论生物安全柜高效过滤器完整性的现场检测

宋金辉¹    陈群飞¹    金晖¹     周维华²

（1.熙迈（上海）科技服务有限公司，上海市 邮编201201 ； 

  2. 上海瑞仰净化装备有限公司，上海市 邮编 201801）

摘  要： 熙迈在长期和大量的检测过程中，积累了很多有价值的经验。通过经验和试验我们发现，高效过滤器检测所用的工具应妥善使用及维护，上游浓度是可以有很多方法获得，注意生物安全柜风机异侧不要作为气溶胶导入位置。以及气流盲区和重叠点的超标属于假阳性，应在检测过程中避免误判造成不必要的资源浪费。

关键词：生物安全柜；高效过滤器完整性测试；上游浓度建立

0  引言

 20世纪初期，出于保护试验操作人员和/ 或样品的目的，生物安全柜问世， SARS大爆发后中国开始大量生产采购生物安全柜。时至今日，生物安全柜已经应用于对操作环境有要求的各行各业，包括医院，疾控，实验室。不合格的生物安全柜不仅保护性能下降，更严重的是会造成交叉污染及实验室环境污染等。合格与否的判定一般由第 3 方检测机构经现场非抽样检测后进行。在进行高效过滤器完整性的测试时，有许多值得注意的细节，在本文中进行分享。

1  现行生物安全柜的检测标准

   目前国内针对生物安全柜的检测参照的标准有3个：

a)  YY0569-2011 II级生物安全柜；

b)  NSF/ANSI 49-2018 Biosafety Cabinetry: Design, Construction, Performance, and Field Certification（美国标准）

c) EN 12469-2000 Biotechnology - Performance criteria for microbiological safety cabinets(欧盟标准)

   其中，NSF/ANSI 49为最早，在上世纪70 年代就已经出现，被公认为目前生物安全柜领域最完善的标准。主要检测参数如表1：

表1  主要检测参数

   表注：其中1~4项为最为必检项，直接影响着生物安全柜的主要功能：保护操作人员；保护所操作的样品。

2.  高效过滤器完整性现场测试

    高效过滤器(HEPA)完整性是生物安全柜检测中最为重要的参数， HEPA 的滤芯或者边框接缝处泄漏直接影响操作区的洁净度，大幅提高产品的污染风险和人员的感染风险。通常将HEPA 的完整性测试作为第一项检测参数。若该参数不合格，生物安全柜即判定为不合格，其余参数将不再进行测试。

2.1  工具的使用要点

    HEPA的完整性测试需要用到气溶胶发生器和气溶胶光度计两种仪器，这两种仪器在使用过程中经常被忽视一些细节点，会造成结果误判，值得关注。

2.1.1  气溶胶发生器

    气溶胶发生器不产生数据，一般的使用单位都不送去校准。但熟悉发生器工作原理的人应该知道，气溶胶的发生是通过加压，使PAO或 DOP 溶剂通过特殊构造的LASKIN喷嘴喷出形成稳定浓度的多分散气溶胶，压力表的准确性关系到气溶胶的喷雾浓度。尤其是在进行生物安全柜定期年检时，静压腔被污染，上游浓度不宜直接采用取样获得时，需要用计算的方法得出，此时的压力表若不准确则直接导致上游浓度取值不准确。因此，建议气溶胶发生器要定期进行压力表的校准。

    发生器内的PAO或DOP 油不够时，通常直接添加新油进去。长此以往，油槽中会积累越来越多的水，导致发烟浓度严重不足。因此，建议气溶胶发生器要定期进行油槽内油的更换。

2.1.2  气溶胶光度计

    气溶胶光度计在长期使用后，进样口处会堆积絮状颗粒物，造成流量不准，以及采样浓度失准。建议定期进行维护。

2.2  上游浓度的建立

     国标要求，上游气溶胶浓度应≥10ug/L， 1 ，可以用气溶胶光度计直接取样，实时增加气溶胶发生器的喷嘴数，从而达到浓度要求；2，也可以通过 NSF49 推荐的公式（浓度<μg/L > = 13,500 x 喷嘴数 / 总气流流量< ft3/min> ）计算得到所需的 LASKIN 喷嘴数，从而达到浓度要求。然而在上游浓度的建立过程中，常常出现上游浓度达不到预想的情况。由于国标未对发生器位置做明确要求，且日常检测操作时会为了简化流程直接将导烟管塞在工作台下方的任意位置。所有我们怀疑是不是导烟管的放置位置导致了发烟不均匀？为了证实我们的怀疑，我们设计了一些实验进行证实。

