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1、國內生物安全櫃標準分析

隨着國內對生物製藥行業的逐步重視，對生物危害控制的需要日益迫切，2005～2006年相繼發佈實施了兩個專門針對生物安全櫃的重要標準：來自建設部的JG 170-2005和來自國家食品藥品監督局的YY0569-2005。

我國建設部標準定額研究所於2005年發佈了建築工業行業標準一《生物安全櫃》(JG170-2005)，是我國第一部生物安全櫃的專有標準，該標準的實施結束了長期以來我國在生物安全櫃方面缺乏統一標準的局面。該標準主要參考美國NSF49：2002和歐盟EN12469：2000標準制定，同時也結合了一些相關生產廠家的設計製造經驗。

中華人民共和國醫藥行業標準《Ⅱ級生物安全櫃》(YY 0569-2011)由國家食品藥品監督管理局提出，於2013年6月1日正式實施。該標準是在YY0569-2005的基礎上修改更新的。《Ⅱ級生物安全櫃》標準同樣也是參考國外標準制定的，從最初的2005版到進一步修訂更新的2011版，修訂後的標準更科學、更嚴謹。《Ⅱ級生物安全櫃》也逐步成為目前國內應用zui廣泛的標準，甚至比國外的標準還要嚴格，與美國NSF49：2016和歐盟EN12469：2000一起成為世界zui重要的三大生物安全櫃標準。

由於國內的兩個標準非常接近，本節主要介紹《Ⅱ級生物安全櫃》(YY0569-2011)標準的相關內容，並對國內兩個標準的具體差異進行補充說明。

（1）生物安全櫃材料要求

所有櫃體和裝飾材料應能耐正常的磨損，能經受氣體、液體、清潔利、消毒劑及去污操作等的腐蝕。材料結構穩定，有足夠的強度，具有防火耐潮能力；所有工作區內表面和集液槽應使用不低於300系列不鏽鋼的材料製作；前窗玻璃應使用光學透視清晰、清潔和消毒時不對其產生負面影響的防爆裂鋼化玻璃、強化玻璃製作，其厚度應不小於5mm；高效過濾器以及外框應能滿足正常使用條件下的溫度、濕度、耐腐蝕性和機械強度的要求，濾材不能為紙質材料。濾材中可能釋放的物質應不對人員、環境和設備產生不利影響。外框使用有一定剛度、強度的金屬材料製作。

（2）生物安全櫃結構特點

櫃體方面，A1、A2和B1型安全櫃的所有污染部位均應處於負壓狀態或被負壓區包圍，B2型安全櫃的所有污染部位均應處於負壓狀態或被直接外排的負壓區包圍；安全櫃裸露工作區內三面側壁板應為一體成型結構，內表面的拼接處須做密封處理；安全櫃裸露工作區內表面與外表面的三面壁板間的連接、底部負壓風管外壁板與工作區外壁板間的連接，均應密封處理；安全櫃工作區內所有的兩平面交接處的內側曲率半徑應不小於3mm，三平面交接處的內側曲率半徑應不小於6omm；風機/電機維護和高效過濾器的拆裝、更換應從安全櫃的前部進行。除了風機、無孔密封或加套的線路和必要的風速傳感器，其它可更換的電爐組件不能放置在空氣污染區域。所有通過空氣污染區域的線路要被密封，所有的插座需提供電爐過載保護。在用簡單工具可以打開的蓋板內的壓力通風系統外區域，需貼上一張全部電路組件的接線圖，還需提供關於起始電流、運行功率和電路要求的安裝說明。

前窗操作口方面，前窗操作口的高度標稱值應為160～250mm。前窗開啟與關閉應輕便，在行程範圍內的任何位置不產生卡死現象，不應有明顯的左右或前後晃動現象，滑動應順暢。滑動前窗的構造應保證在懸掛系統出故障時不能脫落而給操作者帶來危險。應具有報警系統和聯鎖系統以保證工作只能在規定的前窗操作口高度範圍之內進行。滑動前窗及與其貼合的板之間、窗玻璃與框架之間及框架四周的連接處、壓緊裝置等，均應充分考慮系統的防泄漏。

電機方面，安全櫃使用的電機應包括熱保護裝置，並能在1.15倍額定電壓值的條件下穩定工作；可以調速且控制穩定，調速控制器應安裝於可拆除或可鎖控面板的背後。調速器允許的調速範圍應達到適當的氣流平衡所需的調速範圍。

