生物安全櫃性能解疑
生物安全櫃性能解疑
作者: 林向前先生 MR LIN XIANG QIAN, ESCO MICRO PTE LTD

 

摘要

一些人或許認為,生物安全櫃不過是一個裝有風機和一些HEPA過濾器的鐵箱

子;事實上生物安全櫃要複雜的多。同樣,保持生物安全櫃的安全性能也遠

比“定期更換過濾器”複雜得多。

本文旨在為大家在安全櫃安全性能原理上破疑解惑,為實驗室工作人員、管

理人員和其他涉及安全櫃使用維護的相關人員的工作中給予指導。

 

1. HEPA/ULPA 篩檢程式

安全櫃裡所使用的過濾器一定要有足夠的過濾效率,否則就起不到防護生物危害的作用。另外,安全

櫃生產商應該對過濾器進行測試,以確保它們在安裝後是無洩漏的。因為過濾器是非常脆弱的材料(甚

至落地或輕微碰撞就會損壞),所以,在運輸和裝卸的過程中保證過濾器材不受損壞是非常重要的。

同樣的原因,過濾器應該在生物安全櫃所安置的實驗室進行現場測試。

圖 1: HEPA/ULPA篩檢程式結構圖

[ESCO的過濾器對0.3微米的塵埃微粒擁有行業中最高的99.9998%的過濾效率。安全櫃出廠前都將
進行HEPA/ULPA過濾器洩漏測試。要獲取關於過濾器更多的問題或資訊,可向ESCO索取相關技
術資料。]

 

2.精確的氣流控制

安全櫃內的氣流方式一定在流向和速度方面符合相關性能標準要求。

1)定向流:來自實驗室的進氣流必須是從安全櫃前窗開口處各個位置徑直流向安全櫃的進風格柵。這

一點應該是從設計一開始應該考慮到,並且每台安全櫃都應該經過生産廠商的測試。[所有的ESCO安

全櫃在工廠組裝完畢後都經過了氣流方向測試]

 

圖 2: 二級生物安全櫃氣流模式圖

 

2)氣流速度:安全櫃的氣流速度一定要處在一個合適的數值。既不要太高也不要太低:氣流速度太高就容

易引起湍流,導致試驗品失去保護;太低就不能發揮足夠的保護作用(櫃內的污染物很容易逃逸到櫃外的

房間了)。不同的生物安全櫃的速度最佳設定值是不同的,最佳設定速度可使安全櫃發揮最大的防護作用。

生產廠商應該對其生產的所有型號安全櫃進行氣流測試以確定最佳值,並提供給用戶以供參考。[所有的

ESCO安全櫃在出廠前都經過了氣流速度測試] 

 

安全櫃的氣流安全範圍圖

 

3.櫃體的控制性能

污染控制性能是指安全櫃確保所有的危險顆粒不從操作視窗逃逸出去的能力。安全櫃的防護作用基本取決

於氣流方式,包括上文所介紹的適合的氣流方向和速度。

全世界公認的最佳污染控制性能測試,是EN12469:2000中所使用的KI-discus 測試。需要注意的是,

一台生物安全櫃也許可以通過所有的氣流測試,但不一定能通過污染控制性能測試。

  圖 4: KI-Discus測試

 

[ESCO公司是歐洲以外具有KI-discus 測試能力的少數幾間公司之一,其擁有完整的測試設施,所有型號

的生物安全櫃都通過KI-discus 污染控制性能的檢測。]

 

4. 櫃體的氣密性

整個櫃體應該耐壓,氣密性好,確保任何生物危險因子不會通過接口或縫隙洩漏出去,例如,雖然過濾器

具有很高的過濾效果,但是有些生物安全櫃的設計問題會導致污染物繞過過濾器,經過安全櫃接口縫隙

洩漏出去,導致生物安全櫃安全性能失效。

[ESCO動態櫃體設計用負壓包裹所有污染區域,即使櫃體出現穿孔,裂縫,所有的污染性物質仍然會經過

過濾器。ESCO安全櫃外殼本身就可以承受500pa的壓力。]

 

