——淺談防生物污染離心機(jī)在實(shí)驗(yàn)室安全管理中的拓展應(yīng)用(三)

《用防生物污染轉(zhuǎn)頭提升離心所致氣溶膠防控能力》文中提到，目前市面有數(shù)十款防生物污染轉(zhuǎn)頭可供生物安全實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)使用。這些產(chǎn)品的生物安全防護(hù)性能驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)是什么，測(cè)試結(jié)果是否靠譜？本文我們就這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。

一、防生物污染轉(zhuǎn)頭的安全防護(hù)性能誰(shuí)說(shuō)了算？

生物安全實(shí)驗(yàn)室用防污染轉(zhuǎn)頭，使其在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上發(fā)揮應(yīng)有效用，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室生物安全風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)能力。這要求轉(zhuǎn)頭實(shí)際防護(hù)性能的可靠性須足夠硬核才行。

阿拉斯加科技（北京）有限公司對(duì)離心機(jī)生物安全防護(hù)技術(shù)進(jìn)展的調(diào)查顯示，德國(guó)eppendorf，美國(guó)Beckman、Thermo等一線離心機(jī)制造商的產(chǎn)品彩頁(yè)和/或用戶(hù)手冊(cè)對(duì)轉(zhuǎn)頭生物安全防護(hù)性能認(rèn)證都有介紹說(shuō)明。

以美國(guó)賽默飛為例，我們。新型大容量臺(tái)式低溫高速離心機(jī)Multifuge X4R Pro用戶(hù)手冊(cè)提供了多款、多批次具有生物安全防護(hù)功能轉(zhuǎn)頭的防生物污染性能的驗(yàn)證文件。如：

2009年英國(guó)HPA認(rèn)證的：2009年TX-750水平轉(zhuǎn)頭(4700rpm)、F13-14x50cy錐形管角轉(zhuǎn)頭(10000rpm)、F15-8x50cy角轉(zhuǎn)頭(14500rpm)、F14-6x250 LE大容量角轉(zhuǎn)頭(11000rpm)、F15-6x100y角轉(zhuǎn)頭(15000rpm)、MicroClick 30x1.5/2mL微量角轉(zhuǎn)頭(15200rpm)、M-20微孔板轉(zhuǎn)頭(40000rpm)等；

2013年驗(yàn)證HIGHConic II角轉(zhuǎn)頭(10350rpm)；

2014年驗(yàn)證的MicroClick 18x5mL角轉(zhuǎn)頭(15000rpm)；

2018年驗(yàn)證的F10-6x100 LEX角轉(zhuǎn)頭(10500rpm)。

圖上可見(jiàn)，驗(yàn)證文件注明了測(cè)試轉(zhuǎn)頭類(lèi)型、測(cè)試轉(zhuǎn)速和測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。水平轉(zhuǎn)頭還注明轉(zhuǎn)頭所用吊籃。

Eppendorf公司也用戶(hù)手冊(cè)中提供各型轉(zhuǎn)頭通過(guò)防生物污染測(cè)試的文件（如下圖所示）。

上圖可見(jiàn)，驗(yàn)證文件注明了測(cè)試轉(zhuǎn)頭和所屬機(jī)型。

美國(guó)Beckman的Avanti J26S XPI立式大容量低溫高速離心機(jī)的JA-25.50、JA-25.15、JA-20.1、JA-20、JA-17、JA-14、JA-14.50、JA-12、JA-18、JLA-16.250、JLA-10.500、JLA-8.1000共12個(gè)角轉(zhuǎn)頭有“Bio-C”標(biāo)識(shí)。代表這部分轉(zhuǎn)頭通過(guò)微生物氣溶膠遏制測(cè)試獲得 “BioCertified”認(rèn)證。其測(cè)試由獨(dú)立第三方實(shí)驗(yàn)室完成，即：英國(guó)Porton Down的CAMR或USAMARIID（美國(guó)軍隊(duì)傳染病醫(yī)學(xué)研究中心）下屬Fort Detrick生物實(shí)驗(yàn)室（德特里克堡生物實(shí)驗(yàn)室）。