採樣口方面，安全櫃應預留高效過濾器上游氣溶膠濃度測試的採樣口。

此外，安全櫃必須實時顯示工作區的下降氣流流速和流入氣流流速，下降氣流流速和流入氣流流速應在下降氣流流速和流入氣流流速實測值的±0.025m/s之間，並可以校準至實測值。氣流流速顯示解像度至少為0.01m/s。安全櫃還必須具有一定的可清潔性。內部機件、暴露在內面以及其它易遭到濺出液或溢出液污染的內表面，應容易清潔。內部機件、暴露的內面和其它內表面，包括壓力通風系統應能進行蒸汽或氣體的消毒。最後，安全櫃還需要具有一定的可消毒性，安全櫃不需移動即可用非火星消毒劑進行熏蒸消毒。消毒時僅用金屬板、塑料膜或密封膠帶等密封進氣口和排氣口即可保證消毒氣體不溢出安全櫃外。如果安全櫃配有壓力密封閥，則該密封閥應適於消毒，並位於安全櫃的潔淨區域。

（3）生物安全櫃性能

1）櫃體防泄漏。安全櫃加壓到500Pa，保持30min後氣壓應不低於450Pa，或保持安全櫃內氣壓在(500±50)Pa的條件下，壓力通風系統外表面的所有焊接處、襯墊、穿透處、密封劑密封處在此壓力條件下應無肥皂泡反應。

2）高效過濾器完整性。可掃描檢測過濾器在任何點的漏過率應不超過0.01%；不可掃描檢測過濾器檢測點的漏過率應不超過0.005%。

3）噪聲要求。安全櫃的噪聲應不超過67dB。

4）照度要求。安全櫃平均照度應不小於650lx，每個照度實測值應不小於430lx。

5）振動要求。頻率10～10kHz的淨振動振幅應不超過5um（rms）。

6）人員、產品與交叉污染保護要求。安全櫃用1*108～8*108個/mL的枯草芽孢、桿菌芽孢進行實驗5min後(微生物實驗)，從全部撞擊採樣器收集的枯草芽孢、桿菌芽孢菌落形成單位(cfu)數量應不超過10。狹縫式空氣採樣器培養皿中枯草芽孢、桿菌芽孢計數應不超過5cfu，對照培養皿應呈陽性(當培養皿菌落計數大於300cfu時，則該培養皿呈陽性)。重複實驗三次，每次實驗均應符合要求。用1*106～8*106個/mL枯草芽孢、桿菌芽孢進行實驗5min後，在瓊脂培養皿上的枯草芽孢、桿菌芽孢應不超過5cfu，對照培養皿應呈陽性。重複實驗三次，每次實驗均應符合要求。本系統用1*104～8*104*個/mL枯草芽孢、桿菌芽孢進行實驗5min後，有些從實驗側壁到距此側壁360mm範圍內的瓊脂培養皿中檢出枯草芽孢、桿菌芽孢，並用作陽性對照。距被檢測側壁360mm外的瓊脂培養皿的菌落數應不超過2cfu。從安全櫃的左側和右側均各重複實驗三次，每次實驗結果均應符合要求。

7）下降氣流流速。安全櫃下降氣流平均流速應為0.25～0.50m/s；安全櫃的下降氣流平均流速應在標稱值±0.015m/s之間。對後續生產的安全櫃，若符台⑥的要求則保持安全櫃的原型號和尺寸，下降氣流平均流速應在下降氣流標稱值±0.025m/s之間。均勻下降氣流安全櫃，各測量點實測值與平均流速相差均應不超過±20%或±0.08m/s；非均勻下降氣流安全櫃，廠家應明確各均勻下降氣流區的範圍和氣流流速，各區域實測的下降氣流平均流速值應在其區域下降氣流標稱值±0.015m/s之間，各測點實測值與其區域的平均流速相差應不超過±20%或±0.08m/s。

8）安全櫃的流入氣流平均流速應在流入氣流標稱值±0.015m/s之間。Ⅱ級AI型安全櫃流入氣流平均流速應不低於0.40m/s，前窗操作口流入氣流工作區每米寬度的流量不低於0.07m3/s；Ⅱ級A2、B1和B2型安全櫃流入氣流平均流速應不低於0.50m/s，工作區每米寬度的流量應不低於0.1m3/s。

9）氣流模式。安全櫃工作區內的氣流應向下，應不產生旋渦和向上氣流且無死點；氣流不應從安全櫃中逸出；安全櫃前窗操作口整個周邊氣流應向內，無向外逸出的氣流。安全櫃的前窗操作口流入氣流應不進入工作區。

