　　吸收剂量 absorbed dose

　　电离辐射在单位质量物质中的沉积能量 。

　　注 : 单位为戈瑞(Gy) 。

　　[来源 :GB/T 30114. 6—2014,4. 29,有修改] 3.7

　　辐射品质因子 radiation quality factor

　　辐射与 X射线或伽马射线引起相同生物学效应的剂量比值 。

　　3. 8

　　剂量当量 doseequivalent

　　某处吸收剂量与辐射品质因子的乘积 。

　　注 : 单位为希沃特(Sv) 。

　　[来源 :GB/T 30114. 6—2014,4. 30,有修改] 3.9

　　传能线密度 linearenergytransfer

　　带电粒子穿过单位物质长度时的平均能量损失 。

　　注 : 单位为千电子伏特每微米(keV/μm) 。

　　3. 10

　　空间辐射监测 spaceradiation monitoring

　　评价空间辐射进行的测量及对测量结果的解释 。

　　3. 11

　　核径迹 charged particle tracks

　　电离辐射粒子穿过物质时与物质相互作用形成的痕迹 。

　　4 空间辐射生物学实验需求分析

　　空间辐射生物学实验应对在轨的空间辐射实验载荷进行需求分析 ,如图 1所示 ,要求如下 。

　　a) 空间科学实验项目需求分析 :按 GB/T 38255要求执行 。

　　b) 空间辐射生物学实验样品筛选与辐射参量需求分析 :

　　1) 空间辐射生物学实验样品需求分析 :应结合科学实验目标 ,对空间辐射生物学实验载荷提供的实验样品支持能力进行需求分析 ,确定所需的空间辐射生物学实验样品类型 ;

　　2) 空间辐射生物学实验辐射参量需求分析 :应结合科学实验目标 ,对空间辐射生物学实验载荷提供的辐射监测指标需求进行分析 ,确定所需的空间辐射生物学辐射参量 ,提出空间辐射监测需求 。

　　c) 空间辐射生物学实验地面试验与在轨实施需求分析 :

　　1) 空间辐射生物学实验地面专项试验及验证需求分析 :应对装载空间辐射生物学实验样品进行空间实验环境适应性分析 ,提出对实验载荷资源的需求 ;

　　2) 空间辐射生物学实验生物样品加载需求分析 :应对空间辐射生物学样品加载实验方案和实施流程进行需求分析 ,建立具有可行性的空间辐射生物学实验生物样品加载方案 ;

　　2

　　GB/T 43513. 1—2023

　　3) 空间辐射生物 学 实 验 在 轨 实 施 及 监 控 需 求 分 析 : 应 对 空 间 辐 射 生 物 学 实 验 进 行 在 轨 实施 , 以及对在轨实验工况 、环境参数 、样品动态变化等监控的需求进行分析 ,提出在轨实验方案 。

　　d) 空间辐射生物学实验样品回收与数据处理需求分析 :

　　1) 空间辐射生物学实验样品回收综合保障需求分析 :应对空间辐射生物学实验样品在轨 、返回过程中 、落地后卸载 、返回实验室过程中的运输防护 、时效和安全等进行需求分析 ,提出回收方案 ;

　　2) 空间辐射生物学实验数据处理需求分析 :应对空间辐射生物学辐射参量 、空间在轨实验以及生物实验样本返回后获得的系统生物学数据进行需求分析 ,确立数据处理分析方法 。

　　图 1 空间辐射生物学实验需求分析流程图

　　5 空间辐射生物学实验实施总体要求

　　空间辐射生物学实验实施涉及四个阶段 ,具体要求如下 :

　　a) 地面研究阶段 :应对空间辐射生物学实验载荷提供的实验条件 , 以及科学目标可实现性等进行研究与分析 ,筛选出可应用于空间辐射生物学实验的空间暴露生物样品 ,并明确样品所需的空间辐射监测需求 ,具体程序包括空间辐射生物学实验样品筛选 、空间辐射生物学实验辐射参量确定 ;

　　b) 空间实验地面试验阶段 :应完成地面专项试验 、验证与评估 ,建立样品加载实验方案和实施流程 ,完成空间辐射生物学实验生物样品加载 ,具体程序包括空间辐射生物学实验地面专项试验及验证 、空间辐射生物学实验生物样品加载 ;

　　c) 空间实验在轨实施阶段 :应明确空间辐射生物学实验及监控方法等 ,具体程序为空间辐射生物学实验在轨实施及监控 ;

　　d) 实验样品回收阶段 :应明确样品回收的程序 、样品回收的方法及必要的防护措施 ,并针对开展空间辐射生物学实验研究过程中产生的科学实验数据 ,制定收集方案 、分级分类方法 、数据使

