宋金輝 陳群飛 金暉 周維華

摘要：熙邁在長期和大量的檢測過程中，積累了很多有價值的經(jīng)驗，例如生物安全柜高效過濾器檢測所用的工具應(yīng)妥善使用及維護(hù)。通過對高效過濾器完整性現(xiàn)場測試進(jìn)行分析可知，上游氣溶膠濃度可由很多方法獲得，但需要注意生物安全柜風(fēng)機(jī)異側(cè)不應(yīng)作為氣溶膠導(dǎo)入位置;氣流盲區(qū)和重疊覆蓋點漏過率的超標(biāo)屬于假陽性，應(yīng)在檢測過程中避免誤判造成不必要的資源浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：生物安全柜;高效過濾器;完整性測試;上游濃度建立

0? ? 引言

20世紀(jì)初期，出于保護(hù)試驗操作人員和/或樣品的目的，生物安全柜問世，SARS大爆發(fā)后中國開始大量生產(chǎn)采購生物安全柜。時至今日，生物安全柜已經(jīng)應(yīng)用于對操作環(huán)境有要求的各行各業(yè)，包括醫(yī)院、疾控、實驗室。不合格的生物安全柜不僅保護(hù)性能會下降，更嚴(yán)重的是會造成交叉污染及實驗室環(huán)境污染等。合格與否的判定一般由第三方檢測機(jī)構(gòu)經(jīng)現(xiàn)場非抽樣檢測后進(jìn)行。

在進(jìn)行生物安全柜高效過濾器完整性的測試時，有許多值得注意的細(xì)節(jié)，下面在本文中進(jìn)行分享。

1? ? 現(xiàn)行生物安全柜的檢測標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)針對生物安全柜的檢測參照的標(biāo)準(zhǔn)有3個：

（1）YY 0569—2011 Ⅱ級生物安全柜（中國主流執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)）;

（2）NSF/ANSI 49—2018 Biosafety Cabinetry：Design， Construction，Performance，and Field Certification（美國標(biāo)準(zhǔn)）;

（3）EN 12469—2000 Biotechnology-Performance criteria for microbiological safety cabinets（歐盟標(biāo)準(zhǔn)）。

其中，NSF/ANSI 49出現(xiàn)得最早，在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)形成，被公認(rèn)為目前生物安全柜領(lǐng)域最完善的標(biāo)準(zhǔn)。主要檢測參數(shù)如表1所示。

2? ? 高效過濾器完整性現(xiàn)場測試

高效過濾器（HEPA）完整性是生物安全柜檢測中最為重要的參數(shù)，HEPA的濾芯或邊框接縫處泄漏直接影響操作區(qū)的潔凈度，大幅提高產(chǎn)品的污染風(fēng)險和人員的感染風(fēng)險。通常將HEPA的完整性測試作為第一項檢測參數(shù)，若該參數(shù)不合格，生物安全柜即判定為不合格，其余參數(shù)將不再進(jìn)行測試。

2.1? ? 工具的使用要點

HEPA的完整性測試需要用到氣溶膠發(fā)生器和氣溶膠光度計兩種儀器，這兩種儀器在使用過程中經(jīng)常被忽視一些細(xì)節(jié)點，會造成結(jié)果誤判，值得關(guān)注。

2.1.1? ? 氣溶膠發(fā)生器

氣溶膠發(fā)生器不產(chǎn)生數(shù)據(jù)，一般的使用單位都不送去校準(zhǔn)。但熟悉發(fā)生器工作原理的人應(yīng)該知道，氣溶膠的發(fā)生是通過加壓使PAO或DOP溶劑通過特殊構(gòu)造的LASKIN噴嘴噴出，形成穩(wěn)定濃度的多分散氣溶膠，壓力表的準(zhǔn)確性關(guān)系到氣溶膠的噴霧濃度。尤其是在進(jìn)行生物安全柜定期年檢時，靜壓腔被污染，上游濃度不宜直接采用取樣獲得時，需要用計算的方法得出上游濃度，此時的壓力表若不準(zhǔn)確，將直接導(dǎo)致上游濃度取值不準(zhǔn)確。因此，建議氣溶膠發(fā)生器要定期進(jìn)行壓力表的校準(zhǔn)。

發(fā)生器內(nèi)的PAO或DOP油不夠時，通常直接添加新油進(jìn)去。長此以往，油槽中會積累越來越多的水，導(dǎo)致發(fā)煙濃度嚴(yán)重不足。因此，建議氣溶膠發(fā)生器要定期進(jìn)行油槽內(nèi)油的更換。

2.1.2? ? 氣溶膠光度計

氣溶膠光度計在長期使用后，進(jìn)樣口處會堆積絮狀顆粒物，造成流量不準(zhǔn)以及采樣濃度失準(zhǔn)，建議定期進(jìn)行維護(hù)。

2.2? ? 上游濃度的建立

國標(biāo)要求，上游氣溶膠濃度應(yīng)≥10 μg/L，可以用氣溶膠光度計直接取樣，實時增加氣溶膠發(fā)生器的噴嘴數(shù)，從而達(dá)到濃度要求;也可以通過NSF49推薦的公式[濃度（μg/L）= 13 500×噴嘴數(shù)/總氣流流量（ft3/min）]計算得到所需的LASKIN噴嘴數(shù)，從而達(dá)到濃度要求。然而，在上游濃度建立過程中，常常出現(xiàn)上游濃度達(dá)不到預(yù)想目標(biāo)的情況。由于國標(biāo)未對發(fā)生器位置做明確要求，且日常檢測操作時會為了簡化流程直接將導(dǎo)煙管塞在工作臺下方的任意位置。所以，我們懷疑是不是導(dǎo)煙管的放置位置導(dǎo)致了發(fā)煙不均勻。為了證實我們的懷疑，特設(shè)計以下試驗。

