如何檢測無菌凈化車間潔凈級別？

下面分別對無菌凈化車間A級區(qū)和B， C， D級區(qū)的采樣分析討論。

一、A級區(qū)

GMP附錄1關(guān)于A級區(qū)的采樣有以下要求：

“為確認A級潔凈區(qū)的級別，每個采樣點的采樣量不得少于1m³?！?/span>

“在單向流系統(tǒng)中，應當采用等動力學的取樣頭?！啊睉斒褂貌蓸庸茌^短…...計數(shù)器。”

“日常監(jiān)測的采樣量可與潔凈度級別和空氣凈化系統(tǒng)確認時的空氣采樣量不同?！?/span>

“測試方法可參照ISO14644 - 1?！?/span>

歐盟GMP關(guān)于無菌操作的較高級區(qū)域---A級區(qū)中的大粒子---5μm粒子，是作為控制粒徑對待的。

執(zhí)行1m³有一定難度。因為粒子計數(shù)器采樣率為2. 83 L/min， 28. 3 L/min， 100 L/min的儀器還不普遍，而且從0.5 mm起步。按常規(guī)每點測3次，一間房間有幾個測點，用28.3 L/min儀器時，一個測點就要近2小時，一個房間就要近一天時間。用100L/min的儀器，每個測點要半個多小時，一間房間接近半天，可以接受，但也較長。但是如何去很好地執(zhí)行1m³的要求，特別是不用100L/min儀器時，歐盟和我國的GMP均未作說明，我國GMP只指出可參照ISO14644- 1， 但是這是不準確的，因為像等速采樣的具體要求則見之于14644 -3。

現(xiàn)在就分析-下ISO14644 -1 對這個問題有哪些指導性建議。

“每個采樣點單次較少采樣量，用升表示?！?/span>

“每個采樣點的采樣量至少為2 L，采樣時間較少為1 min。"

“當僅需要一個采樣點時，則較少在該點進行三次采樣?！?/span>

“當在一個采樣點 上進行2次或更多次采樣時......“

以上引文表明，對于2L/min的儀器，只有一個采樣點，則測量次數(shù)不小于三次，采樣量達到6L。但在一個采樣點上也可測2次，這顯然有一個以上采樣點。

當用28. 3 L/min的儀器時，提出“在每個采樣點，只取一次采樣量(28.3 L)”。這表明，用28. 3L/min的儀器，每個采樣點可以只采一次樣。顯然用100 L/min的儀器每點采一次樣更無問題了。

因此可以對A區(qū)采樣方法得出第一個結(jié)論：

當用≥28.3 L/min的儀器時，按較少采樣點公式計算采樣點數(shù)目，每個采樣點采樣一次，每次35.4 min。

按照歐盟和我國GMP規(guī)定，單向流系統(tǒng)工作區(qū)的氣流速度可以在0.36~0.54m/s范圍內(nèi)變化，也就是說每點之間的速度相差可以達到平均值(0.45 m/s)的40%。如果有幾個(不說十幾個以上)測點，是否有需要和如何在每一點 上都使采樣速度追蹤氣流速度？如果做不到又怎么辦？GMP并沒有給出可操作性的指導，因而“應當采用等動力的采樣探頭”就成為沒有回旋余地的要求了。

早期209D對凡是單向流，不論粒徑和濃度誤差如何，都規(guī)定應“調(diào)至等速采樣”。到了209E，則改為只有≥5 μm微粒，誤差> 5%時才要等速采樣。因為當非等速采樣時，在采樣口多采或少采的微粒，以≥5 μm微粒為主；同時任何工程檢測均有誤差，只是允許誤差有大有小，5%時是不大的誤差。不允許誤差，一律都絕對等速采樣，是很難辦到的。所以，凡是單向流都應當?shù)人俨蓸拥膯我灰螅葻o必要，也不是普遍可操作的。關(guān)于等速采樣的詳細論證，可參閱拙著《空氣潔凈技術(shù)原理》。

對于什么粒徑是大粒子的范疇，209E和ISO14644- 3略有差別。209E 規(guī)定為≥5 μm，而ISO規(guī)定為宏粒子--->5 μm, 而把0.1~5 μm的微粒稱懸浮粒子。

209E認為“潔凈區(qū)域內(nèi)的非等動力取樣僅對大于或等于5 μm微粒有影響”。所以對于≥5 μm微粒提出“不論采用何種方法......都應滿足等動力取樣?！倍鴮τ?/span>0.5~5 μm之間的粒徑，“由于非等動力采樣引起偏差的可能性隨粒徑增大而增大，此時必須對非等動力采樣進行校正。”

ISO14644 - 3指出:“使用離散粒子計數(shù)器測量宏粒子......在單向流區(qū)進行等速采樣，”而對“懸浮粒子”，“應選擇一采樣管以便能在單向流區(qū)域以接近等速方式采樣。”

 “如果做不到”等速采樣，ISO標準對0.5~5 μm微粒的要求是：“把采樣管入口對著氣流方向；在采樣風速會變化的位置上...... 進行等向采樣?！?/span>

所謂等向采樣，按照ISO標準的定義是：“氣流進入采樣管口的方向與被采樣的單向流方向相同的采樣條件?！痹摌藴蕦?/span>>5 μm的宏粒子未明確指出措施。

209E對0.5~5 μm之間的微粒只強調(diào)在非等速采樣時應進行結(jié)果的校正，已如前述。對≥0. 5 μm微粒則明確提出：“等動力采樣固然好，如果做不到，就應......估計采樣誤差?！?/span>