10）櫃體抗變形。在安全櫃背面頂端和側面頂端中心施加110kg重量時，對面上端的形變位移應不超過2mm。

11）電機與風機。風機的電機應保證安全櫃正常運行而不調整風機的速度控制，經過濾器的風壓下降50%，，風機的風量應不增大，下降應不超過10%。

從結構要求和性能要求兩個方面分析《Ⅱ級生物安全櫃》(YY0569-2011)和《生物安全櫃》(JG170-2005)標準的具體差異。

安全櫃都要求保證強度，《生物安全櫃》標準建議板材厚度不宜小於1.2mm，《Ⅱ級生物安全櫃》標準則未規定具體數值，從可操作角度上說《生物安全櫃》標準更明確，但《Ⅱ級生物安全櫃》標準與國際標準更一致，強度不*是靠厚度保證，需要結合後續一些穩定性測試來整體保證；對於安全櫃的風道結構，《生物安全櫃》標準沒有要求，而《Ⅱ級生物安全櫃》標準則做了規定，要求所有污染部位要處於負壓狀態或被負壓包圍，這樣污染不會外泄，安全性更高。同時要求風機維護應從前部進行，日常維護需要更換的電路組件也不得安裝在污染區域。

安全櫃日常的使用和維護非常重要，這樣的要求也使得污染風險降到更低，且方便了維護，更適應用戶實際安裝環境。另外《Ⅱ級生物安全櫃》標準還要求預留過濾器測試採樣口，方便對過濾器進行檢測，隨時驗證過濾器的有效性。

安全櫃的前窗開口高度，《生物安全櫃》標準確定為200mm，而《Ⅱ級生物安全櫃》標準要求是160～250mm，與EN12469：2000標準一致，而NSF49：2016更是沒有規定具體範圍。門開高度大小對安全性有一定影響，同時又對操作使用便利性有影響，所以在能保證安全的情況下，門開高度可以根據廠商設計靈活變化。生物安全櫃的安全性最重要的就是靠風速來保證，在風速顯示報警方面，《Ⅱ級生物安全櫃》標準的規定更詳細具體，除了規定必須有風速顯示外，而且要求波動超過±20%就要報警，而《生物安全櫃》標準對此並沒有規定，給安全帶來一定隱患。其它方面，《生物安全櫃》標準有個特別的要求，即安全櫃如有開關遙控器，則應在5m範圍內有效控制。《Ⅱ級生物安全櫃》標準2011版增加了規定，如安裝有紫外燈，則需要保證安全，並且其輻射強度要不低於400mW/m2。垂直下降風速範圍，《生物安全櫃》標準規定是0.25～0.4m/s，《Ⅱ級生物安全櫃》標準規定是0.25～0.5m/s，實際各個廠家在設計產品時都會選擇一個最佳的風速值和垂直水平比，目標都是一樣的，保證安全，實現三大保護，所以實質上區別並不大。噪聲限值，《生物安全櫃》標準要求小於或等於65dB， 《Ⅱ級生物安全櫃》標準要求小於或等於67dB，也與NSF49：2016標準一致，而《生物安全櫃》標準更加苛刻一點。光照要求，《Ⅱ級生物安全櫃》標準規定了光照最小的點要大於或等於430Lux，國際標準也都有此規定，從一定程度上避免了工作區內光照的不均勻性，提高了使用者的舒適度感受，而《生物安全櫃》標準沒有規定。《Ⅱ級生物安全櫃》標準同時規定了機器溫升小於8℃，也保證使用者不會不適。另外，《Ⅱ級生物安全櫃》標準與NSF49：2016標準一樣對安全櫃的穩定性做了要求，包括抗傾倒、櫃體抗變形、抗前傾要求，保證了安全櫃的強度穩定性。

2、我國標準與歐洲及美國標準的比較

對於安全櫃的櫃體結構、性能和測試方面，我國標準充分吸收了歐美標準的優點，採用的是兩者中zui嚴格的測試標準。本節將從以下幾個方面介紹具體的差異。

（1）櫃體結構

EN12469：2000和NSF49：2016都是以規範性能為基礎，不是通過細節規格要求去規定生產商如何製作安全櫃；相反，生產商擁有很大的自由去設計自己的安全櫃，只要能符合性能測試標準就可以。而我國的YY0569-2011則明確規定了安全櫃的櫃體結構的設計標準：Ⅱ級A2、B1、B2型安全櫃的工作區均應該採用四面(左右兩面、後部、底部)雙層結構。三個類型安全櫃的所有污染部位均應處於負壓狀態或被負壓通道和負壓通風系統包圍。Ⅱ、Ⅲ級安全櫃裸露工作區內三面側壁板應為一體成型結構，內表面的拼接處必須做密封處理等。可以看出我國的YY0569-2011標準相比歐美的標準更加明確規範了安全櫃的櫃體結構設計，更符合現在生物、化學等方面的實驗要求。

