如何检测无菌净化车间洁净级别？

下面分别对无菌净化车间A级区和B， C， D级区的采样分析讨论。

一、A级区

GMP附录1关于A级区的采样有以下要求：

“为确认A级洁净区的级别，每个采样点的采样量不得少于1m³。”

“在单向流系统中，应当采用等动力学的取样头。“”应当使用采样管较短…...计数器。”

“日常监测的采样量可与洁净度级别和空气净化系统确认时的空气采样量不同。”

“测试方法可参照ISO14644 - 1。”

欧盟GMP关于无菌操作的较高级区域---A级区中的大粒子---5μm粒子，是作为控制粒径对待的。

执行1m³有一定难度。因为粒子计数器采样率为2. 83 L/min， 28. 3 L/min， 100 L/min的仪器还不普遍，而且从0.5 mm起步。按常规每点测3次，一间房间有几个测点，用28.3 L/min仪器时，一个测点就要近2小时，一个房间就要近一天时间。用100L/min的仪器，每个测点要半个多小时，一间房间接近半天，可以接受，但也较长。但是如何去很好地执行1m³的要求，特别是不用100L/min仪器时，欧盟和我国的GMP均未作说明，我国GMP只指出可参照ISO14644- 1， 但是这是不准确的，因为像等速采样的具体要求则见之于14644 -3。

现在就分析-下ISO14644 -1 对这个问题有哪些指导性建议。

“每个采样点单次较少采样量，用升表示。”

“每个采样点的采样量至少为2 L，采样时间较少为1 min。"

“当仅需要一个采样点时，则较少在该点进行三次采样。”

“当在一个采样点 上进行2次或更多次采样时......“

以上引文表明，对于2L/min的仪器，只有一个采样点，则测量次数不小于三次，采样量达到6L。但在一个采样点上也可测2次，这显然有一个以上采样点。

当用28. 3 L/min的仪器时，提出“在每个采样点，只取一次采样量(28.3 L)”。这表明，用28. 3L/min的仪器，每个采样点可以只采一次样。显然用100 L/min的仪器每点采一次样更无问题了。

因此可以对A区采样方法得出第一个结论：

当用≥28.3 L/min的仪器时，按较少采样点公式计算采样点数目，每个采样点采样一次，每次35.4 min。

按照欧盟和我国GMP规定，单向流系统工作区的气流速度可以在0.36~0.54m/s范围内变化，也就是说每点之间的速度相差可以达到平均值(0.45 m/s)的40%。如果有几个(不说十几个以上)测点，是否有需要和如何在每一点 上都使采样速度追踪气流速度？如果做不到又怎么办？GMP并没有给出可操作性的指导，因而“应当采用等动力的采样探头”就成为没有回旋余地的要求了。

早期209D对凡是单向流，不论粒径和浓度误差如何，都规定应“调至等速采样”。到了209E，则改为只有≥5 μm微粒，误差> 5%时才要等速采样。因为当非等速采样时，在采样口多采或少采的微粒，以≥5 μm微粒为主；同时任何工程检测均有误差，只是允许误差有大有小，5%时是不大的误差。不允许误差，一律都绝对等速采样，是很难办到的。所以，凡是单向流都应当等速采样的单一要求，既无必要，也不是普遍可操作的。关于等速采样的详细论证，可参阅拙著《空气洁净技术原理》。

对于什么粒径是大粒子的范畴，209E和ISO14644- 3略有差别。209E 规定为≥5 μm，而ISO规定为宏粒子--->5 μm, 而把0.1~5 μm的微粒称悬浮粒子。

209E认为“洁净区域内的非等动力取样仅对大于或等于5 μm微粒有影响”。所以对于≥5 μm微粒提出“不论采用何种方法......都应满足等动力取样。”而对于0.5~5 μm之间的粒径，“由于非等动力采样引起偏差的可能性随粒径增大而增大，此时必须对非等动力采样进行校正。”

ISO14644 - 3指出:“使用离散粒子计数器测量宏粒子......在单向流区进行等速采样，”而对“悬浮粒子”，“应选择一采样管以便能在单向流区域以接近等速方式采样。”

 “如果做不到”等速采样，ISO标准对0.5~5 μm微粒的要求是：“把采样管入口对着气流方向；在采样风速会变化的位置上...... 进行等向采样。”

所谓等向采样，按照ISO标准的定义是：“气流进入采样管口的方向与被采样的单向流方向相同的采样条件。”该标准对>5 μm的宏粒子未明确指出措施。

209E对0.5~5 μm之间的微粒只强调在非等速采样时应进行结果的校正，已如前述。对≥0. 5 μm微粒则明确提出：“等动力采样固然好，如果做不到，就应......估计采样误差。”

