生物安全柜高效過濾器完整性測試與分析

杜麗雯

（無錫市計量測試院，江蘇 無錫 214100）

生物安全柜的高效過濾器就是高效的空氣粒子過濾器，其過濾膜是延伸介質或者是皺褶介質。通過負壓過濾排風功能，可以有效保護柜體內(nèi)的樣品、操作人員和環(huán)境。所以在生物安全柜的使用過程中，只有保障高效過濾器的完整性，才可以保障安全柜的使用指標。

1 檢測介質氣溶膠的選擇

根據(jù)我國YY0569-2011 的標準和歐盟EN12469-2000 的標準，在高效過濾器的完整性檢測過程中，分別采用了氣溶膠噴發(fā)劑的方法和自然氣溶膠的方法進行檢測。經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)，氣溶膠發(fā)生器噴發(fā)所產(chǎn)生的氣溶膠為顆粒狀，通過壓力作用，氣溶膠顆粒很容易均勻分布到生物安全柜中所有的檢測位置，可以將過濾器和安全柜之間相互結合的位置完全覆蓋住。但是，通過自然空氣所產(chǎn)生的氣溶膠在空氣穩(wěn)定的安全柜之中就會具有較差的動力和流動性，不能全面抵達待測部位，且分布也不夠均勻，所以過濾器和安全柜之間相互結合的位置也就不能被完全覆蓋住，這樣的情況就會導致檢測結果出現(xiàn)誤差。因此，在進行生物安全柜高效過濾器的完整性測試過程中，我們選擇依據(jù)我國標準要求進行檢測。在日常檢測過程中，常采用1.5%KI、0.9%NaCl、10%C6H12O6·H2O 這三種不同介質材料產(chǎn)生的氣溶膠發(fā)生方法進行檢測，根據(jù)對三種材料成分及測試數(shù)據(jù)的分析，三種介質所產(chǎn)生的氣溶膠性質相當，但是出于價格方面和對過濾器膜的耗損方面考慮，NaCl（0.9%）是最佳的選擇。

2 檢測儀器與方法

2.1 儀器設備

本次是對某企業(yè)的3 臺生物安全柜高效過濾器進行完整性檢測，在檢測過程中，所應用到的儀器設備主要有氣溶膠粒子直徑在0.01 ～0.2 微米的氣溶膠發(fā)生器和氣溶膠光度計。光度計的相關參數(shù)如下：（1)采樣流量誤差：±5%以內(nèi)；（2)零點漂移：≤0.0005μg/L；（3）儀器重復性：≤5%；（4）儀器示值誤差：±20%以內(nèi)；（5）儀器相關系數(shù)：≥0.995。

2.2 方法

首先，將安全柜的風機和燈打開，將高效過濾器的保護蓋以及擴散裝置去掉，安裝氣溶膠發(fā)生器并開啟，按照出廠設置，在安全柜中導入氣溶膠，并使其在過濾器上游均勻分布，保障其與安全柜之中的氣流混合充分，確保上游氣溶膠的濃度應該在10μg/L 以上。接下來，用氣溶膠光度計在被測面25mm 以下的位置進行移動掃描，速度應該在50mm/s 以下，探針應該在過濾器下游每個組合過濾片的邊緣處進行掃描，線路要稍微重疊一些，并沿著組合過濾片與框架之間連接的位置，圍繞著整個過濾器的外圍，繞著過濾器和設備間密封位置進行測試。如果安全柜是通過管道進行排氣，則不可以進行排氣過濾器的掃描測試，而應在管道上鉆一個10mm的孔，把光度計伸進孔中完成檢測。

3 測試的結果分析

在本次測試過程中，主要是根據(jù)我國YY0569-2011 的標準，采用冷發(fā)生氣溶膠測試方法，針對生物安全柜不同的截面風速和氣溶膠上游濃度的變化進行高效過濾器的檢測。以下是其檢測結果：

