气溶胶细菌截留试验装置及试验方法与流程

本发明涉及细菌截留试验技术领域，具体地说是一种气溶胶细菌截留试验装置及试验方法，适用于对输液、输血器具用空气过滤器成品的细菌截留能力进行评价。

背景技术：
目前，有几种评价气体过滤器截留能力的方法，包括液体细菌截留试验，气溶胶细菌截留试验以及气溶胶病毒截留试验。气溶胶细菌截留试验是首先将细菌悬液气溶胶化，然后对空气过滤器进行挑战的试验方法。气溶胶细菌截留试验不如液体细菌截留试验严格，但是的确能代表空气过滤器被挑战的真实情况。由于气溶胶细菌截留试验为破坏性试验，方法较为复杂，且对试验条件和人员操作要求高，一般不适用于空气过滤器的常规质量控制，所以目前还没有通过气溶胶细菌截留试验来进行空气过滤器细菌截留能力评价的装置以及方法。

技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种气溶胶细菌截留试验装置及试验方法，该试验装置及试验方法通过气溶胶细菌截留试验来评价气体过滤器的细菌截留能力，用于评价输液、输血器具用空气过滤器是否满足临床需要的通用要求，试验结果的准确度高。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：气溶胶细菌截留试验装置，包括用于提供微生物气溶胶的气溶胶室、用于装载供试空气过滤器的样品挑战组件、对透过供试空气过滤器的细菌进行收集的采样器和驱动微生物气溶胶流动的抽吸系统；所述气溶胶室内设有微生物气溶胶发生器，所述的抽吸系统包括负压泵和管路。所述管路包括一路阳性对照支路和多路样品测试支路，阳性对照支路和多路样品测试支路在一端汇集到一个总管路上并通过总管路连接负压泵，阳性对照支路和多路样品测试支路在另一端分别与气溶胶室相连通。阳性对照支路和每一路样品测试支路上均设有一个样品挑战组件和一个采样器，采样器与气溶胶室之间的管路为进气管路，采样器与负压泵之间的管路为抽吸管路；所述阳性对照支路上的样品挑战组件设置在抽吸管路上，所述样品测试支路上的样品挑战组件设置在进气管路上。微生物气溶胶发生器使细菌挑战悬液气溶胶化，产生平均颗粒直径约为3.0μm的气溶胶颗粒。进一步的技术方案为：所述的气溶胶室为正方体状的箱子，气溶胶室采用透明材料制作。采用透明材料制作气溶胶室以便于观察其内部气溶胶形成，同时，气溶胶室应耐受消毒处理。进一步的技术方案为：所述气溶胶室的侧壁上设置有通气口，通气口处装有空气过滤器，气溶胶室的内部设有风扇。通气口适宜设置在气溶胶室的顶面上，装有空气过滤器的通气口用于平衡气溶胶室内的压力；风扇适宜设置在气溶胶室内部与微生物气溶胶发生器相对的侧壁上，风扇用于均匀分散气溶胶。进一步的技术方案为：在所述总管路上设有一气体平衡管道，气体平衡管道在一端与总管路连通。进一步的技术方案为：所述的气体平衡管道、阳性对照支路和每一路样品测试支路上分别设有一个带有调节阀的浮子流量计。气体平衡管道上的带有调节阀的浮子流量计用以调节总流量，阳性对照支路和每一路样品测试支路上的带有调节阀的浮子流量计用以调节和指示各路流量。进一步的技术方案为：所述的阳性对照支路和每一路样品测试支路上分别设有一个终端过滤器，所述终端过滤器设置在采样器和带有调节阀的浮子流量计之间。终端过滤器用于过滤抽吸气流中的水分以及可能的挑战微生物，以保护后续的抽吸设备以及保证环境和人员安全。