209E举出一个两速度相差10倍的例子：对于0.5μm微粒，其采样误差不超过5%。在同样条件下，对于5 μm微粒，当采样口直径大于0. 5 cm，速度比值u/u₀在0.3: 1~7:1时，其测定误差也不超过5%。

按209E给出的st的简算法：st =τu₀/D₀

式中u₀：气流速度；

D₀：采样口直径；

τ：动力衰减时间，数值如下 :

如果不查图而用计算法，则采样浓度比a按下式计算：

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

式中N ₀：被采样的真实浓度；

N：采到的浓度。

对单向流区域，u₀一般≥0.5 m/s，在这种条件下，209E直接给出5种不同采样口直径时、两种尺寸微粒时的st值：

现在计算验证一下前述209E给出的采样口直径大于0.5 cm、u/u_o = 0.3/1.5 μm微粒的采样误差是否未超过5%。

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

误差只有+4%，小于5%。

如果u/ u₀ 超过范围，等于0.2：1，则以上计算为：

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

误差为+6.7%，大于5%。

再设u/ u_o = 7 ，则以上算式为：

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

误差为-4.1%，小于 5%。

通过以上分析可知，速度比值u/ u_o在很大范围内变化，采样误差都可能不超过5%，因此，采样口并不需要按气流速度做得很大，也不需要像检漏那样，为了重叠而做成矩形。中净环球净化可提供无菌车间、净化车间的咨询、规划、设计、施工、安装改造等配套服务。

对于≥28.3 L/min的仪器，采样速度u只会比气流速度u_o大，按209E条件，u不要比u_o大过7倍，而u_o可取GMP要求的下限0. 36 m/s，则采样速度宜不超过2.5m/s。此时相应采样口直径为：

 若采样速度与气流速度0.5m/s绝对等速，则

显然采用前者要方便得多，只要在采样管口接一个锥形采样头，采样头侧面斜度不小于60度即可。

并不需要对所有不同的u与u_o都要修正结果，209E指出:“当流速相差在5%以内时，可以认为满足等动力采样，此时对空气粒子的浓度不必进行修正。"ISO14644-3则说明当采样速度与气流速度之差在10%以内时，不必对结果进行修正。

通过以上分析比较，即使仍然按照GMP要求进行等速采样，但当不能或未作等速采样时，应该可以通过修正的办法得到接近真实的结果。因此，可以对A区采样方法得出第二个结论：

 在单向流系统中，应当用等速采样。当不能或未作等速采样时，如采样速度高于或低于气流速度超过10% ，对采样结果必须进行校正：

N ₀=N/a

式中N₀：真实的采样浓度；

N：采到的浓度；

a：计算所得浓度比。

关于采样管    为了避免小微粒的扩散沉积和大微粒的碰撞沉积，使这种损失不大于5%，采样管应尽可能短，特别是对水平采样管的长度有限制。这是因为对于0. 5~5 μm微粒，沉降损失逐渐大于扩散损失，所以应根据沉降损失考虑采样管长度。但是有关GMP并未给出具体建议。

如果是100 L/min的计数器，由于采样管流速还要大，所以对5 μm微粒，允许水平采样管将大于3 m。

因此，对A级区采样方法可以得出第三个结论：

应尽可能缩短采样管长度，水平采样管尤其应受到限制：对于≥28.3L/min的粒子计数器，不宜大于3m，对于2. 83 L/min的粒子计数器，不宜大于0.5 m。

二、对于B，C， D级区

GMP对确认B、C、D级洁净区级别的检测采样没有专门规定。对B级区的动态监测提出“可根据B级洁净区对相邻A级洁净区的影响程度，调整采样频率和采样量。”“日常监测的采样量可与洁净度级别和空气净化系统确认时的空气采样量不同。”后者显然适用于B， C， D三区，它实际上包含了前一句的内容。

因此，对B， C， D级洁净区的采样方法可以得出以下结论：

为确认B， C， D级洁净区级别，洁净区的采样方法可按ISO14644 - 1或国标《洁净室施工及验收规范》GB50591的方法执行。采样点数按计算确定。B级区静态5级的每点采样量为8.6L/min，用2.83L/min仪器时，每点每次采样3min，用≥28.3L/min仪器时，每点采样一次，一次1 min。“0”的读数应5次连续出现为有效。不考虑等速采样及其修正。

本文由中净环球净化CCG(www.ccg-sz.com)提供，转载请注明出处。