2.2.1? ? 試驗設(shè)計

將氣溶膠發(fā)生器調(diào)整至2個LASKIN噴嘴，145 kPa（21 psi）壓力。

（1）T型發(fā)煙導(dǎo)流管在前窗進(jìn)風(fēng)格柵處均勻發(fā)煙，使用氣溶膠光度計在上游濃度取樣孔取樣，作為基準(zhǔn)。導(dǎo)煙方式如圖1所示。

（2）將T型管拆除，導(dǎo)煙管直接插入進(jìn)風(fēng)格柵下方在不同的水平位置導(dǎo)煙，使用氣溶膠光度計在上游濃度取樣孔取樣，進(jìn)行比較。

（3）將T型管拆除，導(dǎo)煙管直接插入進(jìn)風(fēng)格柵下方，水平居中，在不同的插入深度導(dǎo)煙，使用氣溶膠光度計在上游濃度取樣孔取樣，進(jìn)行比較。

2.2.2? ? 試驗結(jié)果

2.2.2.1? ? 采用T型發(fā)煙導(dǎo)流管

采用T型發(fā)煙導(dǎo)流管，氣溶膠上游濃度=12.2 μg/L。

2.2.2.2? ? 導(dǎo)煙管在不同的水平位置

結(jié)果統(tǒng)計如表2所示。

2.2.2.3? ? 導(dǎo)煙管在不同的深度

結(jié)果統(tǒng)計如表3所示。

2.2.3? ? 結(jié)論

（1）導(dǎo)煙管插入深度的不同基本不影響上游濃度的測試準(zhǔn)確性。

（2）導(dǎo)煙管的水平位置應(yīng)在風(fēng)機(jī)側(cè)或中間位置（一般Ⅱ級生物安全柜只有一個風(fēng)機(jī)，且在柜體一側(cè)），否則，在風(fēng)機(jī)異側(cè)發(fā)煙會導(dǎo)致氣溶膠擴(kuò)散不均勻，導(dǎo)致上游濃度數(shù)據(jù)偏低。

2.3? ? 下游高效過濾器的掃描

國標(biāo)要求，掃描下游過濾器，任何點的漏過率應(yīng)不超過0.01%，包括濾芯面和邊框與柜體的接縫處。掃描過程中會發(fā)生誤判的情況，需要關(guān)注。

2.3.1? ? 氣流盲區(qū)的識別

常見的生物安全柜，其過濾器邊框與側(cè)壁及前壁始終存在一定的距離（1～5 cm不等）。由于此種設(shè)計結(jié)果，導(dǎo)致即使是合格的生物安全柜，也會存在氣流盲區(qū)。所謂“氣流盲區(qū)”，即經(jīng)高效過濾的潔凈空氣無法到達(dá)的位置，其正處于高效過濾器掃描平面的邊緣區(qū)域。在掃描至此區(qū)域時，若漏過率超過0.01%，但此時濾芯是完整的，邊框密封也完好，應(yīng)該判合格還是不合格？筆者的建議是仍然判定合格，設(shè)計問題不應(yīng)該在現(xiàn)場檢測中進(jìn)行討論。

2.3.2? ? 重疊覆蓋點的識別

通常進(jìn)行下游過濾器掃描時使用的是扁平喇叭口形狀的采樣口，有時會發(fā)現(xiàn)某個可疑點在采樣口橫向掃過時濃度超過0.01%，但采樣口豎向掃過時濃度未超過0.01%。這就需要關(guān)注“重疊覆蓋點”的概念，如圖2所示，假設(shè)A、B兩個點均有微泄漏，泄漏率分別是0.007%和0.008%，但也都沒有超過0.01%，當(dāng)喇叭口形狀的采樣口橫向經(jīng)過A、B點重疊的區(qū)域時，所采集到的實際是兩個漏點的累積值，此時按照標(biāo)準(zhǔn)要求，不應(yīng)判定泄漏。所以，在實際檢測過程中，若發(fā)現(xiàn)可疑漏點，應(yīng)反復(fù)橫向、縱向確認(rèn)，盡量避免誤判造成不必要的維修資源浪費(fèi)。

3? ? 結(jié)語

熙邁在長期和大量的檢測過程中，積累了很多有價值的經(jīng)驗，例如生物安全柜高效過濾器檢測所用的工具應(yīng)妥善使用及維護(hù)。通過對高效過濾器完整性現(xiàn)場測試進(jìn)行分析可知，上游氣溶膠濃度可由很多方法獲得，但需要注意生物安全柜風(fēng)機(jī)異側(cè)不應(yīng)作為氣溶膠導(dǎo)入位置;氣流盲區(qū)和重疊覆蓋點漏過率的超標(biāo)屬于假陽性，應(yīng)在檢測過程中避免誤判造成不必要的資源浪費(fèi)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Ⅱ級生物安全柜：YY 0569—2011[S].

[2] Biosafety Cabinetry：Design，Construction，Performance，and Field Certification：NSF/ANSI 49—2018[S].

[3] Biotechnology-Performance criteria for microbiologicalsafety cabinets：EN 12469—2000[S].

收稿日期：2020-01-17

作者簡介：宋金輝（1982—），男，山西人，工程師，主要從事合規(guī)性檢測驗證技術(shù)的研究及開發(fā)工作。