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級區和B， C， D級區的采樣分析討論。

一、A級區

GMP附錄1關于A級區的采樣有以下要求：

“為確認A級潔凈區的級別，每個采樣點的采樣量不得少于1m³。”

“在單向流系統中，應當采用等動力學的取樣頭。“”應當使用采樣管較短…...計數器。”

“日常監測的采樣量可與潔凈度級別和空氣凈化系統確認時的空氣采樣量不同。”

“測試方法可參照ISO14644 - 1。”

歐盟GMP關于無菌操作的較高級區域---A級區中的大粒子---5μm粒子，是作為控制粒徑對待的。

執行1m³有一定難度。因為粒子計數器采樣率為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。”

“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。”

“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區采樣方法得出第一個結論：

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

按照歐盟和我國GMP規定，單向流系統工作區的氣流速度可以在0.36~0.54m/s范圍內變化，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，都規定應“調至等速采樣”。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，凡是單向流都應當等速采樣的單一要求，既無必要，也不是普遍可操作的。關于等速采樣的詳細論證，可參閱拙著《空氣潔凈技術原理》。

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

209E認為“潔凈區域內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。”而對于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:“使用離散粒子計數器測量宏粒子......在單向流區進行等速采樣，”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。”

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。”該標準對>5 μm的宏粒子未明確指出措施。

209E對0.5~5 μm之間的微粒只強調在非等速采樣時應進行結果的校正，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。”

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。中凈環球凈化可提供無菌車間、凈化車間的咨詢、規劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

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都要修正結果，209E指出:“當流速相差在5%以內時，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%以內時，不必對結果進行修正。

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果。因此，可以對A區采樣方法得出第二個結論：

 在單向流系統中，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，所以應根據沉降損失考慮采樣管長度。但是有關GMP并未給出具體建議。

如果是100 L/min的計數器，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級區采樣方法可以得出第三個結論：

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的粒子計數器，不宜大于3m，對于2. 83 L/min的粒子計數器，不宜大于0.5 m。

二、對于B，C， D級區

GMP對確認B、C、D級潔凈區級別的檢測采樣沒有專門規定。對B級區的動態監測提出“可根據B級潔凈區對相鄰A級潔凈區的影響程度，調整采樣頻率和采樣量。”“日常監測的采樣量可與潔凈度級別和空氣凈化系統確認時的空氣采樣量不同。”后者顯然適用于B， C， D三區，它實際上包含了前一句的內容。

因此，對B， C， D級潔凈區的采樣方法可以得出以下結論：

為確認B， C， D級潔凈區級別，潔凈區的采樣方法可按ISO14644 - 1或國標《潔凈室施工及驗收規范》GB50591的方法執行。采樣點數按計算確定。B級區靜態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。“0”的讀數應5次連續出現為有效。不考慮等速采樣及其修正。

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