空氣微生物淨化效果評價系統及其應用的製作方法

2023-10-27 21:44:12

專利名稱：空氣微生物淨化效果評價系統及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種既能進行空氣微生物氣溶膠的研究和空氣微生物淨化裝置效果 的評價，又能有效保護環境和實驗室操作人員的微生物實驗室，具體涉及一種空氣微生物 淨化效果評價系統。
背景技術：
空氣是微生物傳播的重要介質，很多人類致病菌經空氣傳播，引起疾病流行。如曾 在我國流行的非典型肺炎是通過飛沫經空氣傳播的嚴重危害人類健康的疾病。微生物在空 氣中可通過氣溶膠傳播，微生物種類多，在環境中的存活能力、毒力變化也表現為多樣，微 生物氣溶膠在空氣中的變化也呈多樣化。因此，有必要嚴格控制環境因素，模擬出一個環境 可以控制的微生物實驗室對微生物氣溶膠的變化進行研究。為控制室內空氣微生物汙染，防止疾病傳播，很多單位研製出各種空氣微生物淨 化裝置，有些產品已投放市場。但各種空氣微生物淨化裝置對空氣中微生物淨化效果差異 很大，目前我國尚無統一的評價方法，亦無適合空氣微生物淨化裝置效果評價的空氣微生 物學實驗室。國內普遍採用的實驗場所為《消毒技術規範》(2002版)規定的氣霧櫃，該 設備是一個密閉的實驗與檢測裝置，在實際使用中，存在以下問題(1)該裝置往往體積較 小，僅有lm3大小，難以保證實驗過程中的密閉效果；(2)內部放入複雜的採樣裝置，難於保 證微生物氣溶膠在內部分布均勻；(3)不能用於空氣微生物淨化裝置的評價；(4)對內部的 結構和消毒方式沒有做出明確規定。現有技術中，國際申請號PCT/IB2003/001250、JP2002-1045306、JP2002-326078、 JP2003-102054都涉及評價微生物消毒淨化效果的方法和裝置，但普遍存在的問題是1、對 潛在的微生物外洩未採取防護措施，或只採取在檢測裝置外另加容罩器進行簡單地封堵， 而這只能減少微生物的外洩，而不能從根本上避免。然而，對於一些高危的微生物，如強致 病的傳染性病菌等，有時即使是一個個體的洩露也會導致非常嚴重的後果，因此，必須從根 本上解決洩露問題。2、裝置內沒有設置任何用於自身滅菌的設施，因此，裝置自身的消毒清 理很不方便，給實際使用帶來潛在誤差源；3、裝置內各壁面相交處未作規定，從實施例可以 看出均為直角，容易引起塵埃、微生物的集聚，且直角不利於攪拌器攪拌氣溶膠均勻分布； 4、微生物採樣管較長，且存在90°彎頭，採樣損失大。

發明內容
為了解決現有技術中的缺陷，本發明提供了一種空氣微生物淨化效果評價系統， 包括一機房、一暴露區及一人員操作區，其中，所述的暴露區及所述的人員操作區被包圍在一個保護套間內，所述的暴露區內有 兩個樣品檢測區，所述兩個樣品檢測區的環境條件完全一致。所述機房內設置有多個控制設備，所述多個控制設備為所述的保護套間提供恆 溫、恆溼、補新風和過濾除菌這些措施。
所述暴露區內設有溫溼度傳感器及壓力傳感器，所述暴露區的環境條件是通過所 述溫溼度傳感器及壓力傳感器信號操控計算機軟體控制的設備來實現的。在所述的暴露區內還設有一遙控採樣車、一風扇、一互鎖傳遞窗、一手套箱及一氣 路連接孔。所述多個控制設備為一自動控制空氣過濾系統、一溫溼度調節系統、一弱點配置 櫃、一空氣壓縮機、一負壓真空泵、一強電配置櫃、一低溫冰箱及一微生物培養箱。優選，所述系統還設有一人員進出通道、一更衣間和一風淋間。更優選，所述系統還設有一實驗操作臺、一操作間和一物流風淋間；所述的操作間 內設置有計算機監控及操作平臺，通過所述計算機監控及操作平臺設置實驗檢測需要的各 種參數。更優選，所述系統還設有用於排風的高效過濾器。所述暴露區為兩間鋼化玻璃和不鏽鋼結構的實驗室，體積各為27_48m3 ；所述暴露 區內壁各個牆壁交角處均為圓角；所述暴露區在每次使用後或過濾器更換前進行消毒，以 避免對外環境的汙染。所述人員操作區在實驗時有新風流動，與所述暴露區形成的壓差為_20Pa 至-60Pa，可調的溫度範圍為19-35 °C，可調的溼度範圍為30% -75%。所述系統是利用紫外線照射來消毒；所述系統的空氣清潔度大於千級。