专利名称：一种用于高效粒子过滤器生物学检测的安全柜检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物学检测装置，特别是关于一种用于高效粒子过滤器生物学检测的安全柜检测系统。
背景技术：
在病原微生物学和生物医学实验中，二级、三级生物安全柜是病原微生物实验 室中一种常用且必须具备的生物安全防护设备，也是三级、四级生物安全实验室的一级 防护屏障，它的排风过滤系统对病原微生物气溶胶的过滤净化效果，直接关系到对实验 室外环境的保护。目前，国内外对二级、三级生物安全柜中排风系统的高效粒子过滤器(HEPA) 的检测，都是采用非生物气溶胶的方法，即采用粒子扫描、光密度测量等物理学方法 进行检测评价。检测时，一般使用人工发生邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、聚α-烯烃 (PAO) >聚乙二醇等的单分散气溶胶(0.3μιη或0.5μιη)，进行泄漏的检测。由于生物气 溶胶粒子和非生物气溶胶粒子在组成成分、结构、物理特性等方面存在较大差异，特别 是实验室产生的微生物气溶胶是多分散的、粒子粒径小、所带电荷也因微生物种类不同 而不同。因此采用已有方法对负压感染动物饲养隔离装置的排风系统中高效粒子过滤器 的检测评价结果，往往与高效粒子过滤器对微生物气溶胶的实际过滤效果不符。同时现 有的检测方法仅对高效粒子过滤器进行逐行扫描检测，无法对整个高效粒子过滤器的结 构泄漏、损伤泄漏、材料结构性泄漏作出系统性的检测。另外物理学检测方法还存在着 现场操作的复杂性和仪器要求高的特点。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于高效粒子过滤器生物学检测 的安全柜检测系统，其能够应用于二级、三级生物安全柜排风系统中，操作安全可靠， 检测效果真实准确，不会对环境产生二次污染。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种用于高效粒子过滤器生 物学检测的安全柜检测系统，其特征在于它包括一柜体，所述柜体的顶部排风口处设 置一连接排风管的高效粒子过滤器，所述高效粒子过滤器的前端设置一微生物气溶胶发 生器和一空气微生物采样器；所述柜体外面设置1 4个空气微生物采样器，且各采样器 的进气端分别通过一采样管通入所述高效粒子过滤器后端上方的排风管内；各所述采样 器内设置有微生物培养皿，且各所述采样器的出口分别通过一管路连接抽气泵，所述柜 体上设置有敞开的前窗操作口，空气从所述前窗操作口进入，经过所述高效粒子过滤器 过滤后从所述排风管排出。所述高效粒子过滤器前端的采样器为Anderson六级空气微生物采样器。所述高效粒子过滤器后端的采样器为三台Anderson 二级空气微生物采样器，所 述采样器设置在距离所述高效粒子过滤器排风口 40 60cm处的排风口中轴线处、中轴线左侧 和中轴线右侧。本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型可以采用 微生物气溶胶选定使用的模拟指示微生物，是空气中没有的细菌和病毒(包括噬菌体)， 而且该细菌和病毒对人群、动物、环境等都没有危害，因此，检测过程安全可靠，检测 结果真实准确，特异性非常高。2、本实用新型可以选择粘质沙雷氏菌替代致病细菌，选 择粘质沙雷氏菌的噬菌体替代致病病毒，同时通过设置在采集器中的琼脂培养基收集高 效粒子过滤器前后的气溶胶粒子，并通过对落菌培养后进行粘质沙雷氏菌菌落和噬菌体 空斑计数，进而通过计算得到高效粒子过滤器的实际过滤效果，从而实现了高效粒子过 滤器生物学检测方法，弥补了现有物理学检测方法的缺陷。3、本实用新型的系统性强， 不仅可以检测高效粒子过滤器是否有泄漏，还可以检测高效粒子过滤器与负压感染动物 饲养隔离装置之间安装的框架是否达到气密性密封。4、本实用新型装置不但实用简便， 结果真实准确，而且安全可靠。本实用新型可以广泛用于各种二级、三级生物安全柜条 件下的高效粒子过滤器生物学检测过程中。
