马春涛，邢文革，王 玮，孟宪宇

（1.中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心实验室及后勤管理办公室，北京102206；2.中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心参比实验室，北京102206）

0 引言

随着我国艾滋病检测实验室网络建设持续加强，截至2018 年底，全国共有艾滋病检测确证实验室632 个，覆盖全国81.8%的地市；艾滋病检测筛查实验室38 190 个，覆盖全国98.1%的县区；已开展艾滋病相关CD4 细胞检测、HIV 病毒载量检测、HIV基因型耐药检测的实验室分别有896、260、38 个[1]，实验室检测工作大量开展。离心机作为重要的检测分析仪器，在艾滋病检测实验室用于不同类型实验样品的分离、浓缩及提取，辅助实验室人员完成有效的CD4 细胞、HIV 病毒载量以及基因型耐药等检测研究工作，是艾滋病检测实验室必备配置。由于离心机使用率较高，缺乏规范操作及定期维护保养都可能造成离心机发生故障影响使用，并引发生物安全隐患，从而带来生物安全风险，设备的规范使用及安全防护成为艾滋病检测实验室安全操作的重要环节之一。本文通过分析艾滋病检测实验室离心机的应用、常见故障与维护等，制订风险可控的操作程序，提出维护、保养及生物安全防护等系列措施，为艾滋病检测实验室离心机安全规范使用提供技术支持。

1 艾滋病检测实验室的生物安全要求

《人间传染的病原微生物名录》[2]中HIV 病毒被列为危害程度第2 类病原微生物，属于高致病性病原微生物。使用离心机进行血液等样本分离制备、核酸提取、细胞培养等操作中，有产生气溶胶的风险。离心管或转子使用不当、离心管破损等造成的感染性气溶胶或雾化毒素释放，以及感染性材料溢洒等，都容易引起生物安全风险发生。规范操作及适时的安全维护是离心机安全运行的关键，除了遵循离心机安全使用的标准GB 19815—2005《离心机 安全要求》、GB/T 30099—2013《实验室离心机通用技术条件》等[3]，建立艾滋病检测实验室规范化的离心机操作流程很有必要。

2 离心机的选择及安全防护配置

2.1 分类及选择

离心机是常用的实验室设备，利用旋转运动的离心力以及物质的沉降系数或浮力密度的差异，使样品液体与固体颗粒或液体与液体各组分分离[4]。根据离心机相对离心力（relative centrifugal force，RCF）和主要应用的不同，艾滋病检测实验室常选择的离心机大致有4 种：低速离心机、通用离心机、高速离心机及超速离心机，详见表1。

表1 艾滋病检测实验室离心机分类

艾滋病检测实验室在离心机的配置使用中，明确离心力是关键，如果没有足够的离心力即使延长离心时间也难以达到需要的离心效果。研究显示，离心机转速过高或者过低均会导致显著的细胞丢失[6]。因此，应根据不同实验需求选择不同离心速度、离心力的离心机，以满足样本的处置、分离及实验需求。

以一个专业艾滋病检测及研究实验室为例，各类离心机配置数量达70 台以上，其中低速和通用离心机作为基础设备配置数量占比最大，占全部数量的70%，但因设备结构简单、技术指标要求不高、配置单价较低，配置金额占比不到25%。而超速离心机虽然数量不多，仅占离心机总数的15%，但因设备配置较高，对转子的安全性更为关注，配置金额占比超过50%（见表2）。实验室在配置离心机时不仅要关注配置金额，还要以实验室开展检测研究工作需求为依据。

表2 某艾滋病检测实验室离心机配置情况%

2.2 安全防护配置

考虑到艾滋病检测实验室生物安全等要求，为保护实验室人员及实验环境、样本的安全，确保使用中的生物安全，在配置高速及超速离心机时均选择安全型离心机，例如，除了配备主电源过电流保护、驱动回路超速保护、冷冻机超负荷保护和操作安全保护等基本安全保护装置外[7]，生物安全型转子、门锁等也是必备配置。另外，为获得有效的分离效果并保持样本的低温状态，配置离心机时对转速和温度要明确要求，真空系统和高性能冷凝器等也是低温超速离心机配置的关键指标之一。

