JJF1815-2020《Ⅱ級(jí)生物安全柜校準(zhǔn)規(guī)范》將于4月27日正式實(shí)施。在抗擊疫情中，生物安全柜作為疫情檢測(cè)人員和科研人員安全防護(hù)屏障的最基本防護(hù)設(shè)備，性能可靠與否對(duì)使用人員安全起著至關(guān)重要的作用。為讓從事相關(guān)工作的計(jì)量人員更好的理解該規(guī)范，《中國(guó)計(jì)量》雜志社邀請(qǐng)JJF1815-2020的主要起草人，對(duì)JJF1815-2020進(jìn)行了解讀。
一、規(guī)范制定的必要性和意義
2003年以來(lái)，隨著重癥急性呼吸綜合征（SARS）病毒、高致病性禽流感病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒、新型冠狀病毒等新發(fā)傳染病的不斷出現(xiàn)，我國(guó)一直都在加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院、疾控部門(mén)、科研單位和高等院校等單位生物防護(hù)的監(jiān)管，并把生物安全納入國(guó)家安全體系。因此，生物安全柜作為疫情檢測(cè)人員和科研人員安全防護(hù)屏障的最基本防護(hù)設(shè)備，在醫(yī)療衛(wèi)生、疾病預(yù)防與控制、食品衛(wèi)生、生物制藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及各類(lèi)生物實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域的應(yīng)用一直保持快速增長(zhǎng)。
2013年國(guó)務(wù)院頒布的《計(jì)量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》明確將生物安全領(lǐng)域的計(jì)量溯源作為重點(diǎn)工作，生物安全柜作為生物安全領(lǐng)域重要的保障設(shè)備，其計(jì)量校準(zhǔn)工作則顯得尤為重要。生物安全柜是一種基于高效過(guò)濾和氣流動(dòng)力原理的負(fù)壓過(guò)濾排風(fēng)設(shè)備，它的主要作用是在保護(hù)樣本不被外界污染的同時(shí)，能夠更好地保護(hù)檢測(cè)人員不被操作的病原微生物所感染。因此，生物安全柜的性能可靠與否，不僅關(guān)系著實(shí)驗(yàn)的成敗，而且也關(guān)系著實(shí)驗(yàn)操作人員和醫(yī)護(hù)人員的安危。
目前，我國(guó)市場(chǎng)上的生物安全柜品牌和規(guī)格型號(hào)眾多，因此如何對(duì)生物安全柜進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)，以確保其參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和性能可靠顯得十分迫切與必要。JJF1815-2020《Ⅱ級(jí)生物安全柜校準(zhǔn)規(guī)范》在此背景下制定，于2020年1月17日批準(zhǔn)，自2020年4月17日實(shí)施。
二、主要內(nèi)容及重點(diǎn)解讀
1.結(jié)構(gòu)
JJF1815-2020依據(jù)JJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》的要求進(jìn)行編寫(xiě)，共分范圍 、引用文件、術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位、概述、計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)、復(fù)校時(shí)間間隔及附錄共10部分，其中附錄中包括碘化鉀法、校準(zhǔn)原始記錄格式、校準(zhǔn)證書(shū)（內(nèi)頁(yè)）格式和Ⅱ級(jí)生物安全柜校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定示例等內(nèi)容。
2.適用范圍
JJF1815-2020適用于Ⅱ級(jí)生物安全柜的校準(zhǔn)，Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)生物安全柜相同原理部分的校準(zhǔn)可以參照本規(guī)范執(zhí)行。
3.起草原則與內(nèi)容
（1）術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位
生物媒介 、生物危害、下降氣流流速、下降氣流流速柵格、單向氣流、流入氣流、非均勻下降氣流、均勻下降氣流、生物安全柜標(biāo)稱(chēng)寬度、生物安全等級(jí)、流速標(biāo)稱(chēng)值、傘形罩排氣連接、直接排氣連接、高效過(guò)濾器、多分散氣溶膠、工作區(qū)、工作臺(tái)、前窗引用于NSF/ANSI49-2018《生物安全柜 設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能和現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證（Biosafety Cabinetry: Design, Construction, Performance, and Field Certification）》中的定義；交叉污染、產(chǎn)品保護(hù)、生物安全柜、保護(hù)因子引用了BS EN12469-2000《生物技術(shù) 微生物安全柜的性能標(biāo)準(zhǔn)（Biotechnology—Performance criteria for microbiological safety cabinets）》中的定義，前窗操作口高度引用了YY0569-2011《Ⅱ級(jí)生物安全柜》的定義。