图1是本实用新型的结构示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。如图1所示，本实用新型包括一柜体1，在柜体1的顶部排风口处设置一连接排 风管2的高效粒子过滤器3，在高效粒子过滤器3的前端设置一微生物气溶胶发生器4和 一空气微生物采样器5，在柜体1外面设置1 4个空气微生物采样器6，将各采样器6的 进气端分别通过一采样管7连接到高效粒子过滤器3后端上方的排风管内，在采样器4、
5的出口分别通过一管路连接一抽气泵。柜体1的前面设置有敞开的前窗操作口 8，空 气从操作窗8进入，经过高效粒子过滤器3过滤后从排风管2排出。在两个采样器5、6 的出口端分别通过一管路连接一抽气泵(图中未示出)，也可以两个管路并联连接一抽气 泵。在微生物气溶胶发生器4的进气端与普通技术相同，通过管路依次连接一流量计、 压力计、滤油装置和一空气压缩机。在二级生物安全柜中，微生物气溶胶发生器喷射轴 在柜体1中心并与前窗操作口 8上沿平齐，喷嘴前端位于前窗操作口 8外100mm，喷雾 方向平行于工作台面，正对前窗操作口。在三级生物安全柜体内，微生物气溶胶发生器 4喷嘴前端位于柜体内高度下三分之一的水平处，喷口朝向排风管。本实用新型中的微生物气溶胶发生器4用人工发生模拟指示微生物替代非生物 粒子。其中模拟指示微生物包括两种，一种是细菌，用自然空气中没有的，对人、动 物、环境无生物危害的细菌，另一种是病毒，用自然空气中没有的，对人、动物、环境 无生物危害的病毒。本实用新型的细菌使用粘质沙雷氏菌，也可以使用其它非致病细 菌；本实用新型的病毒使用粘质沙雷氏菌的噬菌体，也可以使用其它非致病的病毒、噬 菌体。本实用新型在对高效粒子过滤器3进行生物学检测的过程中，是通过微生物气溶 胶发生器4分别人工发生含有细菌的模拟指示微生物气溶胶和含有病毒的模拟指示微生 物气溶胶，并分别通过设置在柜体1内、外的采样器5、6进行收集，再对收集的细菌或病毒进行生物学培养和计数，然后通过计算高效粒子过滤器3过滤前、后计数结果的比 例关系，得到高效粒子过滤器3对应微生物的真实过滤效率。下面通过具体实施例，对本实用新型作进一步的说明。本实用新型在进行生物学检测过程中使用的材料1、模拟指示微生物本实施例的细菌采用粘质沙雷氏菌(SerratiaMarcescens)，粘质沙雷氏菌菌落为玫瑰红色，微凸，光滑湿润，边缘整齐。本实用新型的病毒采用粘质沙雷氏菌噬菌体SM701悬液。人工发生模拟微生物气溶胶的粒子粒径范围为0.5 3μιη之间，其中Ιμιη的 微生物气溶胶粒子数占75% ；2、试剂(1)磷酸盐缓冲液(PBS，0.03mol/L, pH7.2)取无水磷酸氢二钠2.83克，磷酸二氢钾1.36克，加入蒸馏水至1000ml，调节pH 至7.2 7.4，在121°C高压蒸汽下灭菌20min备用。(2)普通琼脂培养基成分蛋白胨10克牛肉膏粉3克NaCl 5克琼脂粉15克加入IOOOml蒸馏水或去离子水混合加热熔解，调节pH至7.2 7.4，在121°C高 压蒸汽下灭菌20min备用。(3)普通肉汤培养基成分牛肉膏3克蛋白胨10克氯化钠5克加水至1000ml，调节pH至7.2 7.4，在121°C高压蒸汽下灭菌20min备用。(4) LB 培养基(Luria-Bertani 培养基)成分胰蛋白胨10克酵母提取物5克NaCl 10克加入IOOOml蒸馏水或去离子水混合加热熔解，调节pH至7.2 7.4，在121°C高 压蒸汽下灭菌20min备用。