3 离心机的安全使用

艾滋病检测实验室常用样本为血液样本，包括全血、血浆、血清等，也有部分尿液、唾液样本。样本在检测前均视为未知样本，具有潜在生物风险。对于艾滋病检测实验室，不仅要关注样本在离心过程前后因不当接触可能带来的HIV 病毒感染风险，同时要考虑到作为未知样本可能含有其他病原微生物，以及可能存在的各种潜在风险。

感染性气溶胶引起的感染是生物安全实验室的潜在危害。离心过程可能产生气溶胶，因此使用离心机时应将防止气溶胶产生以及防止已产生的气溶胶进一步扩散作为生物安全防护的重点。

3.1 安装放置

离心机一般置于干燥、避免阳光直射的地方。因离心机散热量较大，周围不要堆放杂物，四周离墙壁、挡板等至少10 cm 以上，周围不可放有机试剂、易燃品。一些超速离心机对用电负荷有特殊要求，配置前需要准备特殊电源配置以满足用电负荷要求，在实验室基础设施设置时要提前考虑。

3.2 操作使用

离心机使用操作规程的建立应以产品说明书为基础，以实验室风险评估结果为依据，并对转子平衡、样品安全防护等细节予以明确以确保生物安全。

3.2.1 离心前

高心前需注意以下几点：（1）打开电源开关，完成设备自检后再开始离心。（2）使用前确认使用的转子型号正确无误，并使用与转子相同规格的离心管。错误使用及设置会造成转子超速使用或达不到所需的离心效果，不仅影响样品的离心效果，还可能引发离心管破损和转子炸裂等，造成危险物质溢洒而引发生物安全事故。（3）使用带密封装置的离心管或转子，以防止离心过程中气溶胶释放。（4）待离心样品不要装得太满，以防溢洒。（5）离心前必须平衡转子及待离心样本，以防止转子损毁或爆炸。（6）每次使用转子前注意检查转子有无腐蚀点和细微裂纹，禁止使用已腐蚀或有裂纹的转子。

3.2.2 离心时

离心时需注意以下几点：（1）正确设置转速、时间等参数，若离心速度选择错误，有产生气溶胶的风险；（2）随时观察仪表是否正常工作，如有异常立即停机检查，故障原因未排除不得继续使用离心机；（3）禁止在生物安全柜内使用离心设备。

3.2.3 离心后

离心后需注意以下几点：（1）设备完全停止后再打开离心盖。（2）在生物安全柜内卸载离心管或转子，以防气溶胶扩散。离心后不要立即开启离心管或转子，要留存一定时间让气溶胶沉降。（3）每次使用完毕，将离心机盖打开，使热量、水汽自然蒸发。对于低温超速离心机，在实验结束后必须开启离心机盖，并及时用干燥棉纱布擦洗干净，离心机不用时可不用关盖。（4）如果离心机转子需更换型号，建议在转头使用结束后及时取出，用干净且干燥的医用纱布擦洗干净后倒扣放置，切勿使用锐器刮擦。（5）定期检查转子的密封性，按要求对转子外表面进行消毒。（6）离心完毕后要擦干离心腔内水分，检查转头腔内部是否有遗漏样品、灰尘和离心管破损的颗粒，并按规定清洗。

3.3 预防性维护

按照标准的操作规范操作可保证离心机安全运行，定期维护对延长离心机使用寿命及生物安全防护尤为关键。常规维护主要包括：仪器较长时间不使用应将主电源插头拔下，否则容易引发仪器带电，易发生安全事故；定期在电动机主轴的锥面上涂少许中性润滑油脂，防止转轴锈蚀；定期清洁、润滑转头腔体垫圈，如发现问题及时更换，减少对其他元件造成的损坏；定期检查散热器是否受阻，应保持清洁、畅通；定期用中性洗涤剂和软刷清洗驱动轴、轴封、螺纹和箝制螺钉，用清洗溶液清洗离心机腔，淋洗干净后充分擦干并干燥，再用软膏润滑驱动轴等，定期专业的清洁维护可延长离心机使用寿命。定期维护保养能够及时发现并处理问题，把仪器故障率降至最低，减少高致病性病原微生物实验室生物安全隐患，同时也是降低维修经费成本的最好手段。

