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赛默飞CO2培养箱i160 气源管路检漏?

CO₂ 培养箱广泛用于细胞培养、生物制药及组织工程等领域,其中 Forma Steri‑Cycle i160 是 Thermo Fisher 旗下的高端 CO₂ 培养产品,其设计要求对 CO₂ 气源管路具备高稳定性及严密气密性。因气路泄漏不仅可能导致 CO₂ 控制失效,还会引起安全隐患,因此气源管路严格检漏(leak test)是标准操作规范(SOP)的一部分。

本篇将从设备管路结构、检漏原理、检漏方法、仪器工具、操作流程、判定标准、记录与处理等方面逐层深入,为实验室 SOP 编写及执行提供详细技术支持。

一、前言与背景

CO₂ 培养箱广泛用于细胞培养、生物制药及组织工程等领域,其中 Forma Steri‑Cycle i160 是 Thermo Fisher 旗下的高端 CO₂ 培养产品,其设计要求对 CO₂ 气源管路具备高稳定性及严密气密性。因气路泄漏不仅可能导致 CO₂ 控制失效,还会引起安全隐患,因此气源管路严格检漏(leak test)是标准操作规范(SOP)的一部分。

本篇将从设备管路结构、检漏原理、检漏方法、仪器工具、操作流程、判定标准、记录与处理等方面逐层深入,为实验室 SOP 编写及执行提供详细技术支持。


二、设备气源管路结构概述

Forma Steri‑Cycle i160 的 CO₂ 气源由瓶装气体供给,高纯度 CO₂(≥ 99.5%),通过气瓶阀 → 双级减压器 → 高压导管 → 气阀总成 → 外接软管(带夹) → 内部气体滤器 → 培养室。管道系统包括:

  • 双级减压器:稳定气压在 15 psi(1 bar)附近,是气密性检漏的重要部件

  • 接头与快速接插头:需配合气管夹加固,防止松脱

  • 输入气体过滤器:安装在培养箱后部入口,确保气源洁净且位于管路中处;

  • 软管与夹具:软管需耐气密化学材质,夹具需防松设计。

结构复杂且关联培养精度与安全,因此检漏流程必须覆盖每一连接口与软管段。


三、气源管路检漏的目的与意义

  1. 确保 CO₂ 设定稳定性
    漏气会削弱输入压力,导致 CO₂ 控制系统反应滞后,影响浓度稳定性。

  2. 避免安全风险
    实验室 CO₂ 泄漏增加健康风险,OSHA 规定:八小时平均 CO₂ 不得超 5000 ppm,否则需监控报警

  3. 延长设备寿命
    漏气造成调压器与过滤器超负荷运作,加速磨损。

  4. 符合验证要求
    医药制造场合(如 ISO5/GMP Type CR)需气体系统验证无泄漏方可放行。


四、检漏原理与方法选型

常见检漏技术包括:

  • 压力保持法:断气源后观察压力值是否下降;

  • 泡沫试剂/肥皂水法:人工涂抹寻找起泡点;

  • 电子检漏仪法:使用特定气体(示踪气)与仪器探测;

  • Torr 测试仪法(真空漏率测试)适用于高洁净要求,但不常用于 CO₂ 管路。

Forma i160 实际实施多以压力保持与气泡法组合,兼顾检测简便与可靠性。


五、检漏流程细化及要点

5.1 准备阶段

  1. 关闭 CO₂ 气瓶总阀,断开气路;

  2. 保留双级减压末级压力,此阶段内压可保留;

  3. 准备检漏工具:无泡沫试剂(可自配)、压力表、高灵敏度气泡检漏仪;

  4. 戴手套、护目镜进行操作,避免试剂接触皮肤或喷入眼睛。

5.2 初步目视检查

  • 检查软管状态:柔顺无裂纹;

  • 各连接处是否完整配夹;

  • 管路是否贴合滤器接口,避免横拉或扭曲。

5.3 气瓶压力保持测试

  1. 保留系统末端压力;

  2. 压力维持 15 psi(1 bar)时停止供气;

  3. 等待 15–30 分钟,如果压力表不下降则视为初步合格;

  4. 若下降则说明上游泄漏,需重新检修接头或更换密封圈。

5.4 泡沫检漏法

  • 在各关键连接处涂抹肥皂水;

  • 慢慢开启气源末端阀门(0.2–0.5 bar),观察是否起泡;

  • 若有持续冒泡,表示气泄漏,需重新加紧软管夹或更换密封件。

5.5 电子仪器检测(可选)

  • 使用便携式 CO₂ 检漏仪或高灵敏度示踪气(如 SF₆);

  • 检测软管缝隙、接口处,若探头探到气体波动即判为泄漏;

  • 可用于高洁净场合(如 CR 型)做额外验证。


六、判定标准与可接受泄漏率

检测方式判定标准
压力保持测试30 分钟内压力下降 < 0.2 psi(< 0.013 bar)
肥皂泡检漏30 秒内无可见连续起泡
电子检漏仪CO₂ 浓度变化 < 100 ppm/sec;SF₆ < 1×10⁻⁵ mbar·L/s

符合以上标准视为气密合格,可进入日常使用;否则,需排除问题后重新测试。


七、复测、故障诊断与处理措施

当发现泄漏时,可按以下流程逐步排查:

  1. 重新紧固螺纹接口:使用扳手轻微拧紧;

  2. 更换密封件或 O‑型圈:推荐备件型号同标配;

  3. 软管重新裁切接头:消除变形老化段;

  4. 重复测试流程,直至所有测试通过;

  5. 异常处理记录:在 SOP 文档中记录更换部件编号、时间与技术人员签字。


八、检漏频次、记录与验证管理

  • 建议检漏频率:新设备安装后、每半年一次;每次 Steri-Run 高温灭菌后亦建议再次检测;

  • 洁净室高风险实验室:建议每季度额外使用电子仪器检测;

  • 事故后重检:如发生 CO₂ 控制异常报警、气压异常或房间 CO₂ 异常值;

  • 记录内容:检测日期、操作人员、仪器编号、测试压差值、泄漏点位置、处理措施、确认测试人员签字;

  • 验证档案管理:形式要求符合 ISO 14644-1 或 GMP A/B,相关记录应可追溯存档,并定期审核。


九、与其他维护操作结合建议

  1. 管路检漏应与气瓶更换、Steri‑Run 实施同步进行

  2. 联动通风监测系统:若校准 CO₂ 时伴房内浓度异常,应同时检漏;

  3. 培训规程中补充气路检漏要点:防护措施、检测工具操作等;

  4. 生命周期管理:建议软管每 2 年更换一次,双级减压器每 3–5 年送检;

  5. 跨团队协调:建议仪器组和安全室建立协同机制,共享检漏记录。


十、总结与参考资料

赛默飞 Forma Steri‑Cycle i160 CO₂ 培养箱气源管路检漏是保障 CO₂ 控制稳定、人员安全及符合洁净验证要求的关键步骤。从结构梳理到工具选型,从流程规范到故障处理,再到记录管理与培训机制建设,本篇提供系统性方案,可直接反馈到实验室SOP编制。