日本日立公司的落地式大容量低溫高速離心機(jī)CR22N則是部分帶Biosafety標(biāo)識(shí)的轉(zhuǎn)頭，如12×10mL角轉(zhuǎn)頭R22A6，取得HPA生物安全防護(hù)認(rèn)證；另一部分轉(zhuǎn)頭，如6×250mL角轉(zhuǎn)頭R13A，則是根據(jù)IEC61010-2-020附錄AA的規(guī)定流程內(nèi)部完成的測(cè)試。

日本kubota公司轉(zhuǎn)頭的生物安全防護(hù)認(rèn)證由CAMR提供。

以上資料表明：

知名離心機(jī)制造商都選擇了英國(guó)HPA（Health Protection Agency）應(yīng)用微生物研究中心（Centre for Applied Microbiological Research，CAMR）作為獨(dú)立第三方進(jìn)行氣密性能認(rèn)證。

CAMR認(rèn)證證明至少有3個(gè)版本，即2003年前CAMR版（備注：2003年HPA成立），2003-2012年間HPA版和2012年后HPE版（備注：2012年HPA被并入Health Protection England/PHE后，CAMR隸屬于Centre of Emergency Preparedness and Response）。2020年8月18日，為有效應(yīng)對(duì)生物武器和新冠病毒疫情等傳染病威脅，英國(guó)組建國(guó)家衛(wèi)生防護(hù)研究所（National Institute for Health Protection/NIHP）替代PHE?？梢灶A(yù)見(jiàn)，認(rèn)證文件版本還得變！

二、離心機(jī)轉(zhuǎn)頭生物安全防護(hù)性能測(cè)試金標(biāo)準(zhǔn)

盡管十幾年間CAMR認(rèn)證歷經(jīng)獨(dú)立品牌授權(quán)、HPA、HPE和可預(yù)見(jiàn)的NIHP變更，但不變的是CAMR測(cè)試結(jié)果的權(quán)威性和所頒發(fā)Certificate of Containment Testing的含金量。除了CAMR多年來(lái)積累的軟硬件體系成就，鑄就其在生物安全認(rèn)證測(cè)試行業(yè)口碑的是其采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)——IEC 61010-2-020。

IEC 61010-2-020創(chuàng)建于1992年，歷經(jīng)了1996、2006和2016年4次大修訂，目前是2016年第三版。

我國(guó)目前使用國(guó)標(biāo)文件《測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全性要求.第2-020部分:實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)特殊要求》(GB 4793.7-2008)，與IEC 61010-2-020:2006對(duì)應(yīng)。

通過(guò)GB 4793.7-2008，我們依然可以初步了解61010-2-020:2006與IEC 61010-2-020:2016關(guān)于離心機(jī)生物安全防護(hù)轉(zhuǎn)頭氣密性驗(yàn)證的核心要求。

三、離心機(jī)生物安全防護(hù)轉(zhuǎn)頭性能測(cè)試測(cè)什么，如何測(cè)？

國(guó)標(biāo)GB 4793.7-2008《附錄AA 密封圈的動(dòng)態(tài)微生物試驗(yàn)方法》，對(duì)生物安全驗(yàn)證測(cè)試條件、測(cè)試要求、測(cè)試步驟和質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)都有詳細(xì)描述。了解其內(nèi)容便于理解轉(zhuǎn)頭的氣密性防護(hù)的含義。

1. 測(cè)試目的：將吊籃或轉(zhuǎn)頭的密封圈暴露在密集的細(xì)菌孢子懸浮液上來(lái)觀察是否有細(xì)菌孢子逸出。

2. 測(cè)試準(zhǔn)備：

枯草芽孢桿菌黑色變種芽孢（Bacillus atrophaeus Nakamura或B. globigii)) 水懸浮液，濃度≥1×1010個(gè)孢子/mL（備注：評(píng)價(jià)消毒劑對(duì)芽孢消殺效果時(shí)懸液濃度通常為106-108 cfu/mL）；

固定角度轉(zhuǎn)頭：將試驗(yàn)懸浮液裝入受試轉(zhuǎn)頭離心管/瓶?jī)?nèi)，不加蓋或不密封地放置在轉(zhuǎn)頭的每個(gè)位置。用吸管另取實(shí)驗(yàn)懸浮液模擬“灑落”轉(zhuǎn)頭中間。1.5-50mL管的轉(zhuǎn)頭“灑落”液體容積≥5 mL，100mL及以上轉(zhuǎn)頭，遺撒體積為單個(gè)離心容器容量10%。

