赛默飞生物安全柜 Thermo Scientific 1500 性能验证
质保3年只换不修,厂家长沙实了个验仪器制造有限公司
一、前言
Thermo Scientific 1500系列生物安全柜是赛默飞世尔科技为高等级实验室、制药研发、临床检测及生物制品生产场景设计的高性能防护设备。该系列产品在空气净化、气流控制、过滤效率和系统安全性方面均达到国际标准(NSF/ANSI 49、EN 12469)。
生物安全柜作为生物安全体系的核心防护设施,其性能稳定与否直接关系到人员安全、样品纯度及实验室环境防护效果。为了确保设备持续处于最佳运行状态,必须通过科学的**性能验证(Performance Qualification, PQ)**进行评估。
性能验证不仅是设备交付使用前的关键环节,也是日常运行管理和质量体系审查的重要依据。本文将系统介绍Thermo Scientific 1500系列生物安全柜的性能验证项目、方法、标准、频率及判定原则,为实验室建立完善的设备验证与监控体系提供参考。
二、性能验证的目的与意义
1. 验证目的
性能验证的主要目标是确认生物安全柜在实际运行条件下,能持续达到设计性能要求,确保:
操作者免受生物气溶胶暴露;
样品免受外部污染;
实验室环境免受潜在危害物质泄漏。
2. 验证意义
安全保障:确保防护屏障可靠,防止生物因子扩散;
质量控制:验证空气洁净度与过滤效率,保障实验结果准确;
合规管理:符合ISO、GMP及GLP要求,满足监管与审计;
设备维护指导:通过数据趋势分析判断设备老化及维护周期;
风险防控:提前发现性能衰退,降低实验事故风险。
三、性能验证的分类
性能验证通常分为三个阶段:
本篇主要针对**性能确认(PQ)**阶段展开说明。
四、性能验证的时间与频率
根据Thermo Scientific官方建议与国际标准,性能验证应在以下情况下执行:
新设备安装并完成运行确认后;
HEPA过滤器更换或风机系统调整后;
安全柜迁移、重新定位或维修后;
每年定期执行一次作为例行验证;
实验中发现气流异常或报警频发时立即进行。
五、性能验证项目概述
Thermo Scientific 1500系列生物安全柜的性能验证项目包括以下关键测试:
| 序号 | 测试项目 | 主要目的 |
|---|---|---|
| 1 | 气流流速与分布测试 | 验证气流均匀性与层流稳定性 |
| 2 | 气流模式可视化 | 检查气流方向与流线完整性 |
| 3 | HEPA过滤器完整性测试 | 确认过滤系统无泄漏 |
| 4 | 洁净度测试 | 验证工作区空气洁净级别 |
| 5 | 压差与气密性测试 | 确保负压防护及结构密封 |
| 6 | 报警与安全系统测试 | 验证报警灵敏度与安全逻辑 |
| 7 | 噪声、照度与振动测试 | 确认操作舒适性与人机安全 |
| 8 | 紫外灯与照明性能验证 | 确认消毒与照明效果 |
| 9 | 电气安全与接地测试 | 检查电气防护符合标准要求 |
六、主要测试项目与方法
(一)气流流速与均匀性测试
1. 目的
确保下降层流速度与吸入口速度满足设计标准,气流均匀稳定。
2. 仪器
热球式风速仪(精度±3%)。
3. 方法
在工作区内距台面10 cm高度处按“3×3九点法”测量下降气流速度;
前窗下方5点测量吸入口风速;
计算平均值与偏差。
4. 判定标准
| 项目 | 合格范围 |
|---|---|
| 下降气流速度 | 0.45 ± 0.05 m/s |
| 吸入口气流速度 | ≥0.5 m/s |
| 均匀性偏差 | ≤±20% |
(二)气流模式可视化测试
1. 目的
通过可视烟雾验证气流方向、流线连续性与防护屏障完整性。
2. 方法
使用无毒可视烟雾发生器;
在操作区顶部、前窗及吸入口处释放烟雾;
观察烟流是否稳定下降,无外逸或回流。
3. 判定标准
烟流应平稳均匀,无乱流、死角或泄漏,流线连续清晰。
(三)HEPA过滤器完整性测试
1. 目的
确保HEPA过滤器及其密封结构无泄漏。
2. 方法
采用PAO光度法(或DOP法):
向上游注入PAO气溶胶;
使用光度计扫描下游过滤面;
检测泄漏率。
3. 判定标准
泄漏率 ≤ 0.01%,滤网边缘无集中泄漏点。
(四)洁净度测试
1. 目的
验证操作区空气洁净度达到ISO 5级标准。
2. 方法
使用粒子计数器采集≥0.5 μm与≥5 μm粒子数量;
在操作区中央及四角各采样1立方英尺空气。
3. 判定标准
| 粒径 | 最大允许数量(个/m³) |
|---|---|
| ≥0.5 μm | 3520 |
| ≥5 μm | 29 |
(五)压差与气密性测试
1. 目的
验证柜体负压与气密性,防止污染气体外逸。
2. 方法
使用微压差计测量内部与外部压差;
标准范围:-10 ~ -15 Pa;
若低于标准,检查密封条与风机运行状态。
