生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统
常宗湧 滕献银 鲍昀利
天津市昌特净化工程有限公司
天津 300240
摘 要：介绍了生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统的组成和特点，着重分析了RTP传递系统的安全检测评价，使用RTP传递系统可以有效地提高产品质量稳定性，保证人员和环境的绝对安全。
关键词：生物安全；负压；隔离器；RTP；性能评估
0 引言
随着我国经济实力的不断提升，我国制造业全产业链范围内的技术也获得了长足发展。由国家生物防护装备工程技术研究中心申请立项的国家重点研发计划项目（编号：2016YFC1201400），在天津市昌特净化工程有限公司的共同配合下，经过多年艰苦努力成功开发出了生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统。该项目已经通过具有国家级检验资质的第三方机构——国家建筑质量监督检测中心检验，并已开始在中国农业科学院哈尔滨兽医研究所和兰州兽医研究所开展示范应用和性能评估。
生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统项目的完成，标志着我国在高等级生物安全装备领域，打破了该类产品长期依赖进口的局面，突破了发达国家在该技术领域的技术封锁，填补了国内同类产品的空白。该项目的研发成功在节约大量外汇的同时，也为我国今后进一步深度开发建立一整套成熟的技术路线和评价体系，打造了一支结构合理的研发团队，储备了雄厚的技术人才。
1 生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统的组成
生物安全型禽负压隔离器由四大部分组成，即控制系统、操作系统、RTP传递系统和污水处理系统，如图1所示。其设备外形如图2所示。
1.1 控制系统
1.1.1 控制系统的主要元器件
控制系统的主要元器件包括高清触摸屏、德国西门子可编程控制器PLC等。
1.1.2 操作模式
控制系统的操作模式有两种：工作模式和消毒模式。
通过触摸屏进入工作模式，系统的上电、密闭阀打开、照明系统打开等程序都可以通过触摸屏操作完成。
在工作模式下，系统可以自动进行PID调节（自动平衡调节）。假如手套意外破裂，智能化的控制系统可以自动将风力加至最大，使得仓内依然保持负压状态。
此外，智能化的控制系统还可以自动进行热平衡，可通过触摸屏在线实时输出温度、湿度和压力差等参数。控制系统还具有自动报警功能，一旦显示数据异常，系统可以自动报警，提示操作人员及时修正。通过触摸屏也可以切换到消毒模式。
1.2 操作系统
生物安全型禽负压隔离器的操作系统由以下主要部件组成。
1.2.1 操作箱（工作仓）
操作箱选用优质的亚克力材料制作，具有抗酸碱、耐腐蚀、强度高、透明度好等优点。操作箱的结构尺寸按照人机工程学理论设计，能够充分满足操作需求。
1.2.2 折叠工作台
操作箱内设置有可以折叠的工作台，可在需要时展开以放置试验所需的试管、针头等物品。
1.2.3 供水系统
操作箱顶部设置饮水接口，通过管道连接箱内的乳头式饮水器。
1.2.4 冲洗系统
操作箱内设置有冲洗插头。
1.2.5 呼吸过滤器
操作箱顶部设置有呼吸过滤器，箱内压力由传感器控制，其控制精度可达±1%。
1.2.6 箱内供电
如果操作箱内需要临时供电，可启用箱内航空插头供电220 V。
1.2.7 箱内送风器
操作箱左侧顶部设置有高效过滤器，过滤效率可达99.95%，过滤精度在0.3～0.5 μm。
1.2.8 箱内排风器
操作箱右侧顶部也设置有高效过滤器，过滤效率可达99.95%，过滤精度在0.3～0.5 μm。
1.2.9 箱内气体消毒接口
操作箱左侧端面设置有可对箱体内部进行气体消毒的两个接口，分别为进气接口和排气接口。
1.2.10 操作箱左侧门
操作箱左侧端面设置有左侧门，门体材料为PVC，用硅胶密封圈密封，门上配有四个专用锁。
1.3 RTP传递系统
在操作箱右端设置有RTP传递系统。
1.3.1 RTP传递系统的含义
RTP又称RTP阀（Rapid Transfer Ports，直译为快速传递接口），它是隔离器与移动容器对接的一种接口。RTP可以把菌种从一个控制区域通过安全区转移到另一个控制区域。
1.3.2 RTP传递系统的功能
RTP传递系统的功能包括在线采集、传递、转移目标载体。
1.3.3 RTP传递系统的材质分类
RTP传递系统的材质分为304不锈钢、HDPE聚乙烯两种。
1.3.4 RTP传递系统的消毒灭毒
根据用户的不同需要，可以采取高温灭菌和化学灭菌两种方式进行消毒灭菌。不锈钢筒可采用整体高温灭菌方法，其上面所有零部件都是按照130 ℃要求设计的；聚乙烯筒可采用二氧化氯或气化过氧化氢等化学灭菌方法进行灭菌。