吊籃密封方法:直接把吊籃按額定容量裝填懸浮液后加密封鎖緊，緩慢顛倒吊籃兩次，以便試驗(yàn)液落在吊籃封口處。

3. 實(shí)驗(yàn)方法

吊籃或轉(zhuǎn)頭安裝于指定離心機(jī)使用，啟動(dòng)加速到轉(zhuǎn)頭額定最大轉(zhuǎn)速并保持轉(zhuǎn)速5 min后停機(jī)取樣。取樣部位包括：吊籃或密封圈整個(gè)外側(cè)表面取樣；離心腔體內(nèi)存表面轉(zhuǎn)頭和吊籃運(yùn)行高度一周多點(diǎn)取樣；吊籃轉(zhuǎn)頭表面取樣及對(duì)可能污染的地方取樣。

4. 判定標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)轉(zhuǎn)頭或吊籃進(jìn)行三次獨(dú)立測(cè)試，三次測(cè)試都合格視為通過(guò)測(cè)試。

四、離心機(jī)防污生物污染轉(zhuǎn)頭驗(yàn)證的解讀

枯草芽孢桿菌黑色變種菌，為國(guó)內(nèi)外通行的滅菌效果評(píng)價(jià)的指示菌。其芽孢生存能力強(qiáng)，外形更短小，尺寸小至以μm計(jì)。

在轉(zhuǎn)頭內(nèi)部發(fā)生大量樣品遺撒、并以額定最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，高濃度細(xì)微芽孢粒子在高達(dá)數(shù)千-數(shù)萬(wàn)xg離心力加持下，防生物污染轉(zhuǎn)頭能把灑落樣品嚴(yán)格限制在密封圈內(nèi)，防止孢子滲透進(jìn)入轉(zhuǎn)頭蓋外圍進(jìn)而擴(kuò)散，徹底截?cái)辔廴驹赐庖缤緩剑沤^生成氣溶膠的風(fēng)險(xiǎn)。

作為全球通行的標(biāo)準(zhǔn)，到IEC 61010-2-020：2016都尚未建立防生物污染轉(zhuǎn)頭動(dòng)態(tài)防病毒污染測(cè)試規(guī)程，使得對(duì)通過(guò)防生物污染驗(yàn)證轉(zhuǎn)頭對(duì)病毒實(shí)際防護(hù)能力一直缺少最直接證據(jù)（可能與各國(guó)實(shí)驗(yàn)室生物安全保障政策許可有關(guān)）。病原微生物以特定形式存在于樣品介質(zhì)中，通過(guò)阻斷傳輸介質(zhì)擴(kuò)散即可防控病原微生物本身的擴(kuò)散。人們可能正是基于這樣的認(rèn)識(shí)，接受了和認(rèn)同了IEC防生物污染技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的意義。

國(guó)家CDC公布COVID-19電鏡圖像資料后，即有微生物學(xué)權(quán)威人士指出，當(dāng)病毒粒子與體液等介質(zhì)結(jié)合后，形成的病毒顆粒尺寸可達(dá)到數(shù)μm。如結(jié)論屬實(shí)，則枯草芽孢桿菌黑色變種芽孢在一定程度上可視作病毒顆粒的“動(dòng)作替身”。而眾所周知的是，N95口罩可濾除最小顆粒直徑0.3μm，能濾阻99%以上病毒顆粒和氣溶膠。推測(cè)通過(guò)嚴(yán)格生物安全性能驗(yàn)證的轉(zhuǎn)頭通過(guò)把樣品嚴(yán)密密封而有效阻斷高危風(fēng)險(xiǎn)氣溶膠形成和擴(kuò)散。而數(shù)十年來(lái)全球應(yīng)對(duì)高危病原微生物的研究實(shí)踐也表明，防生物污染轉(zhuǎn)頭是生物安全實(shí)驗(yàn)室離心安全可靠技術(shù)手段。

據(jù)此，《生物安全實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)必須使用防生物污染達(dá)標(biāo)轉(zhuǎn)頭？》的討論才有立足之地。

參考文獻(xiàn)：

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4. Centrifuge 5804 5804R 5810 5810R操作手冊(cè)(5820900067-01/012018)