3.4 检测校准

离心机的工作参数主要涉及转速、相对离心力和离心时间，参数准确与否关系到各类检测样本的分离质量，因此定期检定校准非常重要。因相对离心力和转速之间可以通过公式进行换算，艾滋病检测实验室使用的离心机最常规的校准参数就是离心机转速值[8-9]。另外，部分冷冻离心机的校准还包括温度参数。艾滋病检测实验室离心机目前多交由经中国合格评定认可机构国家认可委员会认可的计量机构参照JJG 972—2002《离心式恒加速度试验机检定规程》检测校准，通常一年一次。

4 艾滋病检测实验室离心机使用中存在问题及建议

4.1 对离心机安全、规范操作的重要性认识不够

随着生物安全技术的快速发展及不断培训，实验室人员的安全防护意识也在逐步提高[10]。艾滋病检测实验室工作人员对生物安全已有足够认识，能够正确操作并使用重要的生物安全装备，如生物安全柜、高压灭菌器、个人防护装备等。但由于离心机操作相对简单反而很少引起实验室人员对其规范安全操作及防护的重视，尤其在生物安全实验室中，操作的样本可能含有不明病原或多种病原同时存在，对风险认识不够，在使用时就容易忽视安全防护。有调查显示，实验室检验人员对离心机安全使用的合格率仅为58.33%[11]，主要原因有硬件设施配备不规范或数量不足，例如安全型离心机的配置、安全转子的选择等。同时，检验人员对离心机的规范操作及使用后的消毒处理等安全规范性操作重视不够，对可能产生的气溶胶的危害认识不够，操作不当可能带来危险物质溢洒等。此外，在艾滋病检测实验室开展检测实验活动前对离心机在实验中可能带来的生物风险及应对措施评估不够，给生物安全防护带来隐患。

4.2 预防性维护缺乏

预防性维护可及时发现设备问题并予以及时维修、保养以减少故障发生并保障设备安全使用。我国艾滋病检测实验室检测人员对离心机的预防性维护意识仍缺乏，在正常使用过程中仪器的易损件故障导致仪器故障停用的占10%，此类故障可通过定期维护避免。定期对主要元件进行维护保养也是增加仪器使用寿命的有效方法。以某艾滋病检测实验室为例，维护中常见故障部件除电动机外，还有密封圈、门控电动机、速度传感器、编码器、风扇、主板、压缩机等配件，通过定期维护保养和及时检修，3 a 内故障率下降了50%～100%（见表3）。正常维护保养可提前发现并避免配件故障，除大大节省维修费用及配件消耗外，还对离心机的生物安全防护提供了进一步的保障。

表3 某艾滋病检测实验室离心机定期维护前后故障率比较%

4.3 意外事故处理规程等亟须建立

实验室应在风险评估基础上建立离心机使用故障时样本处理以及人员防护规程，以保障实验室生物安全。另外，艾滋病检测实验室应建立离心机校准后确认规程，对校准结果，例如转速示值误差及不确定度分量来源等的评估判定予以规定，以确保校准后设备满足实验需求。

5 结语

随着艾滋病检测实验室质量管理规范化进程的推进，实验室人员对生物安全认识进一步提高，也逐步认识到离心机规范化操作的重要性及检测校准的必要性。缺乏有效的离心机安全操作规范及预防性维护，不仅增加离心机操作安全事故发生概率，而且偏离实验室规范化质量管理要求。这提示艾滋病检测实验室需要坚持不懈地加强检验检测工作人员安全防护知识培训，在离心机规范操作规程建立时引入生物安全风险评估的理念，严格做好消毒处理等工作，科学、有效地提升实验室仪器设备规范化管理水平，进一步保障艾滋病检测实验室的生物安全及检测质量。