動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室的氣密性保證

超聲波撿漏示意圖

生物制品的研究和生產(chǎn)所用原材料多為細(xì)胞、病毒等微生物及組織、細(xì)胞和體液等組織的提取物。其所用原料的內(nèi)在特征,加上今年來基因重組技術(shù)的飛速發(fā)展,由此而產(chǎn)生的某些新的產(chǎn)物的潛在危險(xiǎn)性,使生物制品研發(fā)及生產(chǎn)過程中的生物安全問題引起了人們的廣泛關(guān)注和世界各國(guó)的高度重視。獸醫(yī)生物制品的生產(chǎn)大多離不開實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

????劉伯華等利用分離的SARS-CoV毒株BJ-01,經(jīng)滴鼻等途徑感染大鼠、豚鼠、黑線倉鼠、白化倉鼠和雛雞等5個(gè)種屬的動(dòng)物,篩選對(duì)SARS易感的小動(dòng)物來建立SARS的理想動(dòng)物模型。鄧巍等用BALB/c小鼠和雪貂感染H7N9禽流感病毒后,研究肺組織動(dòng)態(tài)病理學(xué)變化。

????動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室是指對(duì)用病原微生物進(jìn)行生物感染實(shí)驗(yàn)研究時(shí)所產(chǎn)生的生物危害具有物理防護(hù)能力的生物安全實(shí)驗(yàn)室。

????根據(jù)生物安全實(shí)驗(yàn)室防護(hù)水平分為四級(jí),以ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4表示涉及從事感染動(dòng)物活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室的相應(yīng)生物安全防護(hù)水平。其中ABSL-3、ABSL-4實(shí)驗(yàn)室適用于具有氣溶膠傳播潛在危害和引起致命性疾病的微生物感染動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究工作。由于其操作的微生物能夠引起人類或者動(dòng)物非常嚴(yán)重的疾病,較容易直接或者間接在人與人、人與動(dòng)物、動(dòng)物與動(dòng)物間傳播,因而生物安全防護(hù)水平最高。

????高級(jí)別動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中,氣密性保證實(shí)驗(yàn)室空氣潔凈度、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)人員和室外環(huán)境安全的重要手段。本文結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中氣密性的實(shí)現(xiàn)以及檢測(cè)進(jìn)行探討,以期為我國(guó)高級(jí)別動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供參考。

1 氣密性要求

????實(shí)驗(yàn)室氣密性要求是對(duì)實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)的氣密性要求。實(shí)驗(yàn)室的防護(hù)區(qū)是實(shí)驗(yàn)室區(qū)域內(nèi),生物風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大,需對(duì)實(shí)驗(yàn)室的平面設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密閉性、氣流以及人員進(jìn)入、個(gè)體防護(hù)等進(jìn)行控制的區(qū)域(表1)。不同級(jí)別實(shí)驗(yàn)室對(duì)防護(hù)區(qū)的劃分不同。

????為保證實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境安全,應(yīng)保證生物安全實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)始終處于相對(duì)密封的環(huán)境,防止微生物的外逸,易于實(shí)驗(yàn)室的清潔消毒,同時(shí)避免外部對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的破壞?!秾?shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》(GB19489-2008)及《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50346-2011)對(duì)不同級(jí)別的(A)BSL-3/4主實(shí)驗(yàn)室的氣密性指標(biāo)有明確規(guī)定,見表2。應(yīng)當(dāng)注意的是,不同于BSL-3實(shí)驗(yàn)室淋浴間屬于輔助工作區(qū),《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》(GB19489-2008)明確規(guī)定,適用于4.4.1的實(shí)驗(yàn)室淋浴室亦屬于防護(hù)區(qū)。

2 氣密性保證

2.1實(shí)驗(yàn)室裝修

????在(A)BSL-3/4實(shí)驗(yàn)室眾多的安全措施中,一級(jí)屏障和二級(jí)屏障尤為重要。一級(jí)屏障是操作者和被操作對(duì)象之間的隔離,二級(jí)屏障是生物安全實(shí)驗(yàn)室和外部環(huán)境的隔離。

