淺談JJF1815-2020標(biāo)準(zhǔn)II級生物安全柜檢測性能測試與維護(hù)保養(yǎng)

李凱，李東玥，宋強(qiáng)

（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(shí)驗(yàn)室的生物安全準(zhǔn)則進(jìn)行分析，在功能設(shè)計(jì)方面，生物安全柜可對BS L1到BS L4的生物媒介進(jìn)行操作，其中只在最高防護(hù)水平的實(shí)驗(yàn)室對BSL4生物媒介進(jìn)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(hù)服的最高防護(hù)水平實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)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(hù)環(huán)境、人員與產(chǎn)品。在II級生物安全柜的實(shí)際使用過程中，需要對其性能進(jìn)行嚴(yán)格檢測，并做好維護(hù)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(jìn)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(hù)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(hù)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(jìn)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(hù)。結(jié)合生物安全柜的設(shè)計(jì)與使用進(jìn)行分析，安全柜中所排出的氣流,可以向?qū)嶒?yàn)室有效循環(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(shí)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(shí)驗(yàn)操作都十分適用，當(dāng)采用II級生物安全柜，在BSL4防護(hù)服實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，對BSL4進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員需要對正壓防護(hù)服進(jìn)行穿戴。而II級生物安全柜能夠?yàn)榕囵B(yǎng)與繁殖細(xì)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(jìn)行制備。通過對不同的排風(fēng)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及循環(huán)排風(fēng)機(jī)制進(jìn)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(jì)量特性指標(biāo)

針對II級生物安全柜的計(jì)量特性指標(biāo)進(jìn)行分析，具體包括以下幾個(gè)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(diǎn)的實(shí)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(jìn)行保護(hù)時(shí)，II級生物安全柜的潔凈級別需要達(dá)到ISO5級，也就是每個(gè)采樣點(diǎn)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(shí)，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(shí)測值應(yīng)大于或等于430Ix。

（5）噪聲。對于II級生物安全柜的實(shí)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(jìn)行檢漏時(shí)，可采取以下兩種方法。首先，光度法。對過濾器進(jìn)行檢測需要確保掃描的任何點(diǎn)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(diǎn)的漏過率應(yīng)小于或等于0.005%。其次，計(jì)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(xiàng)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(gè)公司。使用時(shí)間為3～5年，未作過保養(yǎng)。在本測試中使用塵埃粒子計(jì)數(shù)器（Lasair III 310 C型，美國PMS公司）、數(shù)字式噪聲機(jī)（1350a型，檢測范圍35～135dB）、照度計(jì)（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(jì)（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(jì)(9515型，美國康納，量程：0～20m/s）依據(jù)生物安全柜物理指標(biāo)的檢測，依據(jù)JJF1815-2020《生物安全柜》，對下述指標(biāo)進(jìn)行檢測。

3.1 測試項(xiàng)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(zhǔn)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(shí)，照明系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)應(yīng)能保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免存在對正常工作產(chǎn)生影響的機(jī)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(biāo)稱高度出現(xiàn)超過或者低于等情況時(shí)，聲音報(bào)警器需要及時(shí)報(bào)警，并啟動(dòng)連鎖系統(tǒng)。而在開啟高度與標(biāo)稱高度相符合時(shí)，則應(yīng)自動(dòng)解除連鎖系統(tǒng)與報(bào)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(jìn)行檢測時(shí)，所采用的儀器為氣溶膠光度計(jì)。當(dāng)安全柜安裝保護(hù)外罩或者過濾擴(kuò)散器時(shí)，在實(shí)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(jī)打開，并結(jié)合具體的使用說明對氣溶膠發(fā)生器進(jìn)行安放，利用具有螺紋插塞的貫穿物，將氣溶膠引入遠(yuǎn)離過濾器的靜壓箱內(nèi)。對于氣溶膠的引入點(diǎn)，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(jìn)行安裝，使檢測氣溶膠能夠在單一風(fēng)機(jī)多個(gè)入口或多個(gè)風(fēng)機(jī)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(jì)進(jìn)行啟動(dòng)和調(diào)整。在上游臨近過濾器的位置，對氣溶膠濃度進(jìn)行測量時(shí)，其測點(diǎn)至少需要選擇三處，具體包括中心一點(diǎn)和距兩邊50mm位置處各一點(diǎn)，而其樣品濃度需要達(dá)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(biāo)值為≤0.01%，合格過濾器數(shù)值偏高，具體達(dá)到了68.42%。

3.1.3 噪聲水平測試

對II級生物安全柜的機(jī)械噪聲水平進(jìn)行測量，在實(shí)際檢測時(shí)使用數(shù)字式噪聲機(jī)（1350a型，檢測范圍35～135dB），精度需要達(dá)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(jìn)行測量，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(biāo)值為≤65dB，合格率為63.1%。

3.1.4 照明強(qiáng)度測試

在對生物安全柜工作臺面的實(shí)際照明強(qiáng)度進(jìn)行測定時(shí)，需要使用便攜式光度計(jì)，照度計(jì)（TES1332A型，泰仕電子股份有限公司，范圍0.1～1999Lux）其精確度需要達(dá)到±10%，在具體使用前，相關(guān)測試人員應(yīng)嚴(yán)格按照說明進(jìn)行標(biāo)定處理。針對其合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，工作臺面的背景光平均強(qiáng)度在小于或等于16Ix時(shí)，平均照明強(qiáng)度需要達(dá)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(xiàng)指標(biāo)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(xiàng)指標(biāo)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(gè)指標(biāo)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(jìn)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(jìn)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(jìn)。

另外，部分設(shè)備使用了2～3年時(shí)間。長時(shí)間的使用使得過濾器上聚集越來越多的氣溶膠，如細(xì)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(jìn)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(gè)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(jī)振動(dòng)：風(fēng)機(jī)開啟后會產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)引起噪聲增加。

背景噪聲：工作環(huán)境離心機(jī)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(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)不同：每個(gè)廠家根據(jù)自己電機(jī)參數(shù)對噪聲的指標(biāo)不同有≤65dB 和≤75dB 。我院19臺其中12臺大于65dB，超過正常指標(biāo)。經(jīng)過分析超標(biāo)原因是風(fēng)機(jī)引起。

改進(jìn)措施：

生物安全柜中電機(jī)為變頻電機(jī)，為減少噪音可以調(diào)節(jié)電機(jī)變頻器，設(shè)置相應(yīng)的頻率減少電機(jī)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(shí)，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(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)措施。

5 II級生物安全柜的維護(hù)保養(yǎng)措施

（1）在每次完成檢驗(yàn)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(jìn)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(shí)，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(shí)間未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，工作人員應(yīng)每兩周進(jìn)行一次清潔維護(hù)，具體需要按照上述操作進(jìn)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(jìn)行合理維護(hù)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(hù)工作，而且工作人員還應(yīng)對前玻璃門驅(qū)動(dòng)裝置松緊度和紫外燈情況進(jìn)行檢查。

（5）結(jié)合生物安全柜設(shè)計(jì)可知，其每天允許工作24h，而連續(xù)工作可對實(shí)驗(yàn)室中的灰塵與顆粒水平進(jìn)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(shí)現(xiàn)生物安全柜的自凈，同時(shí)，還應(yīng)預(yù)留出從生物安全柜中排出污染空氣的時(shí)間。

6 結(jié)語

綜上所述，在II級生物安全柜的實(shí)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(xiàng)工作，并采取科學(xué)合理的維護(hù)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(shí)驗(yàn)工作開展打好基礎(chǔ)。