醫藥企業生物安全柜性能檢測方法研究

江志杰，宣 澤，龐逸輝，梁 謀

（北京市藥品檢驗研究院·國家藥品監督管理局中成藥質量評價重點實驗室·中藥成分分析與生物評價北京市重點實驗室，北京 102206）

生物安全柜廣泛應用于醫療衛生、疾病預防與控制、食品衛生、生物制藥、環境監測及各類生物實驗室等領域，是保障生物安全和環境安全的重要基礎［1-2］，能使感染性氣溶膠局限于一定的空間而不擴散，是生物安全實驗室內控制實驗室感染并保護實驗人員、實驗環境和實驗材料的強制性配置設備［3-4］。因此，正確使用生物安全柜意義重大。《中華人民共和國醫藥行業標準 Ⅱ級生物安全柜》（簡稱《Ⅱ級生物安全柜》）YY 0569 — 2011 規定，每年至少開展1 次維護檢驗項目［5］。生物安全柜的運行狀態和操作人員的使用方式均影響著樣本和操作環境的保護，并嚴重影響操作人員的生命安全［6-7］。根據《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569 —2011 和《中華人民共和國建筑工業行業標準生物安全柜》JG170— 2005 6.3.3 中對潔凈度的要求，強制性對醫用生物安全柜每年一檢。但大多數生物安全二級（BSL - 2）實驗室的生物安全柜未能及時年檢，存在一定生物安全隱患，如浙江省各市生物安全柜定期年檢率為0～33.33%，超期未年檢率為26.67%～94.12%［8］。為此，本研究中根據《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569 —2011 要求，對北京地區醫藥企業委托的37 臺生物安全柜年度維護檢驗項目進行了檢驗，并對其測試方法和結果進行了分析，為生物安全柜檢驗行業標準的更新和測試方法的選擇提供了參考。

1 儀器與方法

1.1 儀器

生物安全柜（編號1-37），其中7 臺Ⅱ級B2 型，其余均為Ⅱ級A2 型，分別來自8 個生產企業；testo425 型風速儀（德國Testo 公司）；8375M 型風量罩，ATI- 2I 型氣溶膠光度計，TDA-5C 型氣溶膠發生器，均購自美國ATI 公司；S220 Smoke Pen 型發煙筆（美國Regin 公司）。上述檢驗設備均每年校準或檢定，并根據標準要求確認。

1.2 檢驗項目與方法

《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569—2011 中檢驗類型包括出廠檢驗、型式檢驗、安裝檢驗和維護檢驗，其中維護檢驗是企業委托第三方檢驗最多的，對生物安全柜的外觀、下降氣流流速、流入氣流流速、高效過濾器完整性和氣流模式5個項目進行檢測［9］。

2 結果與分析

2.1 外觀

均基本符合《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569 — 2011要求。

2.2 下降氣流流速

37 臺生物安全柜的下降氣流流速檢測結果均符合《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569 — 2011 的要求，下降氣流流速為0.29～0.41 m/s，均在0.25～0.50 m/s 標準要求范圍內；7 臺生物安全柜無標稱值，其余30 臺生物安全柜的下降氣流流速與標稱值的差值為- 0.021～0.018 m/ s，均在 ± 0.025 m/ s 的標準要求范圍內；各測量點實測值與平均流速的差值均在±0.05 m/s 間，均未超過± 20%或± 0.08 m/ s 的標準要求范圍。詳見表1。

表1 37臺生物安全柜下降氣流流速檢驗結果（m/s）Tab.1 Results of descending airflow rate test of 37 biological safety cabinets（m/s）

2.3 流入氣流流速

采用風量罩法檢測37臺生物安全柜流入氣流流速，1 臺（編號為14）流入氣流流速為0.48 m/ s，判為不合格；其余為0.50～0.63 m/ s，均符合不低于0.50 m/ s的標準要求；7臺生物安全柜無標稱值，其余30臺流入氣流流速與標稱值的差值為-0.022～0.024 m/ s，均在 ±0.025 m/s的標準要求范圍內；工作區每米寬度的流量為0.1～0.13 m3/ s，均符合不低于0.1 m3/ s 的標準要求。詳見表2。

表2 37臺生物安全柜的流入氣流流速檢測結果Tab.2 Results of inflow airflow rate test of 37 biological safety cabinets