????實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)過程中應(yīng)將二級(jí)屏障做為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)最重要的內(nèi)容。尤其是對(duì)于ABSL3(c)及以上級(jí)別實(shí)驗(yàn)室核心實(shí)驗(yàn)室具有氣密性打壓要求(表2),這就要求主實(shí)驗(yàn)室不僅在建造時(shí)選用可靠的裝修材料、遵循合理的施工方案、有效可行的實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)備安裝方案,還要求在實(shí)驗(yàn)室竣工投入使用以后圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行定期維護(hù)和檢修。

????實(shí)驗(yàn)室裝修應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,墻地面材料應(yīng)耐磨、抗腐蝕、易清潔。《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》(GB19489-2008)明確要求:ABSL-3及以上級(jí)別實(shí)驗(yàn)室工作區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面應(yīng)光滑、耐腐蝕、防水,天花板、地板、墻間的交角應(yīng)為圓弧形,以易于清潔和消毒。地面應(yīng)防滲漏、完整、防滑,地面防護(hù)層應(yīng)連續(xù)到立面15cm處。實(shí)驗(yàn)室工作區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的所有縫隙,尤其是貫穿的縫隙都應(yīng)可靠密封。

????《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》(GB19489-2008)對(duì)實(shí)驗(yàn)室潔凈度有明確規(guī)定,見表2。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室墻體面板采用彩鋼板時(shí)需要注意,對(duì)于潔凈度要求高的房間若采用巖棉彩鋼板,該板在施工過程中及實(shí)驗(yàn)室投入使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生巖棉碎屑,難以達(dá)到潔凈要求。另外對(duì)于ABSL-3及以上級(jí)別核心實(shí)驗(yàn)室,要求空氣壓力維持在-250Pa時(shí),房間內(nèi)每小時(shí)泄露的空氣量應(yīng)不超過受測(cè)房間凈容積的10%[6]?;炷粱虿讳P鋼壁板在采用一定的技術(shù)手段情況下均能滿足打壓氣密要求,不銹鋼壁板在施工安裝過程中應(yīng)特別注意不同壁板之間的氣密連接。彩鋼板壁板性能及其安裝工藝目前尚不能滿足該級(jí)別實(shí)驗(yàn)室氣密性打壓要求。

2.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)備安裝

????用于實(shí)現(xiàn)二級(jí)屏障功能的實(shí)驗(yàn)室維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)備包括生物安全氣密門、生物安全傳遞窗、高壓滅菌器、化學(xué)淋浴系統(tǒng)、雙原位高效過濾送排風(fēng)口等設(shè)備。這些設(shè)備的安裝氣密性是組成實(shí)驗(yàn)室氣密性的重要步驟,也是實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)收檢測(cè)的重要內(nèi)容。目前國(guó)內(nèi)外高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室均采用304以上不銹鋼質(zhì)的氣密門,氣密方式分為機(jī)械壓緊式和自動(dòng)充氣膨脹式,均能滿足需求。生物安全傳遞窗具有雙門互鎖,用于傳遞物品的普通型傳遞窗和用于傳遞工具的渡槽型傳遞窗?;瘜W(xué)淋浴是ABSL-3和ABSL-4實(shí)驗(yàn)室人員防護(hù)的重要設(shè)施。雙原位高效過濾送排風(fēng)口是實(shí)驗(yàn)室送排風(fēng)系統(tǒng)保證新風(fēng)供給和污染因子去除的重要保障。

????維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)備安裝應(yīng)保證氣密性,氣密性標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于所在區(qū)域的防護(hù)水平。三級(jí)和四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室相鄰區(qū)域和相鄰房間之間應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置傳遞窗,傳遞窗兩門應(yīng)互鎖,并應(yīng)設(shè)有消毒滅菌裝置,其結(jié)構(gòu)承壓及嚴(yán)密性應(yīng)符合所在區(qū)域的要求。我國(guó)已有專業(yè)公司掌握了該類設(shè)備安裝工藝,采用不銹鋼框架預(yù)埋或直接留洞安裝。其中預(yù)埋件安裝方式,氣密門、高壓滅菌器等尺寸較大的設(shè)備對(duì)土建留洞尺寸的精度要求較高,預(yù)埋完成后上下、左右誤差不能超過±5mm。設(shè)備相關(guān)水、電、氣管道在穿越維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)使用專業(yè)管道穿墻密封器,以確保實(shí)驗(yàn)室墻體的完整性、防火性和氣密性。

