淺談JJF1815-2020標準II級生物安全柜檢測性能測試與維護保養(yǎng)

李凱，李東玥，宋強

（1.山東省青島市市立醫(yī)院東院醫(yī)療器，山東 青島 266000；2.山東省青島市市立醫(yī)院，山東 青島 266011）

生物安全柜分為三級，包括I級生物安全柜、II級生物安全柜與III級生物安全柜。結(jié)合微生物與生物醫(yī)學(xué)實驗室的生物安全準則進行分析，在功能設(shè)計方面，生物安全柜可對BS L1到BS L4的生物媒介進行操作，其中只在最高防護水平的實驗室對BSL4生物媒介進行相關(guān)操作，而I級與II級生物安全柜需要在具有正壓防護服的最高防護水平實驗室中進行使用。對于II級生物安全柜而言，其可通過氣流形成相應(yīng)的屏障系統(tǒng)，以此有效保護環(huán)境、人員與產(chǎn)品。在II級生物安全柜的實際使用過程中，需要對其性能進行嚴格檢測，并做好維護保養(yǎng)工作，以此來保證II級生物安全柜的使用安全性和有效性。

1 II級生物安全柜概述

針對II級生物安全柜進行分析，其依賴氣流所形成的部分屏障系統(tǒng)，可以為環(huán)境、產(chǎn)品以及人員提供保護作用。具體來說，II級生物安全柜的前柵格欄，可以形成內(nèi)向以及向下的氣流組合，有效保護人員以及產(chǎn)品安全。通過HEPA/ULPA所過濾的下降氣流可以流向工作臺表面,之后被前后進氣格柵吸入，以此來降低產(chǎn)品的側(cè)向交叉污染。氣流在排出后會經(jīng)過過濾，從安全柜中有效排出，使環(huán)境得到保護。結(jié)合生物安全柜的設(shè)計與使用進行分析，安全柜中所排出的氣流,可以向?qū)嶒炇矣行аh(huán),或者利用傘形罩排氣與排風(fēng)管相連接有效排出。

對于B1型與B2型的安全柜,在排氣時需要采用密封安全管，向室外有效排放。II級生物安全柜對于BSL1到BSL3的相關(guān)實驗操作都十分適用，當(dāng)采用II級生物安全柜，在BSL4防護服實驗室當(dāng)中，對BSL4進行相關(guān)實驗操作時，相關(guān)實驗人員需要對正壓防護服進行穿戴。而II級生物安全柜能夠為培養(yǎng)與繁殖細胞提供相應(yīng)的無菌工作環(huán)境，而且還可以對化學(xué)治療藥物或者非揮發(fā)性抗腫瘤藥物進行制備。通過對不同的排風(fēng)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計以及循環(huán)排風(fēng)機制進行選擇，可以將II級生物安全柜分為以下幾種類型，分別為II-A1、II-A2、II-B1、II-B2、II-C1。

2 II級生物安全柜的主要計量特性指標

針對II級生物安全柜的計量特性指標進行分析，具體包括以下幾個方面。

（1）下降氣流流速。對于下降氣流的平均流速，需要控制在0.25～0.4m/s，而各測量點的實際測值和平均流速間的差值應(yīng)小于±25%或者±0.08m/s。

（2）流入氣流流速。對于流入氣流的平均流速，應(yīng)與II級生物安全柜各分型的流入氣流平均流速規(guī)定相符合，其中II-A1應(yīng)≥0.38，II-A2應(yīng)≥0.51，II-B1應(yīng)≥0.51，II-B2應(yīng)≥0.51，II-C1應(yīng)≥0.51。

（3）潔凈度。當(dāng)需要對受試樣本進行保護時，II級生物安全柜的潔凈級別需要達到ISO5級，也就是每個采樣點所測得的粒子濃度平均值與95%置信上限，都不可超過ISO5級的最大濃度限值。

（4）照度。當(dāng)平均背景照度≤160Ix時，II級生物安全柜的平均照度需要大于或等于650Ix，且各照度實測值應(yīng)大于或等于430Ix。

（5）噪聲。對于II級生物安全柜的實際噪聲，應(yīng)小于或等于70dB。

（6）高效或超高效過濾器檢漏。在對過濾器進行檢漏時，可采取以下兩種方法。首先，光度法。對過濾器進行檢測需要確保掃描的任何點漏過率小于或等于0.01%，而不可掃描的檢測過濾器，其任何點的漏過率應(yīng)小于或等于0.005%。其次，計數(shù)法。粒子數(shù)應(yīng)小于或等于10/L，而粒徑則應(yīng)≥0.5μm。