另外，终端过滤器还能对采样器中逸出气泡引起的压力波动进行缓冲，从而稳定带有调节阀的浮子流量计中的浮子。进一步的技术方案为：所述的样品挑战组件包括一个套筒，套筒在一端与所处的管路相连通，套筒在另一端开口；套筒的开口端设有将所述开口封闭的封底，所述的封底呈凹槽状，套筒另一端的管路穿过封底伸入套筒内部用于装载供试空气过滤器；封底与套筒的配合处设置有密封垫。样品挑战组件用于装载供试空气过滤器，使供试空气过滤器从接触预期使用环境的一侧向另一侧经受挑战。供试空气过滤器装在上述穿过封底伸入套筒内部的管路的端部，从而使供试空气过滤器位于套筒的内部。进一步的技术方案为：所述的采样器为液体撞击采样器，液体撞击采样器包括采样瓶，采样瓶的内部设有收集液，采样瓶的顶端开口处设有密封盖；一根采集管穿过密封盖的顶端延伸至收集液内，采集管位于采样瓶外部的一端设有采集口，采集口与所述进气管路相连通；密封盖的侧面设有抽气口，抽气口与所述抽吸管路相连通。液体撞击采样器用于预装收集液，以液体撞击采样的原理对透过供试过滤器的细菌进行收集，所述的收集液为无菌生理盐水或者蛋白胨水(浓度为1g/L)。所谓液体撞击采样的原理，是指以每分钟恒定气流量，使空气通过狭小喷嘴，以便空气和悬浮于其中的微生物粒子形成高速气流，在离开喷嘴时气流射向收集液，气体离开采集液而去，而微生物粒子则撞击并粘附于收集液上，从而被捕获。因为临床输注时，进入输液瓶内的空气从药液中逸出，所以采用液体撞击采样器进行穿透微生物的收集，这一方法更能模拟临床使用情况。本发明解决技术问题的技术方案还包括：一种气溶胶细菌截留试验装置的试验方法，包括以下步骤：步骤(1)：试验前，试验装置经过适宜的消毒灭菌处理，并以无菌操作的方式连接试验管路、将供试空气过滤器装入所述样品挑战组件的套筒内、在所述微生物气溶胶发生器内加入细菌挑战悬液。供试空气过滤器装入所述样品挑战组件的套筒内时，是安装在穿过封底伸入套筒内部的管路的端部。步骤(2)：启动微生物气溶胶发生器，向气溶胶室内喷射微生物气溶胶，同时打开风扇以使气溶胶室内的气溶胶均匀分散。步骤(3)：在启动微生物气溶胶发生器和风扇三分钟后，气溶胶室内均匀充满微生物气溶胶，启动负压泵，调节阳性对照支路和各路样品测试支路的流量至50ml/min，同时观察各采样瓶中的气泡逸出情况。气泡逸出情况可以证明支路没有意外堵塞从而出现不抽吸却显示流量的情况，可以粗略计算实际挑战流量以及各支路的均匀情况。步骤(4)：启动负压泵三分钟后，关闭微生物气溶胶发生器。步骤(5)：关闭微生物气溶胶发生器二十七分钟后，关闭负压泵。步骤(6)：取下阳性对照支路上的液体撞击采样器，用无菌生理盐水或蛋白胨水对阳性对照支路收集液进行十倍梯度稀释，选择适宜的稀释级采用平板倾注法或薄膜过滤法进行分析，36℃±1℃下培养18～24h后进行计数并计算挑战菌总数。关于平板倾注法和薄膜过滤法的操作方法，现行的《中国药典》当中有详细介绍。步骤(7)：取下样品挑战支路上的液体撞击采样器，分别采用薄膜过滤法对样品挑战支路收集液进行薄膜过滤，36℃±1℃下培养18～24h后观察是否有菌生长。步骤(8)：结果判定：阳性对照支路挑战菌总数大于104CFU时，试验有效，否则试验无效；样品挑战支路收集液均无菌生长时，判为符合要求，否则不符合要求。步骤(9)：出具试验报告：试验报告应至少包含以下方面：a)样品识别；b)阳性对照支路挑战菌总数；c)样品挑战支路细菌生长情况；d)任何偏离本试验方法的描述。