细胞培养室气流组织与控制研究

发布时间：2020-09-15 18:21

　　 近年来,国内外政府高度重视和发展干细胞、免疫细胞、基因治疗等生物技术,细胞培养室的建设需求量也随之增加。但目前还没有专门规范标准指导细胞培养室的建设,且细胞培养室的气流组织研究特别是由气流引起的交叉污染研究较少,细胞感染问题和人员环境安全隐患问题普遍存在。因此,本文通过定性和定量方法,对细胞培养室内生物安全柜操作窗气流流型展开相关研究,以指导细胞培养室内相关参数设计,提高细胞培养室内细胞实验过程细胞和人员环境的安全。本文的研究思路:首先通过大量文献调研洁净室气流研究现状和研究方法,明确有效控制洁净区域洁净度方法是压差和气流组织;接着利用实测方法获取某高校细胞培养室内风速、气压差和气流流型等数据,用于建立和验证细胞培养室气流组织的Airpak模型;然后利用CFD对细胞培养室内生物安全柜排风比例、生物安全柜送风风速、生物安全柜操作窗开启高度、室内送风量和室内送风口位置等多种设计参数进行模拟,分析不同参数对操作窗内外压差和操作窗气流状态的影响;最后探讨在安全柜内增加风幕或四周回风口不同方法对细胞培养室内细胞操作窗口气流组织的优化作用。本文获得的结论:(1)与实测数据对比分析,建立的细胞培养室气流组织Airpak模型模拟结果具有很高准确性;(2)无人状态下,不同设计因素对细胞培养室内生物安全柜操作窗气流贯穿没有影响,但在有人情况下,操作人员手臂容易引起安全柜内气流外溢;(3)细胞培养室内生物安全柜操作窗口内外气压差和气流流型主要受生物安全柜排风比例和生物安全柜的送风风速影响。生物安全柜送风风速为0.4m/s,排风比例不低于30%,或安全柜排风比例为30%时送风风速不超过0.6m/s,室内与生物安全柜气压差小于-0.23Pa操作窗的气流干扰得到实现较好控制;(4)在操作窗设置四周回风口能够有效控制沿操作人员静态手臂溢出柜内的气流。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU831
【部分图文】：

院官网发布的数据显示[12]，2018 年，全球干细胞产业规模接近 1200 亿美元，中国在 2016年市场规模达到了 439 亿美元，预计 2023 年基本翻一番。细胞技术的快速发展，对细胞培养室的建设提出更多需求。目前细胞培养室建设主要参考的标准是《洁净厂房设计规范》和 GMP（药品生产质量管理规范，GoodManufacturingPracticefordrug）。细胞培养室与工业洁净室控制对象以及关键区域不同，气流组织设计以及洁净度也不一样。工业洁净室操作关键部位是工作台，其气流组织及污染问题直接受室内气流影响，如图 1-1 所示。而细胞培养室主要操作区在生物安全柜内，如如 1-2 所示。安全柜是细胞直接裸露在空气中，因此最容易受到所在环境影响而感染。生物安全柜内有独立的送回风和过滤系统，除了保护细胞免受感染外，还需要考虑人员及环境保护，以免受柜内泄漏或溢出的潜在危险气流威胁。GMP 是药物生产管理规范，其要求比细胞研究用实验室建设使用标准更高，文献[13]认为研究用的细胞培养室没有必要照搬 GMP 的标准，造成不必要的建设和运营管理成本。

院官网发布的数据显示[12]，2018 年，全球干细胞产业规模接近 1200 亿美元，中国在 2016年市场规模达到了 439 亿美元，预计 2023 年基本翻一番。细胞技术的快速发展，对细胞培养室的建设提出更多需求。目前细胞培养室建设主要参考的标准是《洁净厂房设计规范》和 GMP（药品生产质量管理规范，GoodManufacturingPracticefordrug）。细胞培养室与工业洁净室控制对象以及关键区域不同，气流组织设计以及洁净度也不一样。工业洁净室操作关键部位是工作台，其气流组织及污染问题直接受室内气流影响，如图 1-1 所示。而细胞培养室主要操作区在生物安全柜内，如如 1-2 所示。安全柜是细胞直接裸露在空气中，因此最容易受到所在环境影响而感染。生物安全柜内有独立的送回风和过滤系统，除了保护细胞免受感染外，还需要考虑人员及环境保护，以免受柜内泄漏或溢出的潜在危险气流威胁。GMP 是药物生产管理规范，其要求比细胞研究用实验室建设使用标准更高，文献[13]认为研究用的细胞培养室没有必要照搬 GMP 的标准，造成不必要的建设和运营管理成本。

第一章 绪论维持细胞结构和功能的体外培养方法[15]。用于哺乳细胞培养培养室，简称细胞培养室。一般由三部分组成：操作间、更衣室和缓冲室，如图 1-3 所间与室外压差的损失，降低两个空间的空气交换量和室外环、洁净度等的影响。更衣室是用于更换洁净服，传代手套帽子减少人体携带外来污染物进入操作室。而主要的细胞培养实

【参考文献】

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本文编号：2819303