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(jì)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(zhì)或者是皺褶介質(zhì)。通過負(fù)壓過濾排風(fēng)功能，可以有效保護(hù)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(biāo)。

1 檢測介質(zhì)氣溶膠的選擇

根據(jù)我國YY0569-2011 的標(biāo)準(zhǔn)和歐盟EN12469-2000 的標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)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(jié)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(huì)具有較差的動(dòng)力和流動(dòng)性，不能全面抵達(dá)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(jié)合的位置也就不能被完全覆蓋住，這樣的情況就會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差。因此，在進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)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(zhì)材料產(chǎn)生的氣溶膠發(fā)生方法進(jìn)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(zhì)所產(chǎn)生的氣溶膠性質(zhì)相當(dāng)，但是出于價(jià)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(shè)備

本次是對某企業(yè)的3 臺生物安全柜高效過濾器進(jìn)行完整性檢測，在檢測過程中，所應(yīng)用到的儀器設(shè)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(jì)。光度計(jì)的相關(guān)參數(shù)如下：（1)采樣流量誤差：±5%以內(nèi)；（2)零點(diǎn)漂移：≤0.0005μg/L；（3）儀器重復(fù)性：≤5%；（4）儀器示值誤差：±20%以內(nèi)；（5）儀器相關(guān)系數(shù)：≥0.995。

2.2 方法

首先，將安全柜的風(fēng)機(jī)和燈打開，將高效過濾器的保護(hù)蓋以及擴(kuò)散裝置去掉，安裝氣溶膠發(fā)生器并開啟，按照出廠設(shè)置，在安全柜中導(dǎo)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(yīng)該在10μg/L 以上。接下來，用氣溶膠光度計(jì)在被測面25mm 以下的位置進(jìn)行移動(dòng)掃描，速度應(yīng)該在50mm/s 以下，探針應(yīng)該在過濾器下游每個(gè)組合過濾片的邊緣處進(jìn)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(gè)過濾器的外圍，繞著過濾器和設(shè)備間密封位置進(jìn)行測試。如果安全柜是通過管道進(jìn)行排氣，則不可以進(jìn)行排氣過濾器的掃描測試，而應(yīng)在管道上鉆一個(gè)10mm的孔，把光度計(jì)伸進(jìn)孔中完成檢測。

3 測試的結(jié)果分析

在本次測試過程中，主要是根據(jù)我國YY0569-2011 的標(biāo)準(zhǔn)，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(fēng)速和氣溶膠上游濃度的變化進(jìn)行高效過濾器的檢測。以下是其檢測結(jié)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(jié)果如下：

①截面的平均風(fēng)速較設(shè)計(jì)值略低一些：1）A2 型號：過濾器截面的平均風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)速和設(shè)計(jì)值十分接近：1）A2 型號：過濾器截面的平均風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)速較設(shè)計(jì)值偏高：1）A2 型號：過濾器截面的平均風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(jié)果如下：

①截面的平均風(fēng)速較設(shè)計(jì)值偏低：1）A2 型號：過濾器截面的平均風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)速和設(shè)計(jì)值十分接近：1）A2 型號：過濾器截面的平均風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)速較設(shè)計(jì)值偏高：1）A2 型號：過濾器截面的平均風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(jié)果如下：

無論截面的平均風(fēng)速較設(shè)計(jì)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(jié)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(shí)間，使用頻率高且從未對其高效過濾器進(jìn)行更換，濾膜老化情況嚴(yán)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(jìn)行測試，而且在達(dá)到上游濃度數(shù)值后，因上游濃度數(shù)值的變化導(dǎo)致的測試結(jié)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(shí)，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(huì)有油狀積聚物殘留，因此，適合在較小循環(huán)風(fēng)量和較小空間內(nèi)進(jìn)行的過濾器完整性測試。缺點(diǎn)是上游濃度有限度，氣溶膠達(dá)不到很高的數(shù)值。由于風(fēng)速越大越容易被穿透，因此，截面風(fēng)速的變化對高效過濾器完整性測試會(huì)有一定影響。

3 結(jié)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(yīng)用過程中，我們一定要定期對其高效過濾器進(jìn)行完整性的檢查，并保障安全柜的密閉性。對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的安全柜，應(yīng)該積極進(jìn)行過濾器的更換，保障安全柜的使用效果。對于使用時(shí)間很長、過濾器不能更換的生物安全柜，應(yīng)該停止使用，并進(jìn)行作廢處理。