进一步的技术方案为：所述的细菌挑战悬液采用以下方法制备：将金黄色葡萄球菌ATCC6538从工作菌株斜面上接种到TSB培养基或营养肉汤中，36℃±1℃下培养18～24h，用无菌生理盐水或蛋白胨水稀释至适宜浓度。本发明的试验方法中，用到的试剂和材料如下：制备细菌挑战悬液采用金黄色葡萄球菌ATCC6538；采用无菌生理盐水或蛋白胨水(1g/L)，作为稀释液和收集液；采用大豆酪蛋白琼脂培养基(TSA)或营养琼脂培养基，作为金黄色葡萄球菌的保存及计数培养基；采用大豆酪蛋白液体培养基(TSB)或营养肉汤培养基，作为金黄色葡萄球菌的增菌培养基；分析滤膜的标称孔径为0.45μm，直径约为47mm。在本发明的试验装置首次使用前，需对该试验装置进行确认试验，保证每个样品口在50mL/min的流量下，30min内通过的金黄色葡萄球菌数量至少为104CFU。进行确认试验时，参照上述步骤(1)～步骤(9)，所有支路均不连接样品挑战组件进行试验，相当于全为阳性对照试验。确认试验是对试验系统各支路均匀性以及细菌挑战悬液浓度是否符合试验要求的综合考量，确认试验宜至少进行三次。本发明的有益效果是：1、提供了一种结构简单的试验装置，实现通过气溶胶细菌截留试验来评价输液、输血器具用空气过滤器是否满足临床需要的通用要求，能够真实的反映空气过滤器被细菌挑战的情况；2、提供了一种试验方法，通过气溶胶细菌截留试验来评价气体过滤器的细菌截留能力，且适用于评价输液、输血器具用空气过滤器是否满足临床需要的通用要求，比起液体细菌截留试验以及气溶胶病毒截留试验的试验结果更加准确。附图说明图1为本发明试验装置的结构示意图；图2为本发明试验装置中样品挑战组件的结构示意图；图3为本发明试验装置中采样瓶的结构示意图。图中：1微生物气溶胶发生器，2气溶胶室，3通气口，4风扇，5样品挑战组件，51套筒，52供试空气过滤器，53密封垫，54封底，6进气管路，7采样瓶，71采集口，72抽气口，73收集液，8抽吸管路，9终端过滤器，10带有调节阀的浮子流量计，11总管路，12负压泵，13气体平衡管道。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：如图1所示。气溶胶细菌截留试验装置，包括用于提供微生物气溶胶的气溶胶室2、用于装载供试空气过滤器52的样品挑战组件5、对透过供试空气过滤器52的细菌进行收集的采样器和驱动微生物气溶胶流动的抽吸系统；所述气溶胶室2内设有微生物气溶胶发生器1，所述的抽吸系统包括负压泵12和管路。所述管路包括一路阳性对照支路和多路样品测试支路，阳性对照支路和多路样品测试支路在一端汇集到一个总管路11上并通过总管路11连接负压泵12，阳性对照支路和多路样品测试支路在另一端分别与气溶胶室2相连通。阳性对照支路和每一路样品测试支路上均设有一个样品挑战组件5和一个采样器，采样器与气溶胶室2之间的管路为进气管路6，采样器与负压泵12之间的管路为抽吸管路8；所述阳性对照支路上的样品挑战组件5设置在抽吸管路8上，所述样品测试支路上的样品挑战组件5设置在进气管路6上。微生物气溶胶发生器1使细菌挑战悬液气溶胶化，产生平均颗粒直径约为3.0μm的气溶胶颗粒。所述的气溶胶室2为正方体状的箱子，边长为280mm，气溶胶室2采用透明材料制作。采用透明材料制作气溶胶室2以便于观察其内部气溶胶形成，同时，气溶胶室2应耐受消毒处理。