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欧盟
EN12469:2000
和美国
NSF49:2002
的比较
在
2000
年
5
月,
欧洲标准化委员会
(CEN)
< br>颁布了生物安全柜欧洲标准
EN12469:2000
,
正式替代了德国
DIN 12950
、
英国
BS5726
和法国
NF X-44-201
等欧盟成员国生物安全柜的
标准,成为欧盟区域内生物安全柜的统一标准。
NSF49<
/p>
在上世纪
70
年代就已经出现,
被公认为目前生物安全柜领域最完善的标准。
在
2002
年,
ANSI/NSF49
正
式获得了美国国家标准学会
(American National Standard
Institute,
ANSI)
的官方认可,成为美国生物
安全柜的统一标准。
EN12469
和
NSF49
是目前世界生物安全柜领域最重要的标准,
在这篇文章中,
我们会
着重介绍和讨论两项标
准之间的区别,以供业内人士参考。
1
、安全柜型号的规定
EN12469
对一级、二级和三级生物安全柜的分类、性能和检测有明确的
规定:
一级生物安全柜可保护工作人员和环境而不保护样品。
气流原理和实验室通风橱一样,
不同之处在于排气口安装有
p>
HEPA
过滤器。所有类型的生物安全柜都在排气和进气口使用
p>
HEPA
过滤器。一级生物安全柜本身无风机,依赖外接通风管中的
风机带动气流,由于不能
保护柜内产品,目前已较少使用。
<
/p>
二级生物安全柜是目前应用最为广泛的柜型,通过
HEPA
过滤器的洁净气流从安全柜
顶部垂直吹下,
通
过工作区域,
在到工作人员的呼吸区域前被俘获。
气流在放空前
将被过滤。
所有的二级生物安全柜都可提供工作人员、环境和产品的保护。
三级生物安全柜是为
4
级
实验室生物安全等级而设计的,柜体完全气密,工作人员通
过连接在柜体的手套进行操作
,俗称手套箱
(Golve box)
,试验品通过双门的传递
箱进出安
全柜以确保不受污染,适用于高风险的生物试验。
<
/p>
目前市面上大多数生物安全柜都是二级的,而一台
“
欧洲标准二级生物安全柜
”
和一台
< br>“
美国标准二级生物安全柜
”
是
不同的:
最基本的方面来说,
两种类型安全柜都可以提供对操<
/p>
作人员、试验品和工作环境的保护
;
工作
原理也相同。最大的区别是
EN12469
只对
“
二级生
物安全柜
”
有一个基本的定义,而
NSF49
将二级生物安
全柜依照入口气流风速、排气方式和
循环方式等分为
4
个类型:
A1
型,
A2
型
(
原
B3<
/p>
型
),B1
型和
B2
型:
A1
型安全柜前窗气流速度最小量或测量平均值应至少为
0.38m/s
< br>。
70%
气体通过
HEPA
p>
过滤器再循环至工作区,
30%
的气体通过
排气口过滤排除。
A2
型安全柜前窗
气流速度最小量或测量平均值应至少为
0.5m/s
。
70%
气体通过
HEPA
过滤器再循环至工作区,
30%
的气体通过排气口过滤排除。
二级
B
型生
物安全柜均为连接排气系统的安全柜。连接安全柜排气导管的风机连接紧
急供应电源,<
/p>
目的在断电下仍可保持安全柜负压,
以免危险气体泄漏如实验室。
其前窗气流
速度最小量或测量平均值应至少为
< br>0.5m/s(100fpm)
。
B1
< br>型
70%
气体通过排气口
HEP
A
过滤
器排除,
30%
的气体通过供气口
HEPA
过滤器再循环至工作区。<
/p>
B2
型为
100%
全排型安全
柜,无内部循环气流,可同时提供生物性和化学性的安全控制。
A1
型和
B1
型二级生物安全柜目前在美国已经很少使用
;B2
二级生物安全柜在美国特
定的生物研究领域有着广泛的使用,而在欧洲几乎没有使用。
有趣的是,欧洲市场上符合
EN12469
的二级生物安全柜在
结构要求方面基本等同于美国
A2
型生物安全柜
(
除了一些小
的区别
)
,
而这两种类型的生物安全柜是目前世界上各类生物安全柜
(
无论一级、
二级或三级
)
中最普遍使用的。
2
、对安全柜性能和测试的规定
p>
EN12469
和
NSF49
都是以规范性能为基础的标准,
换句话说,
标准并不
侧重安全柜结
构设计,不是通过细节规格要求去规定生产商如何制作安全柜
;
相反的,生产商拥有很大的
自由去设计自己的安全
柜,只要可以符合性能测试标准。
EN12469
和
NSF49
的主要内容是
规定各项测试的参数和合
格标准
(
大约
70%
< br>的内容
)
,测试包括有人员、试验品和环境保护
的微生物测试
、气流速度数据
(
进气流速率、进气流体积、下沉气流速率和均匀性测试
)
和气流烟雾测试测试等,下文将会着重介绍各项测试以及
两大标准的区别。
3
、物理性能测试和合格标准
EN12469
和
NSF49
都详细规定了安全柜的各项测试方法和合格标准,
两者的区别介绍
如下:
a.
