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生物安全柜

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生物安全柜是科研人员的一级防护屏障,其主要作用是保护操作样本不被外界污染的同时,更好地保护操作者不被所操作的病原微生物侵害,能够防止生物实验过程中某些含有危险性或未知性的生物颗粒进入安全柜中,造成试验样本被污染。


生物安全柜的工作原理是将柜内空气向外抽吸,使柜内保持负压状态,通过垂直向下的气流流动来保护工作人员。外界空气经过高效空气过滤器过滤后进入生物安全柜内,防止样品被污染。而安全柜内的空气也需要经过滤器过滤后再排放到大气中,以保护大气环境。其构造主要有箱体和支架,其中箱体由空气过滤系统、外排风箱系统、滑动前窗系统、照明系统、控制系统及面板等组成。


按照NSF49标准,生物安全柜分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,可适用于不同生物安全等级媒质的操作:

1)Ⅰ级生物安全柜:能保护环境和人员避免受生物的侵害,但不能保护产品免受污染。该生物安全柜本身没有动力风机,主要是通过外接通风管中的风机带动气流,不能有效地保护安全柜内实验样品,目前国内已很少使用。

2)Ⅱ级生物安全柜:既能保护实验样品,同时还能保护实验室人员和周围环境。因此,它是目前国内市场上应用较为广泛的生物安全柜。根据安全柜的排风循环的方式和入口处气流速度,Ⅱ级生物安全柜可分为A1、A2、B1、B2四个型号:

①A1型安全柜:空气通过安全柜工作台前窗口吸入,国家校准规范中要求最小的平均风速应不低于 0.38 m/s,经过高效过滤器处理后,气流向下流动,大部分气体是过滤的原有循环气体,有一小部分是通过过滤器新吸入的补充气体。原有的循环气体有一小部分通过排气口高效过滤器过滤排放到实验室内。Ⅱ级生物安全柜A1型适用于国内非常熟知的并且容易控制的病原体,该病源不会大范围引发健康成人类疾病,对周围环境和操作人员存在较小的危险。

②A2型安全柜:空气通过安全柜工作台前窗口吸入,国家校准规范中要求最小的平均风速应不低于 0.51 m/s,经过高效过滤器处理后,气流向下流动,大部分气体是过滤的原有循环气体,有一小部分气体是通过过滤器新吸入的补充气体。原有的循环气体有一小部分通过排气口高效过滤器过滤排放到室外,不再返回实验室内。Ⅱ级生物安全柜A2型适用于对试验人员和周围环境有中度潜在危险的病原体。

③B1型安全柜:空气通过安全柜工作台前窗口吸入,国家校准规范中要求最小的平均风速应不低于 0.51 m/s,经过高效过滤器处理后,气流向下流动,有一小部分气体是过滤的原有循环气体,大部分气体是新吸入经过过滤器过滤得到的补充气体,原有的循环气体大部分都通过排气口高效过滤器过滤排放到室外,不再返回实验室内。Ⅱ级生物安全柜B1型适用于临床、诊断、教学、研究,在该级别安全柜中开展有较高危险性病原体的试验。

④B2型安全柜:空气通过安全柜工作台前窗口吸入,国家校准规范中要求最小的平均风速应不低于 0.51 m/s,经过高效过滤器处理后,气流向下流动,全部气体都为经过过滤器过滤后新吸入的气体,原有的循环气体全部通过排气口高效过滤器过滤排放到室外,不再返回实验室内。Ⅱ级生物安全柜B2型适用于对生命有高度危险的病原或外源性病原。

3)Ⅲ级安全柜:为完全密封式生物安全柜,通过特制手套与柜子内部相连,能够为实验人员、实验样品、周围环境等提供保护。实验样品的进入是通过双门分动箱进入安全柜内。一般的Ⅲ级安全柜会配备双排气HEPA过滤器。

Ⅲ级生物安全柜


使用生物安全柜时,需要注意以下方面的要求:

1)存放位置的要求。

生物安全柜摆放位置应尽量远离人员活动频繁、有气流流动以及可能会产生扰乱气流的地方,生物安全柜的后方及两个侧面要与墙面或其他不易移动的物品之间留有一定的空间,便于对安全柜的维修和维护,在生物安全柜的正上方要留有30 cm以上的空间,便于外排式高效过滤器的排气量达到标准要求。