所述气溶胶室2的侧壁上设置有通气口3，通气口3处装有空气过滤器，气溶胶室2的内部设有风扇4。通气口3适宜设置在气溶胶室2的顶面上，装有空气过滤器的通气口3用于平衡气溶胶室2内的压力；风扇4适宜设置在气溶胶室2内部与微生物气溶胶发生器1相对的侧壁上，风扇4用于均匀分散气溶胶。在所述总管路11上设有一气体平衡管道13，气体平衡管道13在一端与总管路11连通。所述的气体平衡管道13、阳性对照支路和每一路样品测试支路上分别设有一个带有调节阀的浮子流量计10。气体平衡管道13上的带有调节阀的浮子流量计10用以调节总流量，阳性对照支路和每一路样品测试支路上的带有调节阀的浮子流量计10用以调节和指示各路流量。所述的阳性对照支路和每一路样品测试支路上分别设有一个终端过滤器9，所述终端过滤器9设置在采样器和带有调节阀的浮子流量计之间。终端过滤器9用于过滤抽吸气流中的水分以及可能的挑战微生物，以保护后续的抽吸设备以及保证环境和人员安全。另外，终端过滤器9还能对采样器中逸出气泡引起的压力波动进行缓冲，从而稳定带有调节阀的浮子流量计10中的浮子。如图2，所述的样品挑战组件5包括一个套筒51，套筒51在一端与所处的管路相连通，套筒51在另一端开口；套筒51的开口端设有将所述开口封闭的封底54，所述的封底54呈凹槽状，套筒51另一端的管路穿过封底54伸入套筒51内部用于装载供试空气过滤器52；封底54与套筒51的配合处设置有密封垫53。样品挑战组件5用于装载供试空气过滤器52，使供试空气过滤器52从接触预期使用环境的一侧向另一侧经受挑战。供试空气过滤器52装在上述穿过封底54伸入套筒51内部的管路的端部，从而使供试空气过滤器52位于套筒51的内部。如图3，所述的采样器为液体撞击采样器，液体撞击采样器包括采样瓶7，采样瓶7的内部设有收集液73，采样瓶7的顶端开口处设有密封盖；一根采集管穿过密封盖的顶端延伸至收集液73内，采集管位于采样瓶7外部的一端设有采集口71，采集口71与所述进气管路6相连通；密封盖的侧面设有抽气口72，抽气口72与所述抽吸管路8相连通。液体撞击采样器用于预装收集液72，以液体撞击采样的原理对透过供试过滤器的细菌进行收集，所述的收集液72为无菌生理盐水或者蛋白胨水(浓度为1g/L)。所谓液体撞击采样的原理，是指以每分钟恒定气流量，使空气通过狭小喷嘴，以便空气和悬浮于其中的微生物粒子形成高速气流，在离开喷嘴时气流射向收集液，气体离开采集液而去，而微生物粒子则撞击并粘附于收集液上，从而被捕获。因为临床输注时，进入输液瓶内的空气从药液中逸出，所以采用液体撞击采样器进行穿透微生物的收集，这一方法更能模拟临床使用情况。本实施例中，样品挑战支路设置有五路，但是本发明样品挑战支路的数量不仅仅局限于上述数量，可根据具体的试验要求和试验情况改变样品挑战支路的数量。本发明的气溶胶室2也不局限于本实施例所述的正方体结构，可设置为其他形状的箱体。一种气溶胶细菌截留试验装置的试验方法，包括以下步骤：步骤(1)：试验前，试验装置经过适宜的消毒灭菌处理，并以无菌操作的方式连接试验管路、将供试空气过滤器72装入所述样品挑战组件的套筒71内、在所述微生物气溶胶发生器1内加入细菌挑战悬液。步骤(2)：启动微生物气溶胶发生器1，向气溶胶室2内喷射微生物气溶胶，同时打开风扇4以使气溶胶室2内的气溶胶均匀分散。步骤(3)：在启动微生物气溶胶发生器1和风扇4三分钟后，启动负压泵12，调节阳性对照支路和各路样品测试支路的流量至50ml/min，同时观察各采样瓶7中的气泡逸出情况。