3、粘质沙雷氏菌悬液制备(1)在无菌条件下将粘质沙雷氏菌(SerratiaMarcescens)菌种划线接种到普通琼 脂培养基平皿(90 X 15mm)上；(2)在 3O 士O.5°C下培养 24士 浊；(3)在无菌条件下从特征性菌落(玫瑰红色，微凸，光滑湿润，边缘整齐)表面 上挑取一接种环细菌转移到装有5ml肉汤液体培养基的试管中；(4)在 37士0.5°C下，摇床(I6Orpm)培养 24士浊；(5)在4°C下保存，保存期限为15天，使用前用平皿稀释计数法确定菌液浓度， 按上述方法制备的菌液，其平均浓度应为1 X IO10 4X IOltVml ；(6)用PBS稀释液将细菌原液按适当比例稀释后即可应用。4、粘质沙雷氏菌噬菌体SM701悬液的制备和培养(1)宿主菌菌液的制备将在普通琼脂培养基上生长的粘质沙雷氏菌接种于肉汤液体培养基，在37°C 下，150rpm振荡培养8h，在4°C下保存备用。[0041](2)粘质沙雷氏菌噬菌体SM701的增殖将粘质沙雷氏菌噬菌体液0.1ml和宿主菌液0.2ml加入5ml LB液体培养基中，室 温放置lh，在37°C下50rpm振荡培养3.5h后，离心机IOOOOrpm离心lOmin，将上清液 用0.22 μ m滤膜过滤，所得扩增液效价检查应为IO9 liTpfu/ml，在4°C下保存。如效 价不足，可重复增殖。(3)噬菌体培养计数双层平皿法下层用含1.5%琼脂的LB培养基7 9ml铺皿，放入采样器5、6 中进行噬菌体采样后取出，在无菌条件下，在50°C的上层半固体培养基4 6ml中加入 含有0.3ml 109pfu/ml的粘质沙雷氏菌，然后放在台面上摇勻，使上层培养基铺满平板， 待凝固后，在30 36°C下培养12 24h，计数噬菌斑。采用本实用新型进行生物学检测方法，包括以下步骤1、本底检测保持柜体1处于正常、稳定运行状态，用安装了琼脂平皿的Anderson六级空 气微生物采样器5，在柜体1内采集空气本底样本，采样时间lOmin，采样器5流量为 28.3L/min。2、对微生物气溶胶发生器4的选择应满足下列条件(1)气喷、回流式发生器；(2)额定工作流量下每分钟气溶胶化粘质沙雷氏菌液≥0.2ml ；(3)释放的粘质沙雷氏菌气溶胶中粒径2μιη以下的活粒子比例≥80% ；(4)微生物气溶胶的释放速度为30 士 3m/min。3、对微生物气溶胶发生器4校准采用以下方法(1)测量微生物气溶胶发生器的喷雾口的面积(m2)，计算以0.5m/s的速度喷出 气溶胶时，气溶胶发生器的气流量(m3/s)；(2)向微生物气溶胶发生器4中加入一定体积的粘质沙雷氏悬液菌，悬液菌落浓 度用平板稀释法计算；(3)打开微生物气溶胶发生器4和采样器5，控制气流量，使气溶胶喷出速度为 0.5m/s,对微生物的损伤率小于15%。微生物气溶胶发生器4工作后分流回流液，准确 测量体积后用平板稀释法计算其菌落浓度，采样20min。采样后准确测量并记录剩余菌 液体积；(4)结果计算气溶胶发生量=(菌液原体积_喷雾20min后菌液体积-回流液体积)/20 ；气溶胶喷出速度=气流流量(m3/s)/喷雾口面积(m2)；气溶胶中粒径2 μ m以下活粒子比例=Andersen式采样器5、6级平皿菌落数/ 各级平皿菌落数之和粘质沙雷氏菌(PBS稀释液)的回收率=回流液菌落浓度/菌液原浓度。本实施例检测时，将粘质沙雷氏菌悬液用PBS稀释液稀释至(1 8) X lOVml, 冰浴放置，连接到本实用新型装置中微生物气溶胶发生器4的进液口上，发生模拟的微 生物气溶胶的粒子粒径范围在0.5 3 μ m之间，其中1 μ m的微生物气溶胶粒子数占 75%。