3 氣密性檢測(cè)

????實(shí)驗(yàn)室建設(shè)完成以及涉及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)備安裝應(yīng)在安裝后使用專業(yè)的檢測(cè)方式進(jìn)行安裝密閉性檢測(cè)。目前通用的密閉性檢測(cè)方法包括壓力衰減法、皂液法和超聲波檢測(cè)法。對(duì)于規(guī)范中要求需打壓測(cè)試的核心實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行氣密性檢測(cè)時(shí)應(yīng)使用壓力衰減法,涉及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)備安裝可使用通用的三種檢測(cè)方法。

其中壓力衰減法即在施加一定正負(fù)壓力下,測(cè)試在一定時(shí)間之后的壓力變化??捎脕頇z測(cè)倉體和設(shè)備安裝的氣密性。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室整體氣密性檢測(cè)時(shí),封閉所有氣體進(jìn)出口;設(shè)備安裝氣密性檢測(cè)時(shí),將設(shè)備安裝到密封艙體或密封房間內(nèi),進(jìn)行加壓測(cè)試。記錄下檢測(cè)前的絕對(duì)壓力和檢測(cè)后的絕對(duì)壓力,以及檢測(cè)系統(tǒng)的體積和滲漏體積。每五分鐘進(jìn)行一次記錄。

????皂液法檢測(cè)法是在安裝界面涂抹一種可產(chǎn)生氣泡的溶液(一種工業(yè)試劑或洗滌劑、甘油和水三等份的混合溶液)。過一會(huì)但在溶液干之前,檢查涂濕的部位,在有氣泡的地方做出標(biāo)記。除非另有規(guī)定,泄露跡象是:一些1/16英寸(1.5mm)直徑的氣泡在1秒內(nèi)形成或1個(gè)9/32英寸(7.14mm)直徑的氣泡在一分鐘內(nèi)形成。

????超聲波控制器檢測(cè)法是采用超聲波控制器進(jìn)行密封性檢測(cè)。超聲檢漏方法可非常便捷有效的通過觀察檢漏儀的檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)弱,檢測(cè)泄漏的位置及泄漏量大?。▓D2)。

4 展望

????我國(guó)近年來許多地方和單位的實(shí)驗(yàn)室生物安全硬件得到較大改善,隨著實(shí)驗(yàn)室生物安全各項(xiàng)法律法規(guī)的貫徹執(zhí)行,對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件的要求也相應(yīng)提高。目前我國(guó)采用的實(shí)驗(yàn)室維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)備包括生物安全氣密門、生物安全傳遞窗、化學(xué)淋浴系統(tǒng)等設(shè)備多數(shù)為國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。進(jìn)口設(shè)備多為國(guó)外生產(chǎn)組裝在出廠前進(jìn)行性能包括設(shè)備氣密性能測(cè)試。但值得注意的是,我國(guó)有些在建實(shí)驗(yàn)室中化學(xué)淋浴間土建工程已經(jīng)完成,化學(xué)淋浴系統(tǒng)設(shè)備不得不拆分后再在淋浴間內(nèi)安裝重組。

????這種情況下應(yīng)特別注意安裝完成后對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行逐項(xiàng)檢測(cè),并由供應(yīng)商專業(yè)工程師全程負(fù)責(zé)。

????另外,圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)備重要的性能之一即是設(shè)備本身的氣密性,設(shè)備在頻繁使用過程中會(huì)造成零部件損耗及連接松弛等問題。因此,加強(qiáng)對(duì)該類設(shè)備本身性能以及安裝界面的定期維護(hù)也是實(shí)驗(yàn)室氣密性保證的重要內(nèi)容。

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