（1）在氣溶膠的濃度是每升20 微克的情況下，對生物安全柜高效過濾器的完整性檢測結果如下：

①截面的平均風速較設計值略低一些：1）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.41m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為21.3μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0004%；2）B2 型號：過濾器截面的平均風速為0.49m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為20.4μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0003%；3）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.45m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為21.1μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0122%。

②截面的平均風速和設計值十分接近：1）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.51m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為22.1μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0005%；2）B2 型號：過濾器截面的平均風速為0.58m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為22.3μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0005%；3）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.56m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為21.9μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0125%。

③截面的平均風速較設計值偏高：1）A2 型號：過濾器截面的平均風速為1.14m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為20.8μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0007%；2）B2 型號：過濾器截面的平均風速為1.16m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為22.6μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0008%；3）A2 型號：過濾器截面的平均風速為1.17m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為20.1μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0127%。在三輪冷發(fā)生測試之中，均沒有發(fā)現(xiàn)氣溶膠殘留。

（2）在氣溶膠的濃度是每升40 微克的情況下，對生物安全柜高效過濾器的完整性檢測結果如下：

①截面的平均風速較設計值偏低：1）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.49m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為41.9μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0010%；2）B2 型號：過濾器截面的平均風速為0.49m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為41.9μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0010%；3）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.49m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為42.2μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0131%。

②截面的平均風速和設計值十分接近：1）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.52m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為41.8μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0010%；2）B2 型號：過濾器截面的平均風速為0.57m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為42.7μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0011%；3）A2 型號：過濾器截面的平均風速為0.55m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為42.6μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0132%。

③截面的平均風速較設計值偏高：1）A2 型號：過濾器截面的平均風速為1.19m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為40.5μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0012%；2）B2 型號：過濾器截面的平均風速為1.21m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為41.2μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0014%；3）A2 型號：過濾器截面的平均風速為1.20m/s，冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度為42.3μg/L，冷發(fā)生過濾器最大的漏過率為0.0135%。

在三輪冷發(fā)生測試之中，均沒有發(fā)現(xiàn)氣溶膠殘留。

（3）在氣溶膠的濃度高于每升60 微克的情況下，對生物安全柜高效過濾器的完整性檢測結果如下：

無論截面的平均風速較設計值偏低、十分接近或偏高，均無法檢測出冷發(fā)生上游的氣溶膠濃度，因此，無法判斷其漏過率。通過以上的檢測結果可以看出：本次所檢測的三臺生物安全柜中前兩臺的高效過濾器都有著良好的完整性，第三臺由于已用近五年時間，使用頻率高且從未對其高效過濾器進行更換，濾膜老化情況嚴重，因此，高效過濾器的完整性檢測不合格。使用冷發(fā)生氣溶膠測試方法，只需控制壓縮空氣氣源壓力穩(wěn)定即可進行測試，而且在達到上游濃度數(shù)值后，因上游濃度數(shù)值的變化導致的測試結果變化小，對生物安全柜高效過濾器的測試數(shù)值相對穩(wěn)定。同時，因冷發(fā)生氣溶膠沒有空氣中冷凝的過程，過濾器表面不會有油狀積聚物殘留，因此，適合在較小循環(huán)風量和較小空間內(nèi)進行的過濾器完整性測試。缺點是上游濃度有限度，氣溶膠達不到很高的數(shù)值。由于風速越大越容易被穿透，因此，截面風速的變化對高效過濾器完整性測試會有一定影響。

3 結語

綜上所述，保障生物安全柜中高效過濾器的完整性，不僅可以起到清潔柜內(nèi)空氣的作用，也可以防止柜內(nèi)出現(xiàn)交叉感染的情況。因此，在生物安全柜的應用過程中，我們一定要定期對其高效過濾器進行完整性的檢查，并保障安全柜的密閉性。對于不符合標準的安全柜，應該積極進行過濾器的更換，保障安全柜的使用效果。對于使用時間很長、過濾器不能更換的生物安全柜，應該停止使用，并進行作廢處理。