欧盟生物安全柜统一标准 EN12469:2000[1]、美国生物安 全柜 NSF/ANSI 49-2008[2]标准、我国相关标准《生物安全柜》 YY0569-2005[3]均对生物安全柜的型号进行了分类，并对性 能检测有明确的规定。其中Ⅱ级生物安全柜依照入口气流风 速、排气方式和循环方式等分为4 个类型：A1 型，A2 型（原 B3 型），B1 型和 B2 型， 其中 A2 型和 B2 型生物安全柜是目 前世界上最普遍使用的。 A2 型生物安全柜前窗气流速度最 小量或测量平均值应至少为0.5 m/s，70%气体通过过滤器再 循环至工作区，30%的气体通过排气口过滤排除。 B2 型生物 安全柜的排气系统与紧急电源相连，在断电下仍可保持生物 安全柜负压，以免危险气体泄漏，其前窗气流速度最小量或 测量平均值应至少为0.5 m/s，100%全排， 无内部循环气流， 可同时提供生物和化学的安全控制。 安装在生物安全柜内的空气过滤器是由坚硬外壳支撑 的一次性的、具有延伸和皱褶介质的过滤膜组成的。 主要起 到过滤细菌和灰尘颗粒的作用，以净化吹入生物安全柜工作 区和排放出的气体。目前生物安全柜中常采用的是对 0.3 μm 尘埃粒子拥有截流效率为 99.99%的 HEPA 高效过滤器，以 及 99.999 8%的截流效率的 ULPA 超高效过滤器。 对于Ⅱ级生物安全柜，以上标准均规定了各项测试参数和合格标准[4]，测试包括人员保护、产品保护和交叉污染保护 的微生物挑战、下降气流速率、流入气流速率、噪声、照度、振 动、高效过滤器完整性测试(气溶胶测试－挑战实验)、气流烟 雾模式等十几个项目。其中对高效过滤器安装前后进行完整 性测试是目前国际上通行的做法[5]。 这项测试是获得 ISPE、 ASTM、FDA 和 EU 认可的对生物安全柜或洁净室进行安装 确认必不可少的项目。测试高效过滤器泄漏率是保证生物安 全柜“洁净”以及悬浮粒子测定的基础，其重要性在于它对高 效过滤器的材质、 安装和使用可靠性提出了具体的要求，即 以保证高效过滤器的整体质量来达到生物安全柜的洁净度。 

1 高效过滤器的完整性测试 生物安全柜在出厂前就应对高效过滤器完整性作出评 价，就高效过滤器有无泄漏进行测试，以确保它们是符合规 定的。 同时因为高效过滤器是非常脆弱的材料，甚至落地或 轻微碰撞就会损坏，所以，在运输和装卸的过程中保证过滤 器材不受损坏是非常重要的。 同样的原因，高效过滤器应该 在生物安全柜所安置的实验室进行现场测试[6]。 本文讨论的 就是高效过滤器的完整性的现场测试，目的是找到最佳的气 溶胶发生方式和以及完整性测试方法。 引入高效过滤器上游的气溶胶是PAO， 即多分散系poly-alpha-olefin。 PAO 发生器可分为热发生和冷发生两种， 热发生器 TDA-5B 是利用蒸发冷凝的原理，被雾化的气溶胶 粒子用加热器蒸发，并在特定条件下冷凝成微小液滴，去掉 过大和过小的液滴后留下0.3 μm 左右的雾状 PAO 进入高 效过滤器上游，粒径分布在 0.1～0.3 μm。 冷发生器 TDA-4B 是利用压缩空气在液体中鼓气泡，经 laskin 喷管飞溅产生物 态的多分散相 PAO 气溶胶，最大分布粒径在0.65 μm 左右。 本文对两种发生方式和三种不同型号的高效过滤器都进行 了测试研究。 高效过滤器完整性测试（检漏）中用的检测仪器是气溶 胶光度计，是一种前散射线性光度计，它由真空泵、光散射 室、光电倍增管、信号处理转换器和微处理器等组成。其工作 原理是：当气流被真空泵抽至光散射室时，其中的颗粒物质 散射光线至光电倍增管。 在光电倍增管中，光被转换成电信 号，此信号经放大和数字化后由微处理器分析，从而测定散 射光的强度。 通过与参比物质产生的信号的对比，可以直接 测量气体中颗粒物质的质量浓度。 本次测试研究的是两种气溶胶发生方式在不同气流流 速下的差异，从而对测试方法进行研究。 

