赛默飞生物安全柜 Thermo Scientific 1300性能验证
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一、前言
Thermo Scientific 1300 系列生物安全柜是赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)推出的高性能实验室防护设备,广泛应用于临床检验、微生物研究、生物制药及公共卫生领域。该系列产品符合 EN 12469 与 NSF/ANSI 49 等国际标准,具备先进的空气动力学设计、节能风机系统与高效过滤装置。
生物安全柜性能验证(Performance Qualification, PQ)是确保设备运行状态符合生物安全防护要求的重要环节。通过系统的检测与验证,可确认设备在实际使用条件下持续提供对人员、样品与环境的三重防护。
本文将详细介绍 Thermo Scientific 1300 系列生物安全柜性能验证的原则、内容、方法、标准及判定依据,为实验室提供科学的性能评估与质量控制参考。
二、性能验证的目的与意义
1. 验证目的
确认设备安装与运行状态符合设计与技术标准;
确认气流分布、风速及过滤系统性能稳定;
评估防护功能的可靠性与均匀性;
检查电气、安全及报警系统是否有效;
作为设备启用、年度复核及维修后的性能依据。
2. 验证意义
提高设备运行的安全性与可靠性;
确保实验过程符合生物安全等级要求;
发现潜在故障与性能偏差,便于及时维护;
满足 ISO/GLP/GMP 等质量体系认证要求;
提供性能基线数据,为后续验证与管理提供依据。
三、性能验证的分类
Thermo Scientific 1300 系列的性能验证分为以下三个阶段:
安装确认(IQ):验证设备安装位置、环境条件及结构完整性;
运行确认(OQ):验证电气、风机、控制及报警系统运行正常;
性能确认(PQ):在模拟实际使用条件下验证气流、过滤、防护与噪音等性能指标。
本文重点阐述 性能确认(PQ) 环节的内容与方法。
四、验证依据与标准
性能验证应参考以下标准与技术规范:
EN 12469:2000《微生物安全柜性能标准》;
NSF/ANSI 49《生物安全柜性能与安全标准》;
YY 0569-2011《医用生物安全柜》;
GB 4793.1《实验室电气设备安全要求》;
Thermo Scientific 1300 系列技术手册与验证指南。
五、性能验证的环境要求
为确保数据准确,验证应在以下条件下进行:
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 室温 | 20 ± 2 ℃ |
| 相对湿度 | 45%–65% |
| 大气压 | 101 ± 5 kPa |
| 背景噪音 | ≤45 dB |
| 环境洁净度 | ISO 8级或10万级 |
| 电压 | 220V ± 10% |
| 通风条件 | 无强风或气流扰动 |
所有验证应在设备运行稳定30分钟后进行。
六、性能验证的主要项目
性能验证包括以下12项主要内容:
外观与结构检查
风速与气流分布测试
气流可视化(烟雾)测试
HEPA过滤器完整性检测
生物防护性能验证
噪音与振动测试
照度与紫外强度检测
报警与互锁功能测试
电气安全验证
压差与风量检测
温湿度稳定性测试
长期运行性能评估
以下为各项目的详细说明。
七、外观与结构检查
检查内容
外壳表面应无损伤、锈蚀或变形;
前窗玻璃升降顺畅,密封条完整;
内部不锈钢腔体光滑、无焊渣;
控制面板显示正常,按钮灵敏;
风机、灯具、传感器连接牢固;
电缆、插头及接地标识清晰。
判定标准
结构完好、功能齐全,无物理缺陷或安全隐患为合格。
八、风速与气流分布测试
1. 测试目的
验证下送风与吸入风速度是否符合标准,确保层流均匀、无紊流区域。
2. 测试方法
使用热式风速仪;
测量点布置:操作区九点法(3×3);
每点连续测量3次取平均值。
3. 标准要求
下送风平均速度:0.33~0.53 m/s;
吸入风速度:0.45 ± 0.05 m/s;
各点偏差 ≤20%。
4. 判定
测量结果满足上述范围且稳定运行10分钟内波动不超过±5%,判定为合格。
九、气流可视化测试
1. 测试目的
通过烟雾显示验证气流流型,确保层流顺畅、无回流、无外泄。
2. 测试方法
使用无毒可视烟雾发生器;
检查下送风、操作口及排风方向;
拍摄录像以保存记录。
3. 判定标准
烟雾流动平稳,自上而下分布均匀;
操作口气流稳定吸入,无外泄现象;
无旋涡、逆流或紊流形成。
十、HEPA过滤器完整性检测
1. 检测目的
确认过滤器无泄漏、密封良好,确保过滤效率达标。
2. 检测方法
使用PAO或DOP检漏仪;
上游PAO浓度15–20 μg/L;
检测下游气溶胶浓度。
3. 判定标准
泄漏率 ≤0.01%,过滤器及密封框无异常。
十一、生物防护性能验证
1. 目的
验证设备能有效防止样品泄漏及环境污染。
2. 方法
依据EN 12469标准采用气溶胶颗粒法:
释放非病原气溶胶;
测定柜外采样点颗粒数变化。
3. 标准
泄漏率应低于1×10⁻⁶(无可检测泄漏)。
4. 结论
Thermo Scientific 1300 系列在连续测试下防护性能稳定,达到二级生物安全柜标准。
十二、噪音与振动测试
1. 测试位置
距前窗30 cm处、操作者耳部高度。
2. 标准
噪音 ≤67 dB;
振动 ≤1 mm。
3. 测试结果(示例)
噪音:63 dB;
振动幅度:0.4 mm;
均符合标准。
十三、照度与紫外强度检测
1. 照度
在操作区测量照明强度:≥800 lx;光线分布均匀。
2. 紫外强度
波长254 nm;
紫外灯表面距操作台30 cm处测量;
强度≥70 μW/cm²。
低于标准时应更换灯管并重新验证。
十四、报警与互锁功能测试
1. 测试项目
前窗高度报警;
风速过低报警;
紫外灯与风机互锁;
紧急断电功能。
2. 判定标准
报警反应时间 ≤3秒;
声光信号清晰可见;
紫外灯在风机运行时无法开启;
紧急断电后系统安全关闭。
十五、电气安全验证
1. 检测内容
漏电流;
接地连续性;
绝缘电阻;
电源电压波动响应。
2. 判定标准
绝缘电阻 ≥20 MΩ;
漏电流 ≤0.5 mA;
接地电阻 ≤4Ω。
测试通过即判定电气系统安全可靠。
十六、压差与风量检测
1. 检测方法
通过压差计测量送风与排风过滤器两端压力;
使用风量仪检测流量。
2. 标准值
新过滤器压差:≤250 Pa;
运行状态压差:≤450 Pa;
若压差超过初始值50%以上,提示过滤器老化。
十七、温湿度稳定性测试
1. 测试目的
验证设备运行过程中不会显著改变操作区环境条件。
2. 测试标准
温度变化 ≤ ±2℃;
相对湿度变化 ≤ ±5%。
十八、长期运行性能测试
连续运行12小时监测风速、噪音与温湿度变化。
| 测试时间 | 风速 (m/s) | 噪音 (dB) | 温度 (℃) | 结果 |
|---|---|---|---|---|
| 0小时 | 0.42 | 63 | 22.1 | 稳定 |
| 6小时 | 0.41 | 63 | 22.3 | 稳定 |
| 12小时 | 0.42 | 63 | 22.4 | 稳定 |
结果表明设备性能稳定,无漂移或异常。
十九、验证结果与分析
| 验证项目 | 测试结果 | 标准要求 | 判定 |
|---|---|---|---|
| 外观结构 | 完好 | 无损坏 | 合格 |
| 风速 | 0.42 m/s | 0.33–0.53 m/s | 合格 |
| 气流流型 | 均匀 | 无紊流 | 合格 |
| HEPA完整性 | 泄漏率≤0.002% | ≤0.01% | 合格 |
| 噪音 | 63 dB | ≤67 dB | 合格 |
| 振动 | 0.4 mm | ≤1 mm | 合格 |
| 照度 | 1020 lx | ≥800 lx | 合格 |
| 紫外强度 | 110 μW/cm² | ≥70 μW/cm² | 合格 |
| 电气安全 | 漏电0.22 mA | ≤0.5 mA | 合格 |
| 报警响应 | <3 s | ≤3 s | 合格 |
综合评价:
所有检测指标均符合或优于国际标准,设备运行性能稳定,防护效果可靠,判定为性能合格。
二十、偏差分析与改进建议
在验证过程中,如出现以下偏差,应采取相应措施:
| 偏差类型 | 原因分析 | 改进措施 |
|---|---|---|
| 风速偏低 | 过滤器堵塞、风机功率下降 | 清洁或更换过滤器,调整风机参数 |
| 风速不均 | 层流板污染或安装不当 | 清洁并重新安装层流板 |
| 紫外灯强度不足 | 灯管老化 | 更换灯管并记录更换日期 |
| 报警延迟 | 传感器漂移 | 重新校准或更换传感器 |
| 噪音升高 | 风机平衡失调 | 检查风机叶片与支架 |
二十一、性能验证报告与归档
所有测试数据、照片、视频及仪器校准证书需统一归档保存;
性能验证报告应包括设备信息、验证日期、测试结果及结论;
报告由验证执行人、审核人及实验室负责人签字确认;
报告保存期限不少于五年;
当设备迁移或大修后,必须重新进行完整性能验证。
二十二、性能再验证与复测周期
为保持防护性能的持续稳定,Thermo Scientific 1300 系列建议以下周期性验证:
| 项目 | 周期 | 说明 |
|---|---|---|
| 风速与气流流型 | 每6个月 | 或设备搬迁后立即进行 |
| HEPA完整性检测 | 每12个月 | 过滤器更换后需重测 |
| 噪音与照度 | 每12个月 | 与年度维护同步 |
| 电气安全与报警功能 | 每12个月 | 由认证工程师执行 |
| 生物防护测试 | 每12个月 | 确保无泄漏风险 |
二十三、性能验证的管理要求
实验室应建立《生物安全柜性能验证管理制度》;
每次验证前须确认仪器校准有效;
验证结果应及时汇报并制定改进计划;
验证数据不得随意修改,应具备完整可追溯性;
所有验证人员应接受培训并持证上岗。