3 II級生物安全柜性能測試項目和方法

我院共檢測19臺生物安全柜均為國產(chǎn)，分為A、B、C三個公司。使用時間為3～5年，未作過保養(yǎng)。在本測試中使用塵埃粒子計數(shù)器（Lasair III 310 C型，美國PMS公司）、數(shù)字式噪聲機（1350a型，檢測范圍35～135dB）、照度計（TES1332A型，泰仕電子股份有限公司，范圍0.1～1999Lux）、氣溶膠發(fā)生器（ZR-1300A型，山東眾瑞公司，范圍輸出的氣溶膠濃度在（1.4～56.6m3/min)、氣溶膠光度計（ZR-6010型，山東眾瑞公司，濃度檢測范圍：0.0001～125μg/L）、數(shù)字風(fēng)速計(9515型，美國康納，量程：0～20m/s）依據(jù)生物安全柜物理指標的檢測，依據(jù)JJF1815-2020《生物安全柜》，對下述指標進行檢測。

3.1 測試項目

3.1.1 外觀檢查

對于II級生物安全柜需要保證安裝的正確性，且其工作環(huán)境應(yīng)與安全柜的校準條件相符合，保證結(jié)構(gòu)的完整性以及表面光潔程度。與此同時，照明系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機應(yīng)能保持正常運轉(zhuǎn)，避免存在對正常工作產(chǎn)生影響的機械損傷或者缺陷問題。除此之外，安全柜的前窗開啟高度對比前窗操作口的標稱高度出現(xiàn)超過或者低于等情況時，聲音報警器需要及時報警，并啟動連鎖系統(tǒng)。而在開啟高度與標稱高度相符合時，則應(yīng)自動解除連鎖系統(tǒng)與報警聲音。

3.1.2 高效空氣粒子過濾器泄漏檢測

在對II級生物安全柜的高效過濾器泄漏進行檢測時，所采用的儀器為氣溶膠光度計。當(dāng)安全柜安裝保護外罩或者過濾擴散器時，在實際監(jiān)測前需要將其移除。相關(guān)測試人員需要將安全柜照明以及風(fēng)機打開，并結(jié)合具體的使用說明對氣溶膠發(fā)生器進行安放，利用具有螺紋插塞的貫穿物，將氣溶膠引入遠離過濾器的靜壓箱內(nèi)。對于氣溶膠的引入點，需要能夠和柜內(nèi)氣流均勻混合。測試人員可在氣溶膠發(fā)生器出口位置對T形接頭進行安裝，使檢測氣溶膠能夠在單一風(fēng)機多個入口或多個風(fēng)機入口內(nèi)合理分布。此后，需要結(jié)合使用說明對氣溶膠光度計進行啟動和調(diào)整。在上游臨近過濾器的位置，對氣溶膠濃度進行測量時，其測點至少需要選擇三處，具體包括中心一點和距兩邊50mm位置處各一點，而其樣品濃度需要達到10微克每升以上。在具體檢測高效過濾器漏過濾后，可以發(fā)現(xiàn)19臺中有6臺不合格，13臺合格，指標值為≤0.01%，合格過濾器數(shù)值偏高，具體達到了68.42%。

3.1.3 噪聲水平測試

對II級生物安全柜的機械噪聲水平進行測量，在實際檢測時使用數(shù)字式噪聲機（1350a型，檢測范圍35～135dB），精度需要達到±1dB，分辨率應(yīng)為1dB。相關(guān)測試人員需要在安全柜前窗的中心水平方向，在向外30cm和工作臺向上38cm的位置處，對噪聲水平進行測量，并嚴格按照相關(guān)標準進行對比，以此來判斷噪聲是否合格。本次檢測共針對19臺設(shè)備開展測試，在具體檢測后發(fā)現(xiàn)有7臺不符合噪音等級要求，指標值為≤65dB，合格率為63.1%。

3.1.4 照明強度測試

在對生物安全柜工作臺面的實際照明強度進行測定時，需要使用便攜式光度計，照度計（TES1332A型，泰仕電子股份有限公司，范圍0.1～1999Lux）其精確度需要達到±10%，在具體使用前，相關(guān)測試人員應(yīng)嚴格按照說明進行標定處理。針對其合格標準進行分析，工作臺面的背景光平均強度在小于或等于16Ix時，平均照明強度需要達到650Ix以上，經(jīng)過具體檢測，其合格率為100%。

4 結(jié)果與分析

根據(jù)上述19臺生物安全柜檢測結(jié)果，可以看出，高效過濾器合格率為68.42%、噪聲檢測合格率為63.1%，這兩項指標合格均較低，光照度合格率為100%。此外，下降氣流流速、平均流流速兩項指標合格率雖然為100%，但是檢測值普遍偏高。下面著重從高效過濾器漏過率、噪聲兩個指標的影響因素分析合格率低的成因并提出整改建議。