本發明還提供了一種所述的空氣微生物淨化效果評價系統評價空氣微生物淨化 效果的方法，包括如下步驟將經風淋處理後的兩臺相同的待檢測設備分別放入暴露區的兩個樣品檢測區；所 述待檢測設備中的一臺為完整功能的設備，另一臺為去除了空氣淨化效果的設備；通過計算機監控及操作平臺設置實驗檢測需要的各種參數，使所述暴露區的溫溼 度達到設定的要求後密閉，同時使人員操作區通過新風的流動產生對暴露區的相對正壓；將配製好的菌液放入暴露區，通過所述操作計算機監控及操作平臺控制氣溶膠發 生的時間和壓力以達到設定的氣溶膠濃度；通過所述操作計算機監控及操作平臺使所述兩臺待檢測設備同時開啟並控制空 氣微生物氣溶膠的採樣；所述採樣完成後，對所述採樣的結果進行培養計數，以評價空氣微生物淨化裝置 的淨化效果；關閉所述待檢測設備，結束暴露區內的密閉狀態，並開啟紫外燈進行消毒，並進行 排風。所述消毒的時間不小於1小時。所述人員操作區在實驗時有新風流動，與所述暴露區形成的壓差為_20Pa 至-60Pa，可調的溫度範圍為19-35 °C，可調的溼度範圍為30% -75%。所述系統的空氣清潔度大於千級。本發明的空氣微生物淨化效果評價系統既能進行空氣微生物氣溶膠的研究和空 氣微生物淨化裝置效果的評價，又可作為有效保護環境和實驗室操作人員的微生物實驗 室，實現了功能分區，提供了一個密閉的相對負壓的工作環境。


圖1是本發明的空氣微生物淨化系統的結構示意圖。附圖標記說明1_機房；2-暴露區；3-人員操作區；4-人員進出通道；5-更衣間； 6_風淋間；7-實驗操作臺；8-操作間；9-物流風淋間；10-計算機監控及操作平臺；11-空 氣過濾系統；12-溫溼度調節系統；13-弱電配製櫃；14-空氣壓縮機；15-負壓真空泵； 16-強電配製櫃；17-低溫冰箱；18-微生物培養箱；19-遙控採樣車；20-待測樣品控制平 臺；21-風扇；22-互鎖傳遞窗；23-手套箱；24-氣路連接孔。
具體實施例方式以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。本發明空氣微生物淨化效果評價系統為既能進行空氣微生物氣溶膠的研究和空 氣微生物淨化裝置效果評價，又能有效保護環境和實驗室操作人員的微生物淨化實驗室。本發明系統可以實現在特定溫度和溼度條件下研究微生物氣溶膠在環境中的變 化規律，在此基礎上研究並建立了氣溶膠發生和採樣方法，以及空氣微生物淨化裝置評價 方法。圖1是本發明系統的主要功能分區。整個實驗室可以分為機房1、暴露區2、以及 人員操作區3三個功能部分，另外根據需要還包括人員進出通道4、更衣間5、風淋間6、實驗 操作臺7、操作間8、物流風淋間9等建築結構部分。檢測操作時，將兩臺待測設備放入物流風淋間9，實驗人員由人員進出通道4進入 實驗室，在更衣間5更換實驗服，經風淋間6風淋後，進入人員操作區3。從物流風淋間9中 將經風淋處理後的兩臺相同的待檢測空氣淨化儀分別放入暴露區2的兩個待測樣品控制 平臺20上，其中一臺為完整功能的淨化儀作為實驗組，另一種為去除了空氣淨化效果的淨 化儀，作為對照組。通過運行操作間8的計算機監控及操作平臺10，設置實驗檢測需要的各種參數， 運行後，分布於暴露艙內的溫溼度傳感器和壓力傳感器將參數上傳至計算機監控及操作平 臺10，出於自動控制中的弱電配製櫃13和強電配製櫃16接收指令，自動控制空氣過濾系統 11和溫溼度調節系統12的運轉，使暴露區2的溫溼度達到設定的要求後密閉，同時使人員 操作區3通過新風的流動產生對暴露區2的相對正壓，防止實驗過程中暴露區氣體的洩露。在實驗操作臺7上，將配製好的菌液連接在氣溶膠發生器上，將遙控採樣車19移 動到手套箱23附近，通過互鎖傳遞窗22將氣溶膠發生器放入暴露區2，通過手套箱23將氣 溶膠發生器固定在遙控採樣車19上，將通過氣路連接孔24連接空氣壓縮機14的氣路管接 在氣溶膠發生器上，通過操作計算機監控及操作平臺10控制氣溶膠發生的時間和壓力以 達到設定的氣溶膠濃度，暴露區2的兩個樣品檢測區平行地發生氣溶膠和對氣溶膠進行檢 測。氣溶膠發生完畢後，通過操作計算機監控及操作平臺10使風扇21運行，使氣溶膠 在兩個樣品檢測區內分布均勻。將空氣微生物氣溶膠採樣器通過互鎖傳遞窗22放入暴露 區2，通過手套箱23將氣溶膠採樣器固定在遙控採樣車19上，將氣路連接負壓真空泵15和 採樣器，通過操作計算機監控及操作平臺10控制採樣流量和採樣時間，將微生物氣溶膠採 集至採樣器，此次採樣作為本底採樣。