　　3

　　GB/T 43513. 1—2023

　　用与共享要求等 ,具体程序包括空间辐射生物学实验样品回收综合保障 、空间辐射生物学实验数据处理与分析 。

　　6 空间辐射生物学实验实施程序

　　6. 1 样品筛选

　　应按 GB/T 28875要求进行生物样品需求分析 ,确定能利用标准生物样品容器装载满足空间辐射生物学研究的生物实验样品 ,主要包括以下内容 :

　　a) 样品类型 ;

　　b) 样品活力 ;

　　c) 样品纯度 ;

　　d) 样品数量 ;

　　e) 样品发育阶段 ;

　　f) 样品尺寸 ;

　　g) 在轨实验方案 ;

　　h) 在轨实验流程 ;

　　i) 其他要求 。

　　上述内容完成后应形成满足空间辐射生物学实验样品筛选报告 。

　　6.2 辐射参量确定

　　应根据研究目标和监测能力可实现性 ,确定开展空间辐射生物学实验所需获取的物理参数 ,主要包括以下内容 :

　　a) 空间辐射粒子种类 ;

　　b) 粒子能量 ;

　　c) 吸收剂量 ;

　　d) 剂量当量 ;

　　e) 辐射品质因子 ;

　　f) 传能线密度 ;

　　g) 核径迹 ;

　　h) 其他要求 。

　　上述内容完成后应形成满足空间辐射生物学实验辐射参量确定的分析报告 。

　　6.3 地面专项试验及验证

　　在空间实验装置硬件和生保条件确认后 ,应按 GB/T 31267相关要求进行地面专项试验和验证 , 主要包括以下试验 :

　　a) 生物相容性试验 、单项匹配试验 、整合匹配试验 、空间条件模拟试验 ;

　　b) 有临射安装的科学实验项 目 ,应开展发射场演练试验 ;

　　c) 与航天员相关人机工效及在轨维修性专项试验 ;

　　d) 其他必要的地面验证试验 。

　　上述试验完成后应形成满足空间辐射生物学实验地面专项试验及验证的试验报告 。

　　6.4 生物样品加载

　　在完成地面专项试验及验证基础上 ,进行实验样品制备和加载 ,应形成满足空间辐射生物学实验生

　　4

　　GB/T 43513. 1—2023

　　物样品加载要求的试验报告和试验记录 ,主要包括以下内容 :

　　a) 发射场及飞行实验样品制备与加载 ,应按 GB/T 31267要求执行 ;

　　b) 生物样品制备工艺流程 ,应按 GB/T 28875要求执行 ;

　　c) 生物样品质量评价 ;

　　d) 生物样品加载技术流程与要求按 GB/T 32870—2016中 4. 3执行 ;

　　e) 生物样品加载质量检验要求按 GB/T 32870—2016中第 5 章执行 ;

　　f) 生物实验操作人员岗前培训 ;

　　g) 生物实验样品加载过程记录 。

　　6.5 在轨实施及监控

　　样品上行至空间实验载荷内 ,应按照 GB/T 28877—2012 中 6. 2. 2 要求 ,进行空间实验并监控实验过程 ,应形成满足空 间 辐 射 生 物 学 实 验 在 轨 实 施 及 监 控 要 求 的 试 验 报 告 和 试 验 记 录 , 主 要 包 括 以 下内容 :

　　a) 根据在轨实验程序和操作方案 ,完成样品单元安装和更换 ;

　　b) 进行辐射环境参数 、样品培养生长状态和分子标志物监测 ;

　　c) 完成在轨的生保环境参数和科学实验数据获取 ;

　　d) 必要时按操作手册对故障进行处置 。

　　6.6 样品回收综合保障

　　完成空间辐射生物学实验后 ,应按 GB/T 31267要求 ,根据承载样品类型建立综合保障要求 ,形成满足空间辐射生物学实验样品回收综合保障要求的分析报告 ,主要包括以下内容 :

　　a) 在轨 、返回过程中 、落地后卸载 、返回实验室过程中的温度保持要求 ;

　　b) 运输防护要求 ;

　　c) 时效要求 ;

　　d) 安全要求 ;

　　e) 其他要求 。

　　6.7 数据处理与分析

　　对在轨和返回后开展的空间辐射生物学实验所获得的数据进行处理和分析 ,对数据的采集 、分类 、清洗 、使用等格式提出明确要求 ,形成空间辐射生物学实验数据处理与分析报告 。

　　采集数据类型主要包括 :

　　a) 空间辐射品质数据 ;

　　b) 表型数据 ;

　　c) 高通量组学数据等 。

　　5

　　GB/T 43513. 1—2023

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 30114. 6—2014 空间科学及其应用术语 第 6部分 :航天医学

　　[2] ICRU Report30: Quantitative concepts and dosimetry in radiobiology (International Com- mission on Radiation Units & Measurements,1979)

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