
生物安全柜作为制药行业的关键设备,其核心功能在于精准的气流控制,通过合理的气流方向设计,有效控制实验中气溶胶、粒子和微生物的传播,从而全方位保护环境、样本和操作人员的安全。为确保生物安全柜性能符合GMP要求,定期验证确认至关重要,这不仅显著降低了洁净区的污染风险,更为制药企业等对空气净化要求极高的场所筑牢了安全防线。随着行业标准的不断升级,中国生物医学工程学会主导制定的《生物制品生产用生物安全柜》征求意见稿应运而生,为生物安全柜性能参数校准及企业验证过程提供了明确依据和参考指南。面对这一新规范,药品生产企业的验证管理员应如何高效开展生物安全柜的性能确认,以保障药品生产的安全与效率?让我们深入探讨这一重要主题。
一、生物安全柜的定义和分类
生物安全柜(Biological Safety Cabinet,BSC)是一种箱型空气净化负压安全装置,可防止实验操作过程中含有危险性或未知性的生物微粒发生气溶胶散逸。它广泛应用于多个领域:在微生物实验室中,用于处理细菌、病毒、真菌等病原微生物,防止其扩散,保障操作人员安全;在细胞与组织培养实验中,提供洁净环境,避免外界污染物干扰,确保培养成功;在生物制品生产领域,防止微生物污染生产样品,保护操作人员免受有害试剂或转基因材料危害;在制药与生物制剂生产中,确保产品无菌性和安全性,防止生产污染。
生物安全柜根据NSF49标准分为三类。Ⅰ级生物安全柜仅保护操作人员和环境,不保护实验材料,空气经正面吸入、HEPA过滤后排放。Ⅱ级生物安全柜可同时保护操作人员、样品和环境,通过垂直气流将HEPA过滤后的洁净空气送入工作区,防止外部空气污染样品,避免内部污染物外泄,分为A1、A2、B1、B2四型。Ⅲ级生物安全柜是全密闭安全柜,适用于处理最危险病原体或高风险材料,操作人员通过手套箱与实验材料接触,操作全程在封闭环境中进行,杜绝气体或微生物外泄。
二、生物安全柜性能确认主要项目和可接受标准
药品生产企业等生物安全柜使用单位为确保生物安全柜性能安全,一般情况下建议每年对生物安全柜的整体性能进行检测。生物安全柜性能确认主要项目和可接受标准如下表:

三、生物安全柜性能确认主要项目测试流程及注意事项
1.下降气流流速
使用热风速仪及风速仪探针夹具进行测试。安全柜应在空态下进行测试,测试平面垂直于送风气流,距离高效空气过滤器出风面150~300mm的水平面上确定测量点位置,将测试面划分为边长不大于600×600mm的格栅,测点取在每个栅格的中心。用夹具将风速仪探针准确定位在各测量点进行测量,每一风速测点持续测试的有效时间不少于10秒,并记录最大值、最小值和平均值。当生产装置和工作台安装就位时,风速均匀性的测点应避开障碍物。测试结果应符合要求,即安全柜下降气流平均流速应在0.36~0.54 m/s之间,最小值不得小于0.36 m/s,最大值不得大于0.54 m/s。
2.空气洁净度性能
首先需对生物安全柜内的空气洁净度进行静态和动态性能验证,通过检测悬浮粒子浓度确定洁净等级,洁净度级别要求为A级,悬浮粒子浓度需符合规定。动态监测时,应全程监测悬浮粒子浓度,若生产过程中的污染可能损坏尘埃粒子计数器,应在设备调试和模拟操作期间测试。生产操作结束后,经15~20分钟自净,悬浮粒子应达到静态标准。采样口应预留并标识,宜放置在产品背部,数量不少于1个,采样头需使用等动力采样头,采样管材质、长度、弯管半径等均有要求,连接处需密封。同时,应制定悬浮粒子预警值和干预值,当超过预警值时加强关注或采取纠正措施,超出干预值时应立即干预。设立新采样位置时需重新定位采样头并制定新值,定期分析监测系统性能、数据等,根据情况修改预警值和干预值。采样时,位置及探头朝向需保持一致,时长需考虑风险水平,同时监测两个粒径时,可采用连续高读数或高频高读数触发阈值的方法。
3.微生物性能
安全柜需在静态和动态下验证微生物性能,通过浮游菌、沉降菌、表面微生物浓度确定洁净度级别,要求达到A级标准。动态监测时,采用沉降菌法、定量空气浮游菌采样法和表面取样法等,避免对洁净区和操作造成不良影响,监测应在关键操作完成后进行。浮游菌采样口应预留并标识,采样口数量不少于1个,采样管需密封、光滑、不渗漏,连接处易于清洁。测试方法包括沉降菌法、浮游菌采样法和表面微生物采样法,采样点应均匀分布,避开回风口,采样次数一般为一次,静态测试时若菌落数超标需重新采样两次,两次合格才判为合格。
4.噪声
使用测量范围50~100dB、精确度为±1dB、分辨率为1dB且具有“A”计权模式的声级计。将声级计设置为“A”计权模式,打开安全柜的风机和照明灯,在安全柜前面中心水平向外1000mm、工作台面上方380mm处测量总噪声;关闭安全柜的风机和照明灯(室外排气风机继续运行),在相同位置测量背景噪声。若背景噪声大于57dB,需根据仪器操作手册等进行修正。修正后的结果应符合要求,即安全柜的噪声不超过67dB(A)
5.过滤器结构完整性
使用气溶胶光度计和气溶胶发生器进行测试。首先,通过气溶胶发生器在过滤器上游产生气溶胶,使其均匀分布。然后,使用气溶胶光度计分别在过滤器上游和下游进行采样,测量气溶胶浓度。计算下游浓度与上游浓度的比值,即透过率。过滤器在任何点的透过率不得超过0.01%。测试时需确保气溶胶分布均匀,避免漏点和干扰,同时注意仪器的校准和操作规范,以保证测试结果的准确性和可靠性。
参考文献:
[1]www.ttbz.org.cn等
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