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生物安全柜的性能检测

[导读]本文介绍了生物安全柜的分级,性能检测依据的标准以及检测方法。

0 前言 

生物安全柜是为操作原代培养物、菌毒株以及诊断性标本等具有感染性的实验材料时,用来保护操作者、实验室环境以及实验材料,使其避免暴露于操作过程中可能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的。生物安全柜在微生物学、生物医学、基因重组、生物制品等领域得到了广泛的使用,是实验室生物安全中一级防护屏障中最基本的安全防护设备。 2002 年,卫生部颁布了《WS233-2002 微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》,用于规范各级微生物和生物医学实验室的生物安全防护。在 2003 年,SARS 暴发流行和高致病性禽流感发生后,国家加强了对医院、防疫部门、科研单位和高等院校等单位生物防护的监管。生物安全柜在医院、科研、生物制品、教学等领域的应用快速增长。2004 年,国家发布了《GB19489-2004 实验室生物安全通用要求》,要求将生物安全柜作为一种对保护实验室工作人员是必不可少的主要安全设备,在安装或维修后应按照经确认的方法进行现场检测,并且须每年进行验证,同时要求实验室操作人员具备规范化、标准化使用生物安全柜的能力。 

1 生物安全柜的分级 GB19489 根据所操作的生物因子的危害程度和采取的防护措施,将生物安全防护水平分为 4 级,Ⅰ级防护水平最低,Ⅳ级防护水平最高。美国国家健康研究院(NIH)和疾病预防与控制中心(CDC) 将生物安全柜根据结构、排气方式、气流速度和类型划分成Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级 3 个级别。中国医药卫生行业标准《YY0569-2005 生物安全柜》也依此分级,

1.1 Ⅰ级生物安全柜 Ⅰ级生物安全柜从前窗开口区向内吸入的负压气流用以保护人员的安全,排出气流经 HEPA 过滤器过滤排出以保护环境。其特点如下 :① 工作空间前开口处有定向的流入的气流,流速 0.7~1.0m/s ;② 在负压状态下工作 ;③ 出风经过 HEPA 过滤器过滤,可向实验室内排出。 

1.2 Ⅱ级生物安全柜 Ⅱ级生物安全柜从前窗开口区向内吸入具有一定速度的气流,保护操作者 ;垂直的、无颗粒的层流气体保护工作区内的样品不会受到交叉感染 ;排出气体经 HEPA 过滤器过滤以保护环境。Ⅱ级生物安全柜细分为 A1、A2、B1、B2 型,见表 2。其特点如下 :① 工作空间前开口处有定向的流入的气流;② 经 HEPA 过滤器过滤后,有向下层流气流;③ 在负压状态下工作;④ 出风经过 HEPA 过滤器过滤排出。 

1.3 Ⅲ级生物安全柜 Ⅲ级生物安全柜具有全封闭、不泄露的结构,操作者必须通过手套进行操作。其特点如下 :① 无气流流入口,当去掉单只手套后手套连接口的气流流速不低于 0.7m/s ;② 至少在 120Pa 的负压下工作 ;③ 出风需经过双 HEPA 过滤器或经过一道 HEPA 过滤器过滤再经焚烧处理,可向实验室内排风。 

2 依据标准 国际上公认的标准主要有 NSF49-2002 和 EN12469:2000。 2002 年,NSF49 获得了美国国家标准学会(ANSI)的官方认可,成为美国生物安全柜的统一标准。2000 年,欧洲标准化委员会(CEN)颁布了 EN12469,EN12469 成为欧盟区域内生物安全柜的统一标准。目前,NSF49 和 EN12469是生物安全柜领域最重要的标准。YY0569 以 NSF49:2002为基础,并结合了欧盟标准 EN12469:2000 的特色。

 3 生物安全柜的性能检测 

3.1 柜体防泄漏 柜体防泄漏测试有 2 种方法,即压力衰减法和肥皂泡法。压力衰减法测试 :将安全柜的前窗和排风口封闭,柜体内加压到 500Pa,保持 30min 后,测试柜内气压,防泄漏性能良好的安全柜内压不低于 450Pa。肥皂泡法测试 :将安全柜的前窗和排风口封闭,沿安全柜压力通风系统的 所有焊缝、套接处和封口处的外表面喷或涂刷肥皂溶液, 同时柜内加压到 500Pa,观察否有气泡产生,如果发生大 的泄漏,可通过轻微的气流感觉和声音发现。 压力衰减法使用压力计或压力传感器系统测试,可以定量的检测柜体的密闭性,是测试柜体防泄漏最准确、要求最高的一种测试方法。肥皂泡法测试效果不如压力衰减法精确可靠。 

3.2 高效过滤器完整性 高效过滤器主要起到过滤细菌、气溶胶和灰尘颗粒的作用,净化吹入安全柜工作区和排放出的气体。高效过滤器的完整性是安全柜检测的最重要的指标。 高效过滤器的检测需要气溶胶发生器和光度计 2 个专用设备。气溶胶发生器用以产生气溶胶颗粒,光度计用以测试高效过滤器的过滤效率。 (1)可扫描检测的过滤器。运行安全柜,去掉过滤器的散流装置和保护盖,安放气溶胶发生器,将气溶胶(其光散射强度至少应等于 10μg/L DOP 产生的光散射强度)导入安全柜,产生均匀分布的高效过滤器上游气流。光度计探头在过滤器下游距过滤器表面不超过 25mm,以小于50mm/s 的扫描速率移动,使探头扫测过滤器的整个下游一侧和每个组合过滤片的边缘,扫测路线应略微重叠。围绕整个过滤器外围,沿组合过滤片和框架的连接处以及围绕过滤器和其他部件之间的密封处仔细扫测。所有检测点的漏过率不超过 0.01%。 (2)不可扫描检测的过滤器。对于经管道排气的安全柜,在下游气流的管道上钻一个直径大约 10mm 的孔,将带有硬管光度计探针插入孔中进行检测。检测点的漏过率不大于 0.005%。 

3.3 噪声 打开安全柜的风机和照明灯,使用声级计测量安全柜前面中心水平向外 300mm、工作台面上方 380mm 处噪声 ;关闭风机和照明灯,测量相同位置背景噪声。安全柜的噪声不超过 67dB。 

3.4 照度 在安全柜工作台面上,沿台面两内侧壁中心连设置照度测量点,测量点之间的距离不超过 300mm,与侧壁最小距离为 150mm ;关掉安全柜的灯,使用照度计从一侧起依次在测量点测量背景照度,平均背景照度应在(110±50)lx ;打开安全柜的灯,启动风机,依次在测量点测量照度。安全柜平均照度不应小于 650lx,每个照 度实测值不小于 430lx。 

3.5 振动 将振动仪的传感元件固定在工作台面的几何中心。测量安全柜正常工作时的总振动振幅。关闭安全柜的风机(室外风机工作),测定背景振动振幅。安全柜在频率 10Hz 和10kHz 之间的净振动振幅(总振动振幅减背景振动振幅)不超过 5μm。

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