（2）物理性能測試和合格標準

YY0569-2011、EN12469：2000和NSF49：2016都詳細規定了安全櫃的各項測試方法和合格標準，三者的區別和聯繫介紹如下。

1）人員、試驗品和環境保護的微生物挑戰測試。在對人員、產品和環境以及產品的防交叉污染保護項目測試中，三個標準的測試方法、合格標準基本相同，即用微生物挑戰法來測試。但在人員保護測試中，我國的YY0569-2011標準採用了同歐洲EN12469：2000標準一樣的，被認為是在常規微生物挑戰測試基礎上更為方便快捷的物理測試方案。這種測試方法可以在1min內完成檢測，遠遠低於微生物法的48h以上的培養所需要的時間，這就使得安全櫃的生產廠家對出廠前的每台安全櫃都進行檢測變成了可能，保證了每台出廠產品的安全性。

2）下降氣流流速測試。下降氣流流速對安全櫃試驗樣品保護和交叉感染防護性能起到重要的影響。例如，氣流流速太小將導致試驗樣品失去保護。YY0569-2011和和EN12469：2000都規定了Ⅱ級生物安全櫃下降氣流流速的許可範圍為0.25～0.5m/s，而NSF49：2016沒有給出任何下降氣流流速要求。在下降氣流流速的測試方法上，YY0569-2011則採用了和NSF49：2016相似的方法(原理是一致的)。YY0569-2011和NSF49：2016都規定了多個測試點，這代表更高的測量精度要求；其中YY0569-2011使用的是熱式風速儀，NSF49：2016使用的是溫差式風速儀，而EN12469：2000則沒有對測量儀器的準確度和類型進行規定。同時，YY0569-2011和NSF49：2016都通過規範有關測試儀器的精度和型號來提高測試的精度，並且YY0569-2011還把安全櫃的下降氣流分為更細的均勻下降和非均勻下降兩種模式，比NSF49：2016的要求又提高一步。這說明在氣流流速測試方面YY0569-2011要優於美國的NSF49：2016，更優於歐洲的EN12469：2000。

3）流入氣流流速測試。在流入氣流測試方面，YY0569-2011採用的標準同歐洲EN12469：2000相同，通過外排氣流估算流入氣流流速，美國標準採用的是直接流入氣流流速測試方法。這兩種方法測試的原理雖然不同但結果一樣。同時YY0569-2011、EN12469：2000和NSF49：2016都對zui低流入氣流流速有規定。在這裏比較A2型Ⅱ級生物安全櫃和歐洲“普通型”Ⅱ級生物安全櫃的要求：YY0569-2011和NSF49：2016對A2型Ⅱ級生物安全櫃的zui低流入氣流速率的要求是0.5m/s，而EN12469：2000對Ⅱ級生物安全櫃的要求是0.4m/s。

4）高效過濾器完整性測試。YY0569-2011和NSF49：2016都規定過濾器完整性測試中使用的是氣溶膠噴發劑(如DOP、PAO等)；歐洲EN12469：2000標準(使用一樣的測試方法)使用另一種自然氣溶膠(自然空氣)的測試方法。研究表明使用自然氣溶膠測試方法不能確保檢測到所有漏隙，因為使用氣溶膠發生器噴發產生的氣溶膠顆粒，在發生器壓力的作用下能很容易的抵達和擴散到安全櫃內任何規定的位置，並且能使氣溶膠均勻分佈在櫃內規定的位置，特別是能*覆蓋到高效過濾器和櫃體結合的部位。而靠自然空氣使氣溶膠在櫃內擴散的方法，由於櫃內自然空氣比較穩定，流動性和動力很差，所以氣溶膠不會很均勻的擴散到櫃內規定的部位，從而就可能有過濾器和櫃體結合的部位沒有被氣溶膠*覆蓋的可能導致測試結果不精確。

5）櫃體泄漏的測試方法。在櫃體泄漏的測試方法上，YY0569-2011採用了不同於歐美兩個標準的壓力衰減法，這個方法用到了壓力計或壓力傳感器系統來顯示櫃內壓力，可以定量的檢測安全櫃櫃體的密閉性，非常具有說服力。而NSF49：2016規定利用皂泡法對所有安全櫃進行檢測，EN12469：2000規定為獨立的認證實驗室的檢測項目，而不是要求廠家在出廠時進行檢測。

6）其他各類測試。在其它各個類型性能測試上，這三個標準基本採用了相同的測試方法，如電動機和風機性能測試、工作區溫升測試、櫃體穩定性測試(包括櫃體抗翻倒、櫃體抗變形、工作枱面抗變形、櫃體抗向前傾倒)等，這裏就不再過多地描述。

總體而言，儘管這三種標準的實施時間和內容不盡相同，但是在大體上擁有很大的相似性。在一些關鍵測試方法上，我國的標準在吸收了歐美標準中的方法的基礎上，又開發了更精確嚴密的測試方法，所以說我國安全櫃檢測標準是目前世界上zui嚴格的標準。