3. 气密性检测
采用正压或负压保持法:
向柜体注入设定压力;
5分钟内压力下降不得超过10%。
(六)报警与安全系统验证
1. 目的
确认报警系统在异常情况下能正确响应。
2. 方法
通过模拟异常条件验证报警功能:
| 模拟事件 | 正常反应 |
|---|---|
| 风速降低 | 声光报警并提示“Low Airflow” |
| 前窗超高 | 报警并提示“Sash High” |
| 紫外灯与风机同时开启 | 紫外灯自动关闭 |
| 电源波动 | 系统报警并记录事件 |
3. 判定标准
报警响应时间 ≤3秒,逻辑动作正确无误。
(七)噪声、照度与振动测试
1. 噪声
使用声级计在操作员位置测量,运行时噪声 ≤67 dB(A)。
2. 照度
操作区照度 ≥1000 lx,均匀性 ≥0.7。
3. 振动
使用振动计测量台面垂直位移 ≤0.005 mm,确保显微与精密操作稳定。
(八)紫外灯与照明性能验证
1. 紫外灯强度
在距离灯管30 cm处测量紫外照度,应≥40 μW/cm²;
若不足,更换灯管并记录累计使用时间。
2. 照明系统
测量中心照度与四角照度,最低区域不得低于中心的70%。
(九)电气安全与接地测试
1. 绝缘测试
使用绝缘电阻表测定,结果 ≥20 MΩ。
2. 接地电阻
测定接地端与电源地之间电阻 ≤0.1 Ω。
3. 漏电流测试
不得超过3.5 mA,确保电气安全。
七、性能验证数据处理
1. 数据记录要求
每个项目须详细记录以下内容:
测试日期与执行人;
环境温湿度;
仪器型号与编号;
测试位置与数据;
调整措施与结论。
2. 数据判定原则
若任一关键参数超出标准范围,应立即重新检测。若两次仍不合格,必须采取纠正措施并重新验证。
3. 报告输出
性能验证结束后形成《性能验证报告》,包括:
概要说明与结论;
各测试项目数据与标准对照表;
异常说明与整改记录;
验证人员签名及审批确认。
八、性能验证的周期与管理
| 验证项目 | 验证周期 | 执行人员 |
|---|---|---|
| 气流速度与模式 | 半年 | 实验室设备管理员 |
| HEPA完整性 | 每年 | 第三方认证机构 |
| 压差与气密性 | 每半年 | 技术工程师 |
| 报警系统与紫外灯 | 每季度 | 内部维护人员 |
| 电气安全 | 每年 | 专业检测机构 |
所有验证记录应保存不少于五年,用于内部审计与监管复查。
九、常见问题与分析
| 问题现象 | 可能原因 | 处理措施 |
|---|---|---|
| 风速不稳定 | 滤网堵塞、风机老化 | 清洁或更换滤网、调整风机转速 |
| 洁净度不达标 | HEPA密封不严或环境灰尘多 | 检查密封条、改善外部环境 |
| 压差波动 | 传感器漂移 | 重新校准或更换传感器 |
| 紫外照度不足 | 灯管老化 | 更换灯管并复位计时器 |
| 报警频繁 | 参数设置错误或传感器误差 | 重新设定阈值并校准 |
| 振动超限 | 风机不平衡 | 检查固定件、调整平衡 |
十、性能验证的合规标准
性能验证过程应符合以下国际与行业标准:
NSF/ANSI 49:生物安全柜性能标准;
EN 12469:欧洲微生物安全柜标准;
ISO 14644-1:洁净室及相关环境空气洁净度分级;
YY 0569-2011:中国Ⅱ级生物安全柜技术标准;
IEC 61010-1:实验室电气设备安全标准。
验证报告应以这些标准为依据,确保实验室质量体系符合国际认证要求。
十一、性能验证后的确认与追踪
1. 验证确认
验证完成后由三方人员共同签字确认:
实施人员;
设备负责人;
质量管理代表。
2. 趋势分析
对多次性能验证结果进行比较,绘制风速、压差、照度等趋势图,用于预测设备老化趋势及维护周期。
3. 验证后维护
若发现性能下降,应进行预防性维护,包括清洁、更换过滤器、校准传感器及重新调节风机。
十二、安全与质量管理要求
性能验证期间不得进行实验操作;
测试时应保持实验室门窗关闭、人员流动最少;
所有仪器使用后需重新校验并妥善保管;
验证报告应纳入实验室质量体系文件;
定期审查验证结果,确保持续符合安全标准。
十三、性能验证后的文件管理
为保证数据完整与可追溯,应建立以下文件体系:
《设备性能验证计划》;
《性能验证原始记录表》;
《性能验证报告》;
《异常与整改记录表》;
《年度性能趋势分析报告》。
所有文件需由负责人审核签字并编号归档,电子版与纸质版同步保存。
十四、性能验证的责任分工
| 职责部门 | 主要职责 |
|---|---|
| 实验室管理员 | 制定计划、协调执行、监督记录 |
| 设备操作人员 | 配合测试、记录数据、执行清洁 |
| 第三方检测机构 | 提供验证技术与报告 |
| 质量管理部门 | 审核数据、归档报告、追踪整改 |
这种责任划分能保证性能验证过程科学、规范、可追溯。