4.1 高效過濾器漏過率結(jié)果分析

在高效過濾器漏過率的檢測中，發(fā)現(xiàn)19臺中6臺不合檢、13臺合格，并且合格的過濾器漏過率數(shù)值也偏高，合格率僅為68.42%。原因分析如下：

選取其中4臺同品牌安全柜進行原因分析，其中同品牌2020年后購入的2臺安全柜漏過率為0.3260、0.6571%，2019年購入的2臺漏過率為0.0012%、0.0013%，經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)，安裝工藝的不同導(dǎo)致生物安全柜與過濾網(wǎng)之間存在縫隙。2019設(shè)備連接方式是通過固定夾子卡住，而2020后生產(chǎn)的生物安全柜是使用螺絲進行固定。后調(diào)整螺絲距離，漏過率變小，并將這一數(shù)據(jù)通知廠家，讓其改進。

另外，部分設(shè)備使用了2～3年時間。長時間的使用使得過濾器上聚集越來越多的氣溶膠，如細菌、灰塵，逐漸堵塞過濾器影響正常送風(fēng)，且操作人員使用生物安全柜過程中，操作不規(guī)范導(dǎo)致許多封口臘吸入高效過濾器，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏高。

改進措施：

查閱手冊并與相關(guān)專家咨詢，設(shè)備如果使用頻率高，一般1～2年更換HEPA。定期清理過濾組件，每3個月更換初濾過濾器防止灰塵堆積，這種保養(yǎng)方法可以有效延長HEPA的使用壽命，降低使用成本。

4.2 噪音檢測結(jié)果分析

此次檢測發(fā)現(xiàn)19臺中7臺不合檢、12臺合格，噪聲檢測合格率為63.1%。原因分析：

風(fēng)機振動：風(fēng)機開啟后會產(chǎn)生振動，振動引起噪聲增加。

背景噪聲：工作環(huán)境離心機等醫(yī)部設(shè)備產(chǎn)生噪聲作為背景噪聲疊加到測量數(shù)據(jù)中，使用測量結(jié)果變高。

校準標準不同：每個廠家根據(jù)自己電機參數(shù)對噪聲的指標不同有≤65dB 和≤75dB 。我院19臺其中12臺大于65dB，超過正常指標。經(jīng)過分析超標原因是風(fēng)機引起。

改進措施：

生物安全柜中電機為變頻電機，為減少噪音可以調(diào)節(jié)電機變頻器，設(shè)置相應(yīng)的頻率減少電機損耗，使噪聲降低，為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。同時，應(yīng)定期培訓(xùn)使用人員樹立良好的使用習(xí)慣以及保養(yǎng)習(xí)慣，定期對生物安全柜進行維護保養(yǎng)措施。

5 II級生物安全柜的維護保養(yǎng)措施

（1）在每次完成檢驗操作后，工作人員應(yīng)使用75%的酒精對安全柜的工作區(qū)域表面、窗戶、后壁以及側(cè)壁徹底進行表面凈化。在此過程中，工作人員不得使用含有氯的相關(guān)殺菌劑，否則，可能會損壞安全柜的不銹鋼結(jié)構(gòu)。與此同時，相關(guān)工作人員還應(yīng)有效清潔電源輸出口表面以及紫外燈。

（2）當(dāng)長時間未進行實驗時，工作人員應(yīng)每兩周進行一次清潔維護，具體需要按照上述操作進行，并要對不銹鋼表面定期清潔，使其表面的光滑度和美觀度得到保持。

（3）工作人員還應(yīng)每月針對設(shè)備部開展消毒處理工作，并檢查設(shè)備功能，對相關(guān)配件的使用情況進行合理維護與檢查。

（4）工作人員應(yīng)每年全面檢查設(shè)備的安全性，做好設(shè)備維護工作，而且工作人員還應(yīng)對前玻璃門驅(qū)動裝置松緊度和紫外燈情況進行檢查。

（5）結(jié)合生物安全柜設(shè)計可知，其每天允許工作24h，而連續(xù)工作可對實驗室中的灰塵與顆粒水平進行有效控制，但對過濾器的使用壽命也會產(chǎn)生影響。相關(guān)工作人員應(yīng)在工作開始前和完成后，使安全柜至少工作5min，從而實現(xiàn)生物安全柜的自凈，同時，還應(yīng)預(yù)留出從生物安全柜中排出污染空氣的時間。

6 結(jié)語

綜上所述，在II級生物安全柜的實際使用過程中，相關(guān)工作人員要在使用前做好安全柜的性能測試工作，具體需要從外觀、過濾器泄漏、噪聲、照度、氣流流速等方面開展此項工作，并采取科學(xué)合理的維護保養(yǎng)措施，保證生物安全柜的正常使用，延長其使用壽命，從而發(fā)揮出生物安全柜具有的重要功能，為相關(guān)實驗工作開展打好基礎(chǔ)。