2.2.1  试验设计：

   将气溶胶发生器调整至2个LASKIN 喷嘴，21psi压力

a)  T型发烟导流管在前窗进风 格栅处均匀发烟，使用气溶胶光度计在上游浓度取样孔取样，作为基准；导烟方式见图1

图1 T型发烟导流管导烟

b)  将T型管拆除，导烟管直接插入进风格栅下方在不同的水平位置导烟， 使用气溶胶光度计在上游浓度取样孔取样，进行 比较。

c)  将T型管拆除，导烟管直接插入进风格栅下方，水平居中，在不同的插入深度导烟， 使用气溶胶光度计在上游浓度取样孔取样，进行 比较。

2.2.2   结果如下：

2.2.2.1  T型管发烟导流管

   T型发烟导流管

   气溶胶上游浓度=12.2μg/L

2.2.2.2  导烟管在不同的水平位置

  结果统计见表2：

表2不同的水平位置的发烟浓度

2.2.2.3   导烟管在不同的深度

  结果统计见表3：

表3不同插入深度的发烟浓度

2.2.3  结论

a)  导烟管的插入深度的不同基本不影响上游浓度的测试准确性；

b)  导烟管的水平位置应放置于风机或中间位置（一般II级生物安全柜只有一个风机，且在柜体的一侧）。否则，在风机异侧发烟会导致气溶胶扩散不均匀，导致上游浓度数据偏低。

2.3  下游高效过滤器的扫描

    国标要求，扫描下游过滤器，任何点的漏过率应不超过0.01%。包括滤芯面和边框与柜体的接缝处。扫描过程中会发生误判的情况，需要关注。

2.3.1  气流盲区的识别

    常见的生物安全柜，其过滤器边框与侧壁及前壁始终存在一定的距离（1cm~5cm不等）。由于此种设计结果，导致即使是合格的生物安全柜，也会存在气流盲区。所谓气流盲区是经高效过滤的洁净空气无法到达的位置，且正处于高效过滤器扫描平面的边缘区域。在扫描至此区域时，若漏过率超过 0.01%，但此时我的滤芯是完整的，我的边框密封也完好，应该判合格还是不合格？我的建议是仍然判定合格，设计问题不应该在现场检测中进行讨论。

2.3.2  重叠覆盖点的识别

    通常进行下游过滤器扫描时使用的是扁平喇叭口形状的采样口，有时会发现某个可疑点在采样口横向扫过时浓度超过0.01%，但采样口竖向扫过时浓度未超过 0.01%。需要关注重叠覆盖点的概念，如图2所示。假设 A、B两个点均有微泄漏，泄漏率分别是 0.007%和0.008%，但也都没有超过 0.01%，当喇叭口形状的采样口横向经过A、 B点重叠的区域时，所采集到的实际是2个漏点的累积值，此时按照标准要求，不应判定泄漏。所以在实际检测过程中若发现可疑漏点应反复横向纵向确认，尽量避免误判造成不必要的维修资源浪费。

图2 重叠覆盖点

3  结语

    熙迈在长期和大量的检测过程中，积累了很多有价值的经验。通过经验和试验我们发现，高效过滤器检测所用的工具应妥善使用及维护，上游浓度是可以有很多方法获得，注意生物安全柜风机异侧不要作为气溶胶导入位置。以及气流盲区和重叠点的超标属于假阳性，应在检测过程中避免误判造成不必要的资源浪费。

[参考文献]

（1）技术标准：YY0569-2011 II 级生物安全柜[S]。

（2）技术标准：NSF/ANSI 49-2018 Biosafety Cabinetry: Design, Construction, Performance, and Field Certification[S]。

（3）技术标准：EN 12469-2000 Biotechnology - Performance criteria for microbiological safety cabinets [S]。

作者简介： 宋金辉（ 1982 ），男，山西，中级职称，主要从事合规性检测验证技术的研究及开发。

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