209E舉出一個兩速度相差10倍的例子：對于0.5μm微粒，其采樣誤差不超過5%。在同樣條件下，對于5 μm微粒，當采樣口直徑大于0. 5 cm，速度比值u/u₀在0.3: 1~7:1時，其測定誤差也不超過5%。

按209E給出的st的簡算法：st =τu₀/D₀

式中u₀：氣流速度；

D₀：采樣口直徑；

τ：動力衰減時間，數(shù)值如下 :

如果不查圖而用計算法，則采樣濃度比a按下式計算：

a=N/ N ₀=1+(u₀/ u -1)(1-1/｛1+[2+0.62(u/ u₀)]st｝)

式中N ₀：被采樣的真實濃度；

N：采到的濃度。

對單向流區(qū)域，u₀一般≥0.5 m/s，在這種條件下，209E直接給出5種不同采樣口直徑時、兩種尺寸微粒時的st值：

現(xiàn)在計算驗證一下前述209E給出的采樣口直徑大于0.5 cm、u/u_o = 0.3/1.5 μm微粒的采樣誤差是否未超過5%。

N/ N ₀=1+(1/ 0.3 -1)(1-1/｛1+[2+0.62(0.3/ 1)]×0.008｝)=1.04

誤差只有+4%，小于5%。

如果u/ u₀ 超過范圍，等于0.2：1，則以上計算為：

N/ N ₀=1+(1/ 0.2 -1)(1-1/｛1+[2+0.62(0.2/ 1)]×0.008｝)=1.067

誤差為+6.7%，大于5%。

再設(shè)u/ u_o = 7 ，則以上算式為：

N/ N ₀=1+(1/7 -1)(1-1/｛1+[2+0.62(7/ 1)]×0.008｝)=0.959

誤差為-4.1%，小于 5%。

通過以上分析可知，速度比值u/ u_o在很大范圍內(nèi)變化，采樣誤差都可能不超過5%，因此，采樣口并不需要按氣流速度做得很大，也不需要像檢漏那樣，為了重疊而做成矩形。中凈環(huán)球凈化可提供無菌車間、凈化車間的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

對于≥28.3 L/min的儀器，采樣速度u只會比氣流速度u_o大，按209E條件，u不要比u_o大過7倍，而u_o可取GMP要求的下限0. 36 m/s，則采樣速度宜不超過2.5m/s。此時相應采樣口直徑為：

 若采樣速度與氣流速度0.5m/s絕對等速，則

顯然采用前者要方便得多，只要在采樣管口接一個錐形采樣頭，采樣頭側(cè)面斜度不小于60度即可。

并不需要對所有不同的u與u_o都要修正結(jié)果，209E指出:“當流速相差在5%以內(nèi)時，可以認為滿足等動力采樣，此時對空氣粒子的濃度不必進行修正。"ISO14644-3則說明當采樣速度與氣流速度之差在10%以內(nèi)時，不必對結(jié)果進行修正。

通過以上分析比較，即使仍然按照GMP要求進行等速采樣，但當不能或未作等速采樣時，應該可以通過修正的辦法得到接近真實的結(jié)果。因此，可以對A區(qū)采樣方法得出第二個結(jié)論：

 在單向流系統(tǒng)中，應當用等速采樣。當不能或未作等速采樣時，如采樣速度高于或低于氣流速度超過10% ，對采樣結(jié)果必須進行校正：

N ₀=N/a

式中N₀：真實的采樣濃度；

N：采到的濃度；

a：計算所得濃度比。

關(guān)于采樣管    為了避免小微粒的擴散沉積和大微粒的碰撞沉積，使這種損失不大于5%，采樣管應盡可能短，特別是對水平采樣管的長度有限制。這是因為對于0. 5~5 μm微粒，沉降損失逐漸大于擴散損失，所以應根據(jù)沉降損失考慮采樣管長度。但是有關(guān)GMP并未給出具體建議。

如果是100 L/min的計數(shù)器，由于采樣管流速還要大，所以對5 μm微粒，允許水平采樣管將大于3 m。

因此，對A級區(qū)采樣方法可以得出第三個結(jié)論：

應盡可能縮短采樣管長度，水平采樣管尤其應受到限制：對于≥28.3L/min的粒子計數(shù)器，不宜大于3m，對于2. 83 L/min的粒子計數(shù)器，不宜大于0.5 m。

二、對于B，C， D級區(qū)

GMP對確認B、C、D級潔凈區(qū)級別的檢測采樣沒有專門規(guī)定。對B級區(qū)的動態(tài)監(jiān)測提出“可根據(jù)B級潔凈區(qū)對相鄰A級潔凈區(qū)的影響程度，調(diào)整采樣頻率和采樣量?！薄叭粘１O(jiān)測的采樣量可與潔凈度級別和空氣凈化系統(tǒng)確認時的空氣采樣量不同?！焙笳唢@然適用于B， C， D三區(qū)，它實際上包含了前一句的內(nèi)容。

因此，對B， C， D級潔凈區(qū)的采樣方法可以得出以下結(jié)論：

為確認B， C， D級潔凈區(qū)級別，潔凈區(qū)的采樣方法可按ISO14644 - 1或國標《潔凈室施工及驗收規(guī)范》GB50591的方法執(zhí)行。采樣點數(shù)按計算確定。B級區(qū)靜態(tài)5級的每點采樣量為8.6L/min，用2.83L/min儀器時，每點每次采樣3min，用≥28.3L/min儀器時，每點采樣一次，一次1 min?！?/span>0”的讀數(shù)應5次連續(xù)出現(xiàn)為有效。不考慮等速采樣及其修正。

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