上海檢測生物安全柜流入風速的現場測試
摘 要: 通過測試同一臺生物安全柜的流入風速,發現不同的方法所得出的結論是有差異的:
1 ,使用國標推薦的 4種檢測方法,所得結果存在影響結論的差異;
2 ,流入氣流測試時,風速儀探頭角度會影響結論;
3 ,測量面的選取偏差會嚴重影響結果的判定。試驗結論可對今后的檢測過程提供數據參考,以便提高數據準確性,減少爭議。
關鍵詞:生物安全柜;流入風速檢測;
0 引言
20世紀初期,出于保護試驗操作人員和 /或樣品的目的,生物安全柜問世, SARS大爆發后中國開始大量生產采購生物安全柜。時至今日,生物安全柜已經應用于對操作環境有要求的各行各業,包括醫院,疾控,實驗室。不合格的生物安全柜不僅保護性能下降,更嚴重的是會造成交叉污染及實驗室環境污染等。合格與否的判定一般由第 3 方檢測機構經現場非抽樣檢測后進行。然而,在其中一個關鍵參數流入風速的測試時,檢測結果經常會接受來自生產商的質疑,有時同一臺生物安全柜會出現不同的判定結果。究其原因:1 ,由于國標建議的不同方法之間會造成數據結果的不同; 2,操作細節,如探頭測量角度、風速測量面等的操作誤差; 3 ,更由于國標極其嚴苛的± 0.025的允許誤差限度。本文旨在發現現行主要標準YY0569 II級生物安全柜 推薦方法或未明確的操作細節所引入的誤差因素,從而在后續的檢測過程中少一些爭議,多一些準確的結果。
1 現行生物安全柜的檢測標準
目前國內針對生物安全柜的檢測參照的標準有3個:
(1) YY0569-2011 II級生物安全柜(中國主流執行標準);
(2) NSF/ANSI 49-2018 Biosafety Cabinetry: Design, Construction, Performance, and Field Certification(美國標準)
(3) EN 12469-2000 Biotechnology - Performance criteria for microbiological safety cabinets (歐盟標準)
其中,NSF/ANSI 49為最早,在上世紀70 年代就已經出現,被公認為目前生物安全柜領域最完善的標準。主要檢測參數如表1:
表1 主要檢測參數
性能直接影響參數 |
操作人員舒適性及安全性參數 | ||
1 | 下降風速測試 | 10 | 光照強度 |
2 | 流入風速測試 | 11 | 震動 |
3 | 氣流煙霧模型測試 | 12 | 噪聲 |
4 | 高效過濾器泄漏測試 | 13 | 噪聲 |
5 | 安裝場地評估 | 14 | 接地電阻 |
6 | 報警功能 | 15 | 極性 |
7 | 風機連鎖控制 | ||
8 | 排風系統性能 | ||
9 | 柜體完整性測試(僅針對正壓型柜體) |
表注:其中1~4項為最為必檢項,直接影響著生物安全柜的主要功能:保護操作人員;保護所操作的樣品。
1.1 流入風速測試國標推薦方法
以國內主流標準YY0569-2011(現行版) 為準,國標提供了4種方法:風量計法(見圖1 )、 風速儀測排氣氣流流速(下文簡稱排氣法, 見圖 2)、限制前窗高度風速儀測前窗氣流流速(下文簡稱限高法, 見圖 3)、風速儀測前窗氣流流速(下文簡稱前窗法,見圖 4 )

圖1 風量計法

圖2 風速儀測排氣氣流流速

圖3風速儀測前窗氣流流速(限制前窗高度)

圖4風速儀測前窗氣流流速(前窗操作高度)
1.2 4種國標推薦方法的優異
(1) 風量計法最為準確,復現性也最高,但由于檢測用的風量計體積龐大,攜帶不方便;
(2) 排風法用熱敏式風速儀作為檢測工具,需要通過公式計算倒推出流入風速,是最不直接的方法;
(3) 限高法操作簡便,數據穩定,測量點數少,多為生物安全柜生產商使用;
(4) 前窗法用熱敏式風速儀作為檢測工具,方法標準操作簡便,多為第3方檢測機構使用。
2 試驗
2.1 試驗設計思路
(1) 檢測過程中發現雖然都是國標推薦的方法,但使用不同的方法所得的結果是有差異的,更為嚴重的是這種差異會直接影響結論的判定;
(2) 國標中未對風速儀熱敏探頭的測量角度有規定,但以往的測試經驗說明不同的測試角度所得的結果是有巨大差異的;
(3) 國標對測量面有要求,但檢測操作過程中通常會忽視測量面的概念,試驗后階段也會設計試驗說明忽視測量面會對結果造成多大的差異。不同測量面差異見圖5 ,圖6,圖7:

圖5 國標規定的測量面 圖 6 測量面偏內側 圖 7測量面偏外側
本試驗的目的是通過在同一臺生物安全柜上,設計不同的比對試驗,來說明在流入氣流的測試中:
1,國標推薦的幾種不同方法中,哪種方法更適用于常規檢測;
2,測量時風速儀熱敏探頭的哪種測量角度更合理;
3,測量面的偏差會對結果造成多大的差異。
2.2 試驗設計
在同一臺性能穩定的生物安全柜上進行如下試驗:
生物安全柜選?。荷虾H鹧鰞艋b備有限公司生產的A2型生物安全柜
試驗1,國標推薦的 4種方法測試流入風速(為排除其他因素造成的干擾,風速儀熱敏探頭的測量角度統一為與測量面平行,測量面為國標要求的測量面)
I. 風量計法(結果作為基準)測試流入風速
II. 排氣法測試流入風速
III. 限高前窗法測試流入風速
IV. 前窗法測試流入風速
試驗2,風速儀熱敏探頭不同測量角度測試流入風速(因限高前窗法數據較穩定,選用限高前窗法)
I. 探頭測量窗與測量面平行測試流入風速 (與試驗1.4共享同一組數據)如圖 8

圖8 探頭測量窗與測量面平行 圖 9 探頭測量窗與測量面呈傾斜45°夾角
II. 探頭測量窗與測量面呈傾斜45°夾角測試流入風速,如圖 9
試驗3,不同測量面測試流入風速(前窗法)
I. 標準測量面測試流入風速(與試驗1.4共享同一組數據)
II. 測量面向里5cm測試流入風速
III. 測量面向外5cm測試流入風速