（2）概述
概述中主要介紹了生物安全柜的應(yīng)用、分類(lèi)，并對(duì)Ⅱ級(jí)生物安全柜的分型及其特點(diǎn)作了著重介紹，其中對(duì)Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)生物安全柜的描述有助于理解Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)生物安全柜與Ⅱ生物安全柜哪部分原理相同，當(dāng)Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)生物安全柜作為被校準(zhǔn)對(duì)象時(shí)可以參照本規(guī)范執(zhí)行。之外，相比以往發(fā)布的生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Ⅱ級(jí)的分型，本規(guī)范新增Ⅱ-C1生物安全柜（NSF/ANSI49-2018新增類(lèi)型，國(guó)內(nèi)已有公司開(kāi)始銷(xiāo)售此型號(hào)），它兼具了A型和B型II級(jí)生物安全柜的特點(diǎn)。
（3）計(jì)量特性的確定
通過(guò)對(duì)生產(chǎn)廠家和用戶(hù)的調(diào)研，確定了下降氣流流速、流入氣流流速、潔凈度、照度、噪聲、高效/超高效過(guò)濾器檢漏等在生物安全柜使用過(guò)程中對(duì)安全和工作舒適性影響較大的指標(biāo)作為計(jì)量特性指標(biāo)。此外，氣流模式、人員保護(hù)、產(chǎn)品保護(hù)和交叉污染保護(hù)對(duì)生物安全柜的防護(hù)性能評(píng)價(jià)至關(guān)重要，其技術(shù)要求在校準(zhǔn)方法中予以規(guī)定，但沒(méi)有作為計(jì)量特性體現(xiàn)。計(jì)量特性的具體指標(biāo)根據(jù) WS233-2017《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》、YY0569-2011、BS EN12469-2000、NSF/ANSI49-2018、ISO14644-1:2015《潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境 第1部分：依據(jù)粒子濃度對(duì)空氣潔凈度分級(jí)（Cleanrooms and associated controlled environments Part 1: Classification of air cleanliness by particle concentration）》、BS5726-3:1992《微生物安全柜規(guī)范 第3部分:安裝后性能規(guī)范（Microbiological safety cabinets Part 3: Specification for performance after installation）》、Clark R P, Goff M R. The Potassium Iodide Method for Determining Protection Factors in Open-fronted Microbiological Safety Cabinets[J]. Journal of Applied Bacteriology, 1981, 51(3):439、畢建軍, 溫占波, 趙建軍,等. 用粘質(zhì)沙雷菌試驗(yàn)評(píng)價(jià)Ⅱ級(jí)生物安全柜的研究[J]. 中國(guó)消毒學(xué)雜志, 2007, 24(1):4-8等標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)確定。相比于BS EN12469-2000和NSF/ANSI49-2018兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，本規(guī)范有一個(gè)特色是增加了潔凈度指標(biāo)，這主要是因?yàn)閃S233-2017中對(duì)生物安全設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)隔離檢查規(guī)定生物安全柜的潔凈度是必須檢測(cè)的指標(biāo)。同時(shí)，相比YY0569-2011更多關(guān)注儀器注冊(cè)檢驗(yàn)、型式評(píng)價(jià)或者產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指標(biāo)，本規(guī)范則主要考慮到校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，重點(diǎn)參考了NSF/ANSI49-2018對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試指標(biāo)的設(shè)定，如平均背景照度不大于160lx時(shí)，生物安全柜平均照度應(yīng)不小于650lx，每個(gè)照度實(shí)測(cè)值應(yīng)不小于430lx；實(shí)際噪聲應(yīng)不大于70dB。