[0063]4、排风管 模拟样本的采集检测在距离柜体1排风管2上方40 60cm处的排风管2中轴线处、中轴线左侧和中 轴线右侧，分别设置一采样管7，每根采样管7分别连接一台Anderson 二级空气微生物采 样器6，三台采样器6的出气端可以并联连接一抽气泵。在保持柜体1处于正常、稳定运行状态下，在柜体1内发生模拟指示微生物气溶 胶IOmin后，开始检测采样。采样时间为lOmin，采样器6流量为28.3L/min，每种(包 括细菌和病毒)检测重复3次。5、检测样品培养分析将本底采集样本、模拟检测采集样本置于温箱中30士0.5°C培养24士2h后，进行 粘质沙雷氏菌菌落和噬菌体空斑计数。6、检测结果的计算(1)菌落浓度以CFU/m3表示，本底中指示菌浓度应为OCFU/m3。(2)柜体1内平均模拟指示菌气溶胶浓度应大于104CFU/m3，排风管2处高效粒 子过滤器3对指示菌气溶胶的过滤率应根据高效粒子过滤器3过滤前指示菌气溶胶浓度和 高效粒子过滤器3过滤后指示菌气溶胶浓度进行计算，是否合格应根据国家相关标准进 行判定。本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都 是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部 件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求1.一种用于高效粒子过滤器生物学检测的安全柜检测系统，其特征在于它包括一 柜体，所述柜体的顶部排风口处设置一连接排风管的高效粒子过滤器，所述高效粒子过 滤器的前端设置一微生物气溶胶发生器和一空气微生物采样器；所述柜体外面设置1 4个空气微生物采样器，且各采样器的进气端分别通过一采样管通入所述高效粒子过滤器 后端上方的排风管内；各所述采样器内设置有微生物培养皿，且各所述采样器的出口分 别通过一管路连接抽气泵，所述柜体上设置有敞开的前窗操作口，空气从所述前窗操作 口进入，经过所述高效粒子过滤器过滤后从所述排风管排出。
2.如权利要求1所述的一种用于高效粒子过滤器生物学检测的安全柜检测系统，其特 征在于所述高效粒子过滤器前端的采样器为Anderson六级空气微生物采样器。
3.如权利要求1或2所述的一种用于高效粒子过滤器生物学检测的安全柜检测系统， 其特征在于所述高效粒子过滤器后端的采样器为三台Anderson 二级空气微生物采样 器，所述采样器设置在距离所述高效粒子过滤器排风口 40 60cm处的排风口中轴线处、 中轴线左侧和中轴线右侧。
专利摘要本实用新型涉及一种用于高效粒子过滤器生物学检测的安全柜检测系统，其特征在于它包括一柜体，柜体的顶部排风口处设置一连接排风管的高效粒子过滤器，高效粒子过滤器的前端设置一微生物气溶胶发生器和一空气微生物采样器；柜体外面设置1～4个空气微生物采样器，且各采样器的进气端分别通过一采样管通入高效粒子过滤器后端上方的排风管内；各采样器内设置有微生物培养皿，且各采样器的出口分别通过一管路连接抽气泵，柜体上设置有敞开的前窗操作口，空气从前窗操作口进入，经过高效粒子过滤器过滤后从排风管排出。本实用新型能够广泛应用于二级、三级生物安全柜排风系统中，操作安全可靠，检测效果真实准确，不会对环境产生二次污染。
文档编号C12M1/34GK201793572SQ201020518690
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者李劲松, 毕建军, 温占波, 赵建军, 鹿建春 申请人:中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所