根據《Ⅱ級生物安全柜》YY0569 — 2011 要求，流入氣流流速檢測方法包括風量罩法和風速儀法。由圖1可知，采用風速儀法上下波動比較大，37 臺生物安全柜中，7 臺（18.92%）的氣流流速低于0.50 m/s 的標準要求；采用風量罩法檢測，1 臺（2.70%）不合格。由現場實際檢測可知，風量罩法檢測結果的穩定性和重復性均良好，檢測結果數值波動比減小，風量罩法干擾因素少，僅與檢測儀器的準確性和風量罩兩邊開口區域的密封性相關，對檢測人員的要求不高。風速儀法檢測重復性差，易出現假陽性或假陰性結果，要求高度固定風速儀，對檢測員的儀器操作要求高；且風速儀顯示檢測結果上下跳動，需檢測人員根據波動值選一個相對值作為一次讀數結果。

圖1 2種流入氣流流速檢測方法的檢測結果比較Fig.1 Comparison of two test methods of inflow airflow rate

2.4 高效過濾器完整性和氣流模式

由表3可知，高效過濾器完整性均符合《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569—2011要求（上游濃度均大于10μg/L）；在氣流模式檢測中，除檢測工作窗口外，還包括工作窗口的周圍及中間區域，要求工作窗口斷面的全部位置氣流都要保持向內，均符合標準規定。

表3 37臺生物安全柜的高效過濾器完整性和氣流模式檢測結果Tab.3 Results of integrity of high - efficiency filter and airflow mode tests of 37 biological safety cabinets

3 討論

3.1 檢測項目和檢測標準選擇不同

生物安全柜在日常監督中應檢測哪些檢測項目，不同標準的要求有差異［2］。通過分析京津冀地區多家第三方檢測機構的檢測報告發現，對生物安全柜的檢測選用的標準存在差異，主要選擇行業標準《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569—2011和常用標準《中華人民共和國國家標準 生物安全實驗室建筑技術規范》GB 50346 —2011。多數采用行業標準，檢測項目不盡相同，主要集中在外觀、氣流流速、高效過濾器完整性、氣流模式、照度、噪聲、懸浮粒子、沉降菌、浮游菌等。建議日常檢測選用行業標準《Ⅱ級生物安全柜》YY 0569—2011，首次檢測盡量多選檢測項目，日常的維護檢測可僅檢測外觀、氣流流速、高效過濾器完整性、氣流模式等必檢項目，根據實際情況增加項目，如紫外燈的輻射強度等。

3.2 流入氣流流速測試方法的選擇有差異

風速儀攜帶方便，操作簡單；風量罩不利于攜帶，操作需用膠帶密封，檢測時間長，效率低。無論是企業自檢還是市場第三方檢測，大多數采用風速儀檢測流入氣流流速。比較2 種方法的檢測結果，風速儀檢測結果顯示波動比較大，人為確定誤差大，重復性不好，在實際操作中未按標準要求固定風速儀，未考慮不確定度的影響。2 種方法的不確定度肯定不一樣，采用風速儀檢測流入氣流流速的不確定度為0.02 m/s［9-10］。

3.3 檢測儀器的具體要求和檢測操作的具體細節對檢測結果的影響

企業未能及時發現其生物安全柜不合格的原因很多，主要有以下幾方面。1）檢測儀器未及時檢定或校準，或校準后未及時按標準進行確認是否滿足使用標準，如氣溶膠發生器的壓力表未檢定，若不準確，將直接導致上游濃度取值不準確［11］；新購的風量罩未及時校準而直接使用，結果相差30%。2）操作不當，如未按標準要求用夾具將風速儀探針準確定位在各測量點進行測量。3）某些生物安全柜安裝不對，Ⅱ級A2型生物安全柜安裝了全排管道，導致氣流流速不符合標準要求；有的Ⅱ級B2 型生物安全柜安裝了全排管道，但未考慮到放置生物安全柜的潔凈房間補充風量要求，或是排風管道彎道多，無法排氣而導致流入風速不滿足要求，需在排風口增加排風功率，或是未設計排氣高效的測試口，無法檢測排氣高效是否泄露。4）因品牌原因或使用時間長，不能確定下降氣流流速和流入氣流流速的標稱值，無法判斷平均氣流流速是否在標稱值±0.025 m/s內。第三方檢測公司需定期對其檢測儀器進行檢定或校準，按標準要求進行操作。在生物安全柜的日常維護中，需加強檢測人員的管理，定期開展人員的學習，包括標準和實際操作，并進行考核；定期對生物安全柜進行維護，確保設備正常運行，每年進行1次第三方檢測，排除自身儀器和人員操作不當導致誤判的風險［12-14］。