（4）校準(zhǔn)條件
本部分主要規(guī)定了生物安全柜校準(zhǔn)時(shí)需要滿(mǎn)足的環(huán)境條件，以及使用的校準(zhǔn)用材料及設(shè)備，包括Ⅱ級(jí)鋼卷尺、風(fēng)量計(jì)、風(fēng)速儀、煙霧發(fā)生裝置、塵埃粒子計(jì)數(shù)器、照度計(jì)、聲級(jí)計(jì)、高效過(guò)濾器檢漏儀、高效過(guò)濾器計(jì)數(shù)檢漏儀、智能生物安全柜生物檢測(cè)儀（微生物法）、生物安全柜質(zhì)量檢測(cè)儀（碘化鉀法）、微生物定量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、Φ90培養(yǎng)皿和多分散氣溶膠，明確了標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備的測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度等信息要求。相比以往的生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)，本規(guī)范針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備配置的指導(dǎo)性更清晰明確。
（5）校準(zhǔn)方法
本部分主要針對(duì)生物安全柜的外觀、下降氣流流速、流入氣流流速、氣流模式、潔凈度、照度、噪聲、高效/超高效過(guò)濾器檢漏、人員保護(hù)、產(chǎn)品保護(hù)和交叉污染保護(hù)等指標(biāo)的具體校準(zhǔn)方法進(jìn)行了具體說(shuō)明和示意圖展示，同時(shí)對(duì)下降氣流流速、流入氣流流速、潔凈度、照度和噪聲進(jìn)行了數(shù)學(xué)公式化處理，有助于后續(xù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的分析處理。其中流入氣流流速測(cè)試用風(fēng)量計(jì)法或風(fēng)速儀法，優(yōu)先采用風(fēng)量計(jì)法；高效/超高效過(guò)濾器檢漏測(cè)試用光度法或計(jì)數(shù)法；人員、產(chǎn)品和交叉污染保護(hù)測(cè)試用微生物法或碘化鉀法，仲裁時(shí)用微生物法。碘化鉀法具有快速高效，且方便的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了微生物法的周期慢，測(cè)試麻煩，生物制備價(jià)格高的缺點(diǎn)，是目前世界上普遍被認(rèn)可的先進(jìn)方法。相比于YY0569-2011等國(guó)內(nèi)生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)僅在人員保護(hù)測(cè)試中采用碘化鉀法，本規(guī)范還在產(chǎn)品和交叉污染保護(hù)測(cè)試中增加了碘化鉀法。
（6）復(fù)校時(shí)間間隔
針對(duì)生物安全柜的檢測(cè)周期，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)條例中都分別給出了相應(yīng)規(guī)定。我國(guó)發(fā)布的GB19489-2008《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》，要求將生物安全柜作為一種必不可少的保護(hù)實(shí)驗(yàn)室工作人員的主要安全防護(hù)設(shè)備，在安裝或維修后應(yīng)按照經(jīng)確認(rèn)的方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，并且須按不大于12個(gè)月的周期進(jìn)行管理評(píng)審每年開(kāi)展驗(yàn)證，同時(shí)要求實(shí)驗(yàn)室操作人員具備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化使用生物安全柜的能力。國(guó)家衛(wèi)健委頒布的WS233-2017中規(guī)定，用于規(guī)范各級(jí)微生物和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全防護(hù)，要求生物安全隔離設(shè)備等需進(jìn)行一年一度的常規(guī)檢測(cè)。CNAS-AL02：2018《醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量和能力認(rèn)可申請(qǐng)書(shū)》的附表3（CNAS-CL02-A005）的5.3.1.4條款對(duì)自查評(píng)審內(nèi)容的設(shè)備校準(zhǔn)、驗(yàn)證等應(yīng)符合如下要求中的（c）部分：每12個(gè)月進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)的設(shè)備至少應(yīng)包括生物安全柜（高效過(guò)濾器、氣流、負(fù)壓等參數(shù)）等。此外，在《有害健康物質(zhì)的控制（Control of Substances Hazardous to Health Regulations, COSHH）》條例中也規(guī)定，為保證生物安全柜工作的正常狀態(tài)，至少12個(gè)月要進(jìn)行一次詳細(xì)的檢查和測(cè)試，如果使用頻率高，建議至少每6個(gè)月1次。本規(guī)范通過(guò)參考借鑒以上標(biāo)準(zhǔn)條例，給出了復(fù)校時(shí)間間隔不超過(guò)1年的建議。