5. 零部件的精密性

安全櫃的零部件精密性是極其重要的,例如,格柵氣孔(前後兩組進風格柵)發生1mm的差異,就能

改變安全櫃的性能參數,引起防護測試的失敗。由於全櫃是由多部件組合而成的設備(超過100個部件),

所以,保證這些零部件的精密性對於廠家來說是至關重要的工作。

圖 5: 安全櫃的組件

 

[ESCO在板金加工和電子機械裝配方面有超過20年的經驗。生產廠房採取高度嚴密的品質監控系統,所

有的程式都依據ISO 9001進行的。我們擁有從電腦製圖,板金加工到整機組裝的全套生產能力,這使我

們可以監控每一個生產環節的品質。為了確保產品的性能和安全,所有的原材料均採購自一流的供應商,

所有的產品出廠前均接受性能和安全檢測。]

 

6. 電子和機械安全

考慮到安全櫃內所進行的操作的危害性質,安全櫃生產商要特別注意在設計上防止機械傷害的產生,例如,

要防止對操作人員可能發生的擦傷或劃傷,否則,操作者就極容易受到危險物質的進一步傷害。同樣的,

生產商也需要注意設計符合電子安全,以保護操作人員。

 圖 6: 光潔平滑的安全櫃工作檯面

 

[ESCO安全櫃通過電子安全標準IEC61010的認證。所有的ESCO安全櫃出廠前都經過了電子安全測試。

其它符合安全標準的設計方面包括採用鋼化玻璃,防止容易發生碎裂]

 

7. 氣流控制和警報系統

為了確保安全櫃發揮安全防護功能,應該裝備氣流控制和報警系統,以便監控所有的安全參數,特別是氣

流方面。生產廠家必須提供一個準確和靈敏的系統,以確保櫃體內的風速不低於警戒速值。

 

圖 7: ESCO安全櫃所裝配的氣流報警和控制系統 LCD顯示屏

ESCO 所有的安全櫃都裝備了採用氣流感應技術的氣流報警和控制系統,該系統不僅能滿足準確需求,而

且可以對周圍溫度波動而進行相應的調整。

 

8. 物理測試和驗證

從上面可以看出,安全櫃不僅要從設計上注意操作的安全需求,也許要進行許多物理檢測,以確保安全櫃

能滿足安全需求。這些測試應該由廠家在安全櫃組裝完畢後就進行。

許多廠家都聲稱他們的產品在工廠就進行了依據安全標準測試。但是,安全櫃的物理測試是一門精密學科,

橫跨了很多專業領域(氣溶膠的產生、光強測定、氣流流速測定、定向流驗證、污染控制性能測試等等),

因此,一個廠家很難保證這些測試是安全和準確的,除非其測試設施和能力經過了單獨的認證。

 

總結

上述因素是互相聯繫的,一個人性能參數的降低會危害到整個系統的安全性。例如,

安全櫃也許有高過標準的過濾器,但是,如果櫃體的污染控制性能不符合要求,

整個系統還是不安全的。

上述因素只是安全櫃人員保護要求的最基本部分,並沒有包含像 ESCO 這樣的

國際生產商所能提供其它產品性能要求,也沒有包含其他性能要求,諸如樣品保

護和防止交叉感染等性能測試以及進行安全櫃例行認證和合理安裝等等。

最後,確保你的安全櫃安全可靠,除了要瞭解上述相關因素外 ,最好最快最方

便鑒別安全櫃安全性能的方法是瞭解您購買的安全櫃是否獲得過以下幾項主要

的國際安全櫃認證:

EN12469 (歐洲生物安全櫃統一標準 )

NSF49 (美國生物安全櫃標準 -二級生物安全櫃 )

AS2252.2 (澳洲生物安全櫃標準 -二級生物安全櫃 )

JIS K3800 (日本生物安全櫃標準 )

 

在尋求生產商產品認證的同時,使用者也許注意以下事項:

1.當生產商聲稱自己生產的安全櫃符合某項國際標準時,可要求其出示證明-合法的認證機構所簽署的獨立

檢測報告;

2.一些標準可能與安全櫃安全性能無直接關聯,例如生物安全櫃生產商聲稱獲得ISO9001品質認證,而

ISO9001並不會對安全櫃性能進行以上國際安全櫃標準的檢測;

3.認證必須是由獨立、合法的安全櫃認證機構測試和頒佈的;

 

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