通過操作計算機監控及操作平臺10使固定在待測樣品控制平臺20上的待測設備 同時開啟，運行一段時間後，根據試驗目的不同，分別在不同時間點進行空氣微生物氣溶膠 的採樣。採樣完成後，對採樣的結果進行培養計數，以評價空氣微生物淨化裝置的淨化效 關閉待檢設備，實驗人員離開實驗室，結束暴露區2內的密閉狀態，開啟紫外燈進 行消毒。消毒滿1小時或過夜後，開啟排風，將被檢測淨化儀從物流風淋間9運出。實施例1檢測某一品牌空氣微生物淨化裝置對白色葡萄球菌的淨化效果將待檢測的空氣微生物淨化裝置放入物流風淋間9，實驗人員由人員進出通道4 進入實驗室，在更衣間5更換實驗服，經風淋間6風淋後，進入人員操作區3。從物流風淋間 9中將經風淋處理後的兩臺該品牌空氣微生物淨化裝置分別放入暴露區2的兩個待測樣品 控制平臺20上，其中一臺為完整功能的該品牌空氣微生物淨化裝置A作為實驗組，另一種 為去除了空氣淨化效果的該品牌空氣微生物淨化裝置B，作為對照組。風淋後放入暴露區2 的兩個待測樣品控制平臺20，連接好電源並確認能夠正常工作。連接好遙控採樣車19電源 並使採樣車19處於待命狀態。通過運行操作間8的計算機監控及操作平臺10，設置實驗溫度為25°C，相對溼 度為50% ；運行後，分布於暴露區2內的溫溼度傳感器和壓力傳感器將參數上傳至計算 機監控及操作平臺10，弱電配製櫃13和強電配製櫃16接收計算機監控及操作平臺10的 指令，自動控制空氣過濾系統11和溫溼度調節系統12的運轉，使暴露區2的溫溼度達到 25°C 士 1°C、50% 士2%後密閉，同時使人員操作區3通過新風的流動產生對暴露區2的相 對正壓達到_20Pa至_60Pa，防止實驗過程中暴露區氣體的洩露。在實驗操作臺7上，將配製好的白色葡萄球菌菌液連接在氣溶膠發生器上，將遙 控採樣車19移動到手套箱23附近，通過互鎖傳遞窗22將氣溶膠發生器放入暴露區2，通 過手套箱23將氣溶膠發生器固定在遙控採樣車19上，將通過氣路連接孔24連接空氣壓縮 機14的氣路管接在氣溶膠發生器上，通過操作計算機監控及操作平臺10控制氣溶膠發生 的時間和壓力以達到設定的氣溶膠濃度，暴露區2兩個樣品檢測區平行地發生氣溶膠和對 氣溶膠進行檢測。氣溶膠發生完畢後，通過操作計算機監控及操作平臺10使風扇21運行，使氣溶膠 在艙內分布均勻。將空氣微生物氣溶膠採樣器通過互鎖傳遞窗22放入暴露區2，通過手套 箱23將氣溶膠採樣器固定在遙控採樣車19上，將氣路連接負壓真空泵15和採樣器，通過 操作計算機監控及操作平臺10控制採樣流量和採樣時間，將微生物氣溶膠採集至採樣器， 此次採樣作為本底採樣。通過操作計算機監控及操作平臺10使固定在待測樣品控制平臺20上的空氣微生 物淨化裝置A和B同時開啟，在30min和60min後分別進行採樣。採樣完成後，對採樣的結 果進行培養計數，以評價空氣微生物淨化裝置的淨化效果。關閉待檢設備，實驗人員離開實驗室，結束暴露艙內的密閉狀態，開啟紫外燈進行 消毒。消毒滿1小時或過夜後，開啟排風，將被檢測設備從物流風淋間9運出。被檢測樣品的空氣微生物淨化效果以除菌率來計算。計算方法如下 Nt 空氣中細菌的自然消亡率；V0與Vt 分別為對照組實驗開始前和實驗過程中不同時間的空氣含菌量；Kt 暴露作用對空氣中細菌的除菌率；V0'與Vt':分別為實驗組實驗開始前和暴露作用不同時間的空氣含菌量。實驗結果如表1。表1空氣微生物淨化裝置對白色葡萄球菌淨化效果 從表l可以看出，該品牌空氣微生物淨化裝置在本發明的空氣微生物評價系統 內，30min和60min後對空氣中白色葡萄球菌除菌率分別為99. 47%和99. 59%。本發明的空氣微生物淨化效果評價系統既能進行空氣微生物氣溶膠的研究和空 氣微生物淨化裝置效果評價，又可作為有效保護環境和實驗室操作人員的實驗室，本發明 評價系統的空氣潔淨度可達千級，能準確全面地評價空氣淨化裝置的淨化效果。依據藥品生產質量管理規範(1998年修訂)、潔淨廠房設計規範GB50073-2001、醫 藥工業潔淨室(區)懸浮粒子、浮遊菌、沉降菌的測試方法、GB/T16292-16294-1996、潔淨室 施工及驗收規範JGJ71-90，對本發明評價系統的懸浮粒子、浮遊菌、沉降菌、靜壓差、溫度、 相對溼度等9個項目進行空氣潔淨度級別的檢測，檢測結果表明，本發明評價系統的空氣 潔淨度在千級以上。以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性 的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