人员、试验品和环境保护的微生物挑战测试
< br>在这个测试项目中,
EN12469
基本采用
NSF49
的测试方法,
合格标准也基本相同。<
/p>
但
EN12469
在人员保护测试中有一处明显的不同,被认为常规微生物挑战测试基础上的另一
种物
理测试方案
(KI-Discus
测试
)
。
KI-Discus
测试被认为是欧洲标准
EN12469
优于
NSF49
的一项测试,因为
KI-Disc
us
测试是这个方面唯一可以当场验证安全柜污染控制性能的测试。
不像针对常规人员保护的微
生物挑战测试只可以提供
Pas
s/Fail
结果,
KI-Discus
测试可以测量直观的
APF
指数
(A
perture
Protection Factor)
来鉴
别安全柜的污染控制性能。
EN12469
规定安全柜的
APF
必须高过
10,000
,也就是安全柜中逃逸的微粒比例需要低于万分之一。
[
在英国应用微生物学研究中心
(CAMR UK)
独立进行的多轮测试中,
ESCO
生物安全柜<
/p>
的
APF
指数平均值超过
100,000
,远远超过标准所规定的
10,000
。
]
b.
下沉气流速率测试
下沉气流速率对安
全柜试验品保护和交
*
感染防护性能起到重要的影响,
例如气流速率
太小将导致试验品失去保护。
EN
12469
规定了下沉气流速率的许可范围为
0.25-0.5
m/s
,
而
NSF49
没有给出任何下沉气流速率要求。但是介于欧洲和美国生物安全柜必须通过同样的
产品和交
*
感染的微生物挑战测试,这点的不同并无实质上的
区别。
两种标准的下沉气流速率测试方法十分接近
(
原理是一致的
)
。
p>
NSF49
规定了数量更多
的测试点
(test points)
,
这代表更高的
测量精度要求
;NSF49
还规定了测试中使用的温差式风
p>
速仪的精度标准,
而
EN12469
没有对测量仪器的准确度和类型进行规定。
大体上说,
NSF49
尝试通过规范有关测试仪器的精度和型号来提高测试的精度,
这个特点在其他各项性能测试
中有都体现。
[ESCO
欧洲型号的生物安全柜所进行的下沉气流速率测试中
,
我们依据的是
NSF49
标
准,以确保测量结果拥有更高的准确度
]
c.
进气流速率测试
笔者认为
NSF49
标准中进气流速率测试的测量方法大大优于
EN12469
:
NSF49
采用
的
是直接的进气流速率测试方法,比起
EN12469
通过外排气流估算进气流速率的方法拥有很
高的准确度和重复性。其实<
/p>
EN12469
的外排气流估算法在美国上世纪
< br>80-90
年代的安全柜
认证中曾经广泛采用。
EN12469
和
N
SF49
都对最低进气流速率有规定。在这里我们仅比较
A2<
/p>
型二级生物安
全柜和欧洲
“
普通型
”
二级生物安全柜的要求:
< br>NSF49
对
A2
型二级生物安
全柜的最底进气流
速要求是
0.5m/s
,而
EN12469
对二级安全柜的要求是
< br>0.4m/s
。
[ESCO<
/p>
多年的研发经验表明,
NSF49
进气流
速率测方法比起
EN12469
更加准确可
*
。
ESCO
欧洲型号的安全柜进
气流速率测试均采用
NSF49
测量方法
]
d.
安全性能范围
安全性能范围
(Performance Envelope)
是指生物安全柜通过所有微生物挑战试验的风
速设定点
(Airflow setpoints)[
进气流速率范围和下沉气流
速率范围
]
。
NSF49
对这方面有着严
格的规定,
它要求生产商在安全柜出
厂前的质量控制测试中需要将进气流和下沉气流风速设
定点精确至
+0.025m/s;EN12469
没有这样的要求
(EN
12469
只要求安全柜的风速属于上述
所规定的范围之内
p>
)
[
作为
ESC
O
内部质量控制计划的一部分,欧洲型号的安全柜也提供气流和下沉气流风
速设定点,并确保每一台出厂的安全柜符合要求
]
e.
工作舒适度有关标准:噪音、光强和震动测试
在这个方面
NSF49
和
EN
12469
也有类似的测试。
噪音测
试,
EN12469
中规定了特定的测试点
(
距安全柜工作区域
1m
处
)
,而
NSF49
的
测试点为工作时操作人员的头部位置。
结果方面
EN12469
允许最高噪音为
65dBA
而
NSF49
为
67dB
A
,因此在市场上欧洲生产商的产品目录中都有较低的噪音水平。
ESCO
内部研发部
门的实验表明,
EN12469
与
NSF49
的测量方
法所达到的噪音要求标准基本是等效的
(
也就是
如果安全柜通过了
NSF
的噪音标准,它也将通过
p>
EN
的
;
反之亦然
)
。
震动测
试方面
EN12469
与
NSF49<
/p>
内容完全一致。
在光强测试方面
NSF49
允许光强度较低,为
650lux
;EN12469
要求为
750lux
。在这个
方面,
EN
的标准在背景光亮
度、测试仪器的准确度以及测量点方面没有明确的要求。
[ESCO Airstream
二级生物安全柜的基本噪音
(
洁净过滤器,
额定设定风速
)
下,
NSF
噪
音值为
61.5dBA
,
EN
噪音值为
57.0dBA
,达
到并超过两项标准的要求
]
f.
过
滤器泄漏测试
(
气溶胶挑战实验
) <
/p>
NSF49
规定的过滤器泄漏测试中使用的是气溶胶喷发剂
(
例如
DOP,Emery3004/PAO
);
另一方面欧洲标准
(
使用一样的测
试方法
)
允许另一种使用自然气溶胶
(
自然空气
)
的测试方
< br>法。
ESCO
内部研发实验表明,使用自然气溶胶测试方
法不能确保检测到所有漏隙。
[ESCO
所有的安全柜都使用气溶胶喷发剂进行过滤器检测
]
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