气泡逸出情况可以证明支路没有意外堵塞从而出现不抽吸却显示流量的情况，可以粗略计算实际挑战流量以及各支路的均匀情况。步骤(4)：启动负压泵12三分钟后，关闭微生物气溶胶发生器1。步骤(5)：关闭微生物气溶胶发生器1二十七分钟后，关闭负压泵12。步骤(6)：取下阳性对照支路上的液体撞击采样器，用无菌生理盐水或蛋白胨水对阳性对照支路收集液进行十倍梯度稀释，选择适宜的稀释级采用平板倾注法或薄膜过滤法进行分析，36℃±1℃下培养18～24h后进行计数并计算挑战菌总数。关于平板倾注法和薄膜过滤法的操作方法，现行的《中国药典》当中有详细介绍。平板倾注法一般的操作方法为：取适宜稀释级供试液1ml，置直径90mm的无菌平皿中，注入15～20ml温度不超过45℃的溶化的TSA培养基，混匀，凝固后进行培养。共制备2个平板。薄膜过滤法一般的操作方法为：将供试液经分析滤膜过滤后，将分析滤膜贴到TSA培养基固体平板上进行培养。步骤(7)：取下五个样品挑战支路上的液体撞击采样器，分别采用薄膜过滤法对样品挑战支路收集液进行薄膜过滤，36℃±1℃下培养18～24h后观察是否有菌生长。步骤(8)：结果判定：阳性对照支路挑战菌总数大于104CFU时，试验有效，否则试验无效；样品挑战支路收集液均无菌生长时，判为符合要求，否则不符合要求。步骤(9)：出具试验报告：试验报告应至少包含以下方面：a)样品识别；b)阳性对照支路挑战菌总数；c)样品挑战支路细菌生长情况；d)任何偏离本试验方法的描述。该试验重要的一是保证抽吸时间30分钟，二是最终挑战微生物数量。气溶胶发生时间也很重要，它也是决定最终挑战微生物数量的关键因素。所述的细菌挑战悬液采用以下方法制备：将金黄色葡萄球菌ATCC6538从工作菌株斜面上接种到TSB培养基或营养肉汤中，36℃±1℃下培养18～24h，用无菌生理盐水或蛋白胨水稀释至适宜浓度。关于细菌挑战悬液的浓度，需要针对不同的试验装置经过验证，不同的试验装置需要不同浓度。本实施例的试验装置需要的浓度大约3×107CFU/mL。本发明的试验方法中，用到的试剂和材料如下：采用金黄色葡萄球菌ATCC6538制备细菌挑战悬液；采用无菌生理盐水或蛋白胨水(1g/L)，作为稀释液和收集液；采用大豆酪蛋白琼脂培养基(TSA)或营养琼脂培养基，作为金黄色葡萄球菌的保存及计数培养基；采用大豆酪蛋白液体培养基(TSB)或营养肉汤培养基，作为金黄色葡萄球菌的增菌培养基；分析滤膜的标称孔径为0.45μm，直径约为47mm。在本发明的试验装置首次使用前，需对该试验装置进行确认试验，保证每个样品口在50mL/min的流量下，30min内通过的金黄色葡萄球菌数量至少为104CFU。进行确认试验时，参照上述步骤(1)～步骤(9)，所有支路均不连接样品挑战组件进行试验，相当于全为阳性对照试验。确认试验是对试验系统各支路均匀性以及细菌挑战悬液浓度是否符合试验要求的综合考量。确认宜至少进行三次。本发明的试验装置和试验方法适用于对输液、输血器具用空气过滤器成品的细菌截留能力进行评价。输液、输血器具用空气过滤膜材细菌截留能力的评价可参考本发明的试验方法。本发明的试验方法宜由经培训的试验人员在生物安全实验室中进行操作。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。