一種空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，其包括一機房、一暴露區及一人員操作區，其中，所述的暴露區及所述的人員操作區被包圍在一個保護套間內，所述的暴露區內有兩個樣品檢測區，所述兩個樣品檢測區的環境條件完全一致；所述機房內設置有多個控制設備，所述多個控制設備為所述的保護套間提供恆溫、恆溼、補新風和過濾除菌這些措施。
2.根據權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述暴露區內 設有溫溼度傳感器及壓力傳感器，所述暴露區的環境條件是通過所述溫溼度傳感器及壓力 傳感器信號操控計算機軟體控制的設備來實現的。
3.根據權利要求2所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，在所述的暴露 區內還設有一遙控採樣車、一風扇、一互鎖傳遞窗、一手套箱及一氣路連接孔。
4.根據權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述多個控制 設備為一自動控制空氣過濾系統、一溫溼度調節系統、一弱點配置櫃、一空氣壓縮機、一負 壓真空泵、一強電配置櫃、一低溫冰箱及一微生物培養箱；所述系統還設有用於排風的高效 過濾器o
5.根據權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述系統還設 有一人員進出通道、一更衣間和一風淋間。
6.根據權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述系統還設 有一實驗操作臺、一操作間和一物流風淋間；所述的操作間內設置有計算機監控及操作平 臺，通過所述計算機監控及操作平臺設置實驗檢測需要的各種參數。
7.按照權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述暴露區為 兩間鋼化玻璃和不鏽鋼結構的實驗室，體積各為27-48m3 ；所述暴露區內壁各個牆壁交角處 均為圓角；所述暴露區在每次使用後或過濾器更換前進行消毒，以避免對外環境的汙染。
8.按照權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述人員操作 區在實驗時有新風流動，與所述暴露區形成的壓差為-20Pa至_60Pa，可調的溫度範圍為 19-35 °C，可調的溼度範圍為30% -75%。
9.按照權利要求1所述的空氣微生物淨化效果評價系統，其特徵在於，所述系統是利 用紫外線照射來消毒；所述系統的空氣清潔度大於千級。
10.一種以上權利要求中任一項所述的空氣微生物淨化效果評價系統評價空氣微生物 淨化效果的方法，其特徵在於，包括如下步驟將經風淋處理後的兩臺相同的待檢測設備分別放入暴露區的兩個樣品檢測區；所述待 檢測設備中的一臺為完整功能的設備，另一臺為去除了空氣淨化效果的設備；通過計算機監控及操作平臺設置實驗檢測需要的各種參數，使所述暴露區的溫溼度達 到設定的要求後密閉，同時使人員操作區通過新風的流動產生對暴露區的相對正壓；將配製好的菌液放入暴露區，通過所述操作計算機監控及操作平臺控制氣溶膠發生的 時間和壓力以達到設定的氣溶膠濃度；通過所述操作計算機監控及操作平臺使所述兩臺待檢測設備同時開啟並控制空氣微 生物氣溶膠的採樣；所述採樣完成後，對所述採樣的結果進行培養計數，以評價空氣微生物淨化裝置的淨化效果；關閉所述待檢測設備，結束暴露區內的密閉狀態，並開啟紫外燈進行消毒，並進行排風。
全文摘要
本發明涉及一種空氣微生物淨化效果評價系統，主要包括三部分機房、人員操作區和暴露區。本發明的系統既能進行空氣微生物氣溶膠的研究和空氣微生物淨化裝置效果的評價，又可作為有效保護環境和實驗室操作人員的微生物實驗室，實現了功能分區，提供了一個密閉的相對負壓的工作環境。
文檔編號A61L2/28GK101856503SQ20101015742
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者丁培, 劉秀巖, 孫伯仁, 孫宗科, 張偉, 楊麗華, 陳西平 申請人:中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所