1.3.5 RTP传递系统的安全检测评价
1.3.5.1 检测评价箱体是否泄漏
在未安装RTP系统时，检测评价箱体是否泄漏的方法：向操作箱体内加压＞1 000 Pa。若泄漏率＜0.25%/h，则操作箱密封达到标准RB/T 199—2015《实验室设备生物安全性能评价技术规范》中隔离器气密性要求。
1.3.5.2 RTP筒未安装到操作箱上时，检测评价RTP筒是否泄漏
此时，RTP筒还没安装到操作箱上，检测评价RTP筒是否泄漏的方法：向RTP筒体内加压＞800 Pa。若泄漏率＜0.25%/h，则RTP筒密封达到标准RB/T 199—2015《实验室设备生物安全性能评价技术规范》中隔离器气密性要求。
1.3.5.3 检测评价操作箱与RTP筒是否互相泄漏
安装好RTP筒后，未打开操作箱门时，检测评价操作箱与RTP筒是否互相泄漏的方法：检测操作箱内压力。若操作箱内泄漏率＜0.25%/h，并且RTP筒内泄漏率＜0.25%/h，则操作箱和RTP筒密封达到标准RB/T 199—2015《实验室设备生物安全性能评价技术规范》中隔离器气密性要求。
1.3.5.4 检测操作箱门与RTP之间连接密封是否泄漏
安装好RTP后，打开操作箱门，此时操作箱门连接带动RTP筒盖一同打开，检测操作箱门与RTP之间连接密封是否泄漏的方法：使操作箱与RTP连通，往连接箱体中加压＞1 200 Pa。若箱体内泄漏率＜0.25%/h，说明箱门与RTP连接密封达到标准RB/T 199—2015《实验室设备生物安全性能评价技术规范》中隔离器气密性要求。
1.3.5.5 检测操作箱门是否有效关闭
检测方法：关上RTP门，向箱体内加压至1 000 Pa。若泄漏率＜0.25%/h，则操作箱门有效关闭，箱内压力不会向RTP筒内泄漏。
1.3.5.6 RTP筒从操作箱上卸下后，检测评价RTP筒是否泄漏
此时，RTP筒已经从操作箱上卸下，检测评价RTP筒是否泄漏的方法：向RTP筒体内加压＞800 Pa。若泄漏率＜0.25%/h，则RTP筒密封达到标准RB/T 199—2015《实验室设备生物安全性能评价技术规范》中隔离器气密性要求。
1.3.6 RTP传递系统的密封
RTP传递系统的密封，无论是不锈钢筒，还是聚乙烯筒，其核心技术是密封，关键零件是密封圈。本项目使用的密封圈研发历经多年，设计理念是按照逻辑密封而产生协同变形。
所谓逻辑密封，就是指密封圈按照胶圈不同形状所接受的气流大小、方向的不同以及有先后之分的逻辑进行设计，使得密封圈在密封过程中实现协同变形。
1.4 污水处理系统
此处从略。
2 生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统的特点
2.1 智能化
控制系统采用人机对话、触摸屏和PLC等技术，使得设备操作更加便捷。
2.2 系统化
整机由控制系统、操作系统、污水处理系统、RTP传递系统四部分组成，系统按照模块化设计，既相互连接，又各自独立，使得操控简单，维护方便。
2.3 标准化
所有零部件、元器件和原材料的采用原则是优质和高端，特别是尽量采用标准件。因此，有效地保障了设备的稳定性和使用寿命。
2.4 产业化
生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统已经通过了国家建筑质量监督检测中心检测，相关性能指标可满足标准RB/T 199—2015《实验室设备生物安全性能评价技术规范》、GB 50346—2011《生物安全实验室建筑技术规范》、GB 14925—2010《实验动物 环境及设施》以及JG 170—2005《生物安全柜》的相关要求，主要性能指标达到或超过国外同类产品水平。
3 结语
生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统符合国家产业化政策，通过了国家级权威部门的检测，制造工艺成熟，产品性能稳定，已经实现批量生产。
生物安全型禽负压隔离器及RTP传递系统可广泛用于高等级生物安全隔离及高活性、致敏性生物制药等领域。同时，RTP传递系统完全达到或超过国外同类产品各项指标，使用RTP传递系统可以有效地提高产品质量的稳定性，保证人员和环境的绝对安全。
[参考文献]
[1] 实验室设备生物安全性能评价技术规范：RB/T 199—2015[S].
[2] 生物安全实验室建筑技术规范：GB 50346—2011[S].
[3] 实验动物 环境及设施：GB 14925—2010[S].
[4] 生物安全柜：JG 170—2005[S].
作者简介：
常宗湧（1953—），男，天津人，教授级高级工程师
研究方向：
气体净化工程系统、设备的工艺总成、系统安装等