2)操作人员注意事项。

①实验操作人员进行生物安全柜实验时,双手缓慢进入生物安全柜内,尽量保持开口处气流的相对稳定,手臂进入生物安全柜后等待大约1 min,生物安全柜自动调整完后,让生物安全柜内气流扫掉手臂表面的微生物污染颗粒,再进行下一步操作。

②在开始实验之前,应将所有实验样品以及相关的物品置于安全柜内一定的时间,保证其表面的微生物污染颗粒达到要求,尽可能减少手臂进出安全柜内的次数,保证生物安全柜发挥其应有的作用。

3)物品放置。

①生物安全柜内所有物品不能挡住进气格栅,放入生物安全柜内的所有的物品应用体积浓度为70%的乙醇来消毒。

②所有的物品应与安全柜前面的格栅和后面工作台面风口位置保持一定的距离,保证安全柜内气流通畅,同时安全柜内避免放置和使用能产生震动的仪器,以避免影响气流的稳定性。

③安全柜内不要放置能产生气溶胶的设备,实验必备品应靠近安全柜的后部放置。

④有生物危害性的废弃体积较大的物品,应该固定放在安全柜内的某一侧,避免气体流动把危害物带入试验样品。

⑤耐高压灭菌的生物危害性废弃物和相关的吸管盛放盘类物品不应放在安全柜的外面,避免使用时手臂频繁进出安全柜,干扰安全柜气流稳定性,影响安全柜的使用效果。

⑥柜内两种及以上物品需移动时,要遵循低污染性物品向高污染性物品移动原则,以免造成大面积污染。

4)操作和维护。

在工作开始前和工作结束后,都应让生物安全柜运行一段时间,时间为30 min左右,保证内部环境的净化,以便于下次使用。生物安全柜的所有维修工作应由有资质的专业人员进行。

5)紫外灯使用。

①生物安全柜如果有紫外灯并经常使用,应按时对紫外灯进行清洁,以免影响其杀菌效果。

②房间中有人员长时间操作生物安全柜时,应戴好防护眼镜,穿好防护服,以保护眼睛和皮肤。

6)明火。

①生物安全柜内尽量不要使用明火。明火燃烧时会使周围环境中产生微小颗粒杂质,随着气流被带入过滤器的滤膜区域,这些高温杂质会损伤滤膜。

②若必须使用明火,应尽可能使用低火苗火源或通过外置设备罩住火苗位置,避免高温杂质向上流动。

③因热胀冷缩效应,使用明火会对周围的气流产生影响,影响安全柜内气流的稳定性,并且在处理易燃易爆试验样品时,会造成一定危险。

7)实验室中微生物溢出应急措施

实验室中应有处理溢出物的规章制度和实验室操作规则,每名实验室的成员都应在操作前阅读并了解这些规章制度。一旦在安全柜中发生危害物品溢出时,应及时正确有效处理,并在处理过程中尽可能减少气溶胶的生成。

8)检验。

生物安全柜定期使用一段时间以后,操作人员应注意使用过程中安全柜的变化,如发现异常或到了使用有效期,应请专业人员按照国家校准规范对生物安全柜的主要参数进行检测,检查其是否符合国家及国际标准,如有不符合项应及时整改再进行检测,检测合格后再使用。

9)清洁和消毒。

①每次实验结束后应对安全柜进行清洗和消毒,避免因生物安全柜内样品中的微生物生长繁殖而产生大量污染物粒子。

②待实验结束后,尽可能将安全柜内所有物品都进行消毒,并移出安全柜,对安全柜内的工作台面和侧壁擦拭清洗和消毒。擦拭过程中建议安全柜一直处于运行状态,擦拭结束后运行10 min以上再关闭安全柜。

10)人员防护。

在进行Ⅰ级和Ⅱ级生物安全的操作时,可穿着普通试验服,在进行Ⅲ级生物安全柜的操作时应穿着医用防护服,手套应套在隔离衣的外面,并佩戴口罩和安全眼镜。


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