（7）不確定度評(píng)定示例
附錄D給出了下降氣流流速、流入氣流流速、潔凈度、照度和噪聲等五個(gè)參數(shù)的測(cè)量不確定度評(píng)定示例，其中在具體分析每個(gè)參數(shù)測(cè)量不確定度時(shí)，示例中由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量均是根據(jù)校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差進(jìn)行分析，后續(xù)建標(biāo)時(shí)各單位可根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室配置的標(biāo)準(zhǔn)器溯源證書(shū)的準(zhǔn)確度信息（如準(zhǔn)確度等級(jí)、不確定度或最大允許誤差）確定各自實(shí)驗(yàn)室由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。
三、校準(zhǔn)中的注意事項(xiàng)
1.附錄A的A.1中給出了碘化鉀法的基本原理，經(jīng)過(guò)分析推導(dǎo)指出，一套測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值為：N≥3×108，s≥20 L/min，n≤4，由此確知Apf的最小值為1.5×105。在A.6中根據(jù)市場(chǎng)上常用測(cè)試系統(tǒng)確定的N、V、F、n值推算出的Apf技術(shù)要求為1.0×105，即相當(dāng)于過(guò)濾膜上的斑點(diǎn)數(shù)為62。如果后續(xù)建標(biāo)時(shí)所用測(cè)試系統(tǒng)的N、V、F、n值與附錄A的不一致，可根據(jù)所用測(cè)試系統(tǒng)的N、V、F、n值重新進(jìn)行計(jì)算得出其Apf作為技術(shù)要求。
2.生物安全柜中空氣經(jīng)過(guò)高效/超高效過(guò)濾器，垂直送風(fēng)，定量試驗(yàn)下的局部漏過(guò)率不超過(guò)0.01%，以保證內(nèi)循環(huán)氣體的無(wú)菌狀態(tài)，不需要額外的紫外殺菌。同時(shí)在生物安全柜使用或校準(zhǔn)過(guò)程中需要注意保持一定的自?xún)魰r(shí)間，一般為工作前和工作后（15~30）min。
3.實(shí)驗(yàn)室安裝的生物安全柜應(yīng)遠(yuǎn)離門(mén)、窗、回風(fēng)口和送風(fēng)口，以免影響生物安全柜的正常使用，如流入氣流流速、人員保護(hù)等會(huì)受生物安全柜放置位置的影響。
4.生物安全柜的核心要點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)氣流平衡（氣流穩(wěn)定性）：當(dāng)風(fēng)機(jī)送風(fēng)量不變，HEPA/ULPA泄漏時(shí)，下降風(fēng)量變大，外排風(fēng)量減小，循環(huán)風(fēng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾，污染樣本，此時(shí)循環(huán)風(fēng)下降速度快，可能吹出生物安全柜，吹出的氣溶膠感染操作者；當(dāng)風(fēng)機(jī)送風(fēng)量不變，HEPA/ULPA被堵時(shí)，下降風(fēng)量變小，外排風(fēng)量變大，窗口進(jìn)風(fēng)量增大，可能污染樣本。實(shí)際校準(zhǔn)時(shí)，可根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果參考以上原則給客戶(hù)提供調(diào)整或維修建議。
5.人員、產(chǎn)品和交叉污染保護(hù)測(cè)試的目的是確定氣溶膠是否保留在生物安全柜內(nèi)、外部的污染物是否未進(jìn)入生物安全柜的工作區(qū)域，以及生物安全柜中裝置之間的氣溶膠污染是否減到最小。這個(gè)指標(biāo)是集高效過(guò)濾器檢漏、潔凈度、下降氣流流速、流入氣流流速和氣流模式的綜合指標(biāo)，也是生物安全柜的核心指標(biāo)，建議給具體客戶(hù)提供校準(zhǔn)項(xiàng)目建議時(shí)對(duì)該項(xiàng)目做重點(diǎn)說(shuō)明。
注：隋志偉和崔宏恩為共同第一作者，戴新華為通訊作者。
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本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2020年第3期
作者：隋志偉 高運(yùn)華 戴新華 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、崔宏恩 江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院、 厲龍 蘇州市計(jì)量測(cè)試院
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