1.1 被测的Ⅱ级生物安全柜安装的高效过滤器信息

1.2 测试步骤 气溶胶的两种发生方法以及测试步骤如下： 

1.2.1 DA－4B，冷发生气溶胶测试方法 ①在被测设施的外侧 准备好压缩空气气源，并将气溶胶发生器 ATI TDA-4B 连接 于被测Ⅱ级生物安全柜的上游吸入口。 压缩空气输入 TDA4B 的压力保持大于 4 kg/cm3 的状态，正常开启风机，使得与 送风混匀后的气溶胶进入被测设施内的高效过滤器上游并 稳定一段时间。 确保气溶胶（PAO）均匀分布在该高效过滤器 的上游。 ②打开 TDA－2H 气溶胶（PAO）光度计，直到获得稳 定的气溶胶（PAO）上游浓度值时建立 100％上游浓度基准； 气溶胶（PAO）上游浓度不小于20 μg/L。 ③使用 TDA－2H 气 溶胶（PAO）光度计在被测设施内高效过滤器下游测试泄漏 浓度，测试点分布于被测设施内高效过滤器的所有断面以及 密封材料的连接处，对整个滤器面、滤器与边框之间、边框与 边框之间以及边框与静压箱之间的密封处进行扫描。扫描时 采样头距滤器面约1 英寸 （约 2.54 cm）， 扫描速度不超过 5 cm/s。扫描按直线来回往复地进行，线条间应重叠。 读取测试 数据。 ④测试值取其最大值作为最终泄漏浓度（％），即高效 过滤器完整性测试结果。

1.2.2 TDA－5B， 热发生气溶胶测试方法 ①在被测设施的外 侧准备好氮气钢瓶，并将气溶胶发生器 ATI TDA-5B 连接于 被测Ⅱ级生物安全柜的上游吸入口。 保证氮气输入 TDA-5B 的压力保持大于 4 kg/cm3 的状态，加热气溶胶（PAO）到 385～ 400℃并达到稳定，正常开启风机，使得与送风混匀后的气溶 胶进入被测设施内的高效过滤器上游并稳定一段时间。确保 气溶胶 （PAO） 均匀分布在该高效过滤器的上游。 ②打开 TDA－2H 气溶胶（PAO）光度计，以下步骤与上述 TDA－4B 冷 发生气溶胶测试方法一致。

1.3 测试仪器 TDA-4B 气溶胶发生器（冷发生气溶胶）：TDA-5B 气溶 胶发生器（热发生气溶胶）；TDA-2H 气溶胶光度计：气溶胶 ATI PAO-4 多分散系（ATI 68649－12－7）；Dwyer 471 数字式风 速仪。

 2 测试结果 

2.1 高效过滤器（HEPA）气溶胶 PAO 浓度约为 20 μg/L，即高 效过滤器上游亚微颗粒浓度在200 万～300 万时的测试结果 见表 2～4。

2.3 高效过滤器（HEPA）气溶胶 PAO 浓度高于 60 μg/L，即高 效过滤器上游亚微颗粒浓度在400 万~1 000 万时的测试结果 见表 8~10。

从以上测试结果可以看出：三台Ⅱ级生物安全柜的高效 过滤器完整性良好，但冷发生气溶胶和热发生气溶胶测试方 法存在差异，尤其是较高流速下差异明显。 

3 讨论 相对冷发生气溶胶来说， 热发生气溶胶测试方法可以 在更短时间内达到较高的气溶胶（PAO）上游浓度，而且上游 浓度的量值更稳定，分散度更好，亚微颗粒比例更高，因此 穿透性更好，缺点是需要足够的稀释和冷却空间，否则就会 使很大一部分气溶胶冷凝在高效过滤器表面， 还可能影响 高效过滤器表面性能，因此它对循环风量大于 15 000 m3/h 的高效过滤器完整性测试效果更好， 对Ⅱ级生物安全柜这 类较小空间的测试可能不适合采用热发生气溶胶的测试方 法。 采用冷发生气溶胶测试方法更为简便，只需控制压缩空 气气源压力稳定即可进行测试， 而且在达到上游浓度数值 后，对Ⅱ级生物安全柜安装的高效过滤器（HEPA）测试数值 稳定， 因上游浓度数值的变化导致的测试数值变化极小，且 因冷发生气溶胶没有空气中冷凝的过程，过滤器表面不会有 油状积聚物残留，适合在较小循环风量和较小空间内进行的 过滤器完整性测试，通过对各种型号二十多台Ⅱ级生物安全 柜的测试，均获得成功；缺点是上游浓度有限度，气溶胶无法 达到较高数值。 截面风速对高效过滤器（HEPA）完整性测试影响较大， 风速越大越容易被穿透。 相对而言，热发生气溶胶的影响更 为明显。 热发生气溶胶的上游浓度可以达到最高，更适合性能验 证或挑战试验。 随着我国生物技术和基因治疗等前沿领域的发展和深 入，生物安全柜的使用安全将会越来越重视，所以研究安全、 有效地使用生物安全柜，并在安全性验证和测试方面保持与 国际同步或者领先的研究是非常必要的。