生物安全柜

 

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概述
生物安全柜是為操作原代培養物、菌毒株以及診斷性標本等具有感染性的實驗材料時,用來保護操作者本人、實驗室環境以及實驗材料,使其避免暴露于上述操作過程中可能產生的感染性氣溶膠和濺出物而設計的。

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分類
實驗室生物安全等級應用的生物安全柜等級 所能提供的保護
人員 試驗品 環境
1-3 I 可 否 可
1-3 II(A1,A2,B1,B2) 可 可 可
4 III 可 可 可
生物安全柜可分為一級、二級和三級三大類以滿足不同的生物研究和防疫要求。
一級生物安全柜可保護工作人員和環境而不保護樣品。氣流原理和實驗室通風櫥一樣,不同之處在于排氣口安裝有HEPA過濾器。所有類型的生物安全柜都在排氣和進氣口使用HEPA過濾器。一級生物安全柜本身無風機,依賴外接通風管中的風機帶動氣流,由于不能對試驗品或產品提供保護,目前已較少使用。
二級生物安全柜是目前應用最為廣泛的柜型。 與Ⅰ級生物安全柜一樣,Ⅱ級生物安全柜也有氣流流入前窗開口,被稱作“進氣流”,用來防止在微生物操作時可能生成的氣溶膠從前窗逃逸。與Ⅰ級生物安全柜不同的是,未經過濾的進氣流會在到達工作區域前被進風格柵俘獲,因此試驗品不會受到外界空氣的污染。 Ⅱ級生物安全柜的一個獨特之處在于經過HEPA過濾器過濾的垂直層流氣流從安全柜頂部吹下,被稱作“下沉氣流”。下沉氣流不斷吹過安全柜工作區域,以保護柜中的試驗品不被外界塵埃或細菌污染。
按照NSF49的中的規定,二級生物安全柜依照入口氣流風速、排氣方式和循環方式可分為4個級別:A1型,A2型(原B3型),B1型和B2型。所有的二級生物安全柜都可提供工作人員、環境和產品的保護。
A1型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.38m/s。70%氣體通過HEPA過濾器再循環至工作區,30%的氣體通過排氣口過濾排除。A2型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.5m/s。70%氣體通過HEPA過濾器再循環至工作區,30%的氣體通過排氣口過濾排除。A2型安全柜的負壓環繞污染區域的設計,阻止了柜內物質的泄漏。
二級B型生物安全柜均為連接排氣系統的安全柜。連接安全柜排氣導管的風機連接緊急供應電源,目的在斷電下仍可保持安全柜負壓,以免危險氣體泄漏如實驗室。其前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.5m/s(100fpm)。B1型70%氣體通過排氣口HEPA過濾器排除,30%的氣體通過供氣口HEPA過濾器再循環至工作區。B2型為100%全排型安全柜,無內部循環氣流,可同時提供生物性和化學性的安全控制。
二級生物安全柜各柜體類型性能比
三級生物安全柜是為4級實驗室生物安全等級而設計的,是目前世界上最高安全防護等級的安全柜。柜體完全氣密,100%全排放式,所有氣體不參與循環,工作人員通過連接在柜體的手套進行操作,俗稱手套箱(Golve box),試驗品通過雙門的傳遞箱進出安全柜以確保不受污染,適用于高風險的生物試驗。
在允許循環化學氣體的操作條件下,可以使用外接排放管道蓋(Exhaust Collar)的A2型二級生物安全柜。排放管道蓋與一般硬管不同的是有可吸入空氣的進氣孔;排放管道蓋與外排管道連接,然后接到一個外排風機。排放管道蓋上的進氣孔對于A2型二級生物安全柜通過內置風機保持進氣流和下沉氣流的平衡至關重要。如果使用密封的外接風管,進氣流將會過強可能導致安全柜對產品的保護實效;而排放管道蓋上的進氣孔可以從室內吸入空氣,而不會影響安全柜內的氣流平衡。此條件只適用于微量有毒化學物質。
如果不允許循環化學氣體,則必須使用裝備硬管的B2型二級生物安全柜。由于B型安全柜不是獨立平衡系統,它的內置風機只能制造下沉氣流,安全柜依賴外排風機制造進氣流。這種型號的安全柜在安裝和維護時會較為復雜,因為外排風機必須與內置風機保持平衡,否則將導致對操作人員或產品的安全性能的失效。

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依據標準
生物安全柜廣泛應用在醫療衛生、疾病預防與控制、食品衛生、生物制藥,環境監測以及各類生物實驗室等領域,是保障生物安全和環境安全的重要基礎,屬于“民生”計量的范疇。早在30年前,生物安全柜檢測已經在國外開展,目前主要依據歐盟或美國的標準。在國內,目前還沒有統一的生物安全柜檢測國家標準,生物安全柜檢測方法十分混亂,既有建設部的標準,又有藥監局的標準,還有采用歐盟標準、美國標準或各生產廠的企業標準的。
生物安全柜檢測現行的主要標準依據有:
(1)歐盟EN 12469:2000《Biotechnology-Peformance Criteria for Microbiological Safety Cabinets》
(2)美國NSF/ANSI 49—2002《Class II(Laminar Flow) Biosafety Cabinetry》;
(3)JG 170-2005中華人民共和國建筑工業行業標準《生物安全柜》;
(4)YY 0569-2011中華人民共和國醫藥行業標準《生物安全柜》。
鑒于生物安全柜危險的使用環境,在安裝時以及以后每隔一定時間,要由國家空調設備質量監督檢驗中心的專業人員按照規定對每一臺生物安全柜的整體運行性能進行性能檢測,以檢查其是否符合國家及國際的性能標準保證使用者的安全。生物安全柜檢測主要包括物理學檢測和生物學檢測兩個方面,根據檢測性質可分為首次檢測、后續檢測。 除生物安全柜的一年一度的常規檢測外,下列情況之一時,如安裝后、移動后、檢修后、更換過濾器后,也必須進行現場生物安全柜檢測。

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安全級別
根據生物安全防護水平的差異,生物安全柜可分為一級、二級和三級三種類型。一級生物安全柜可保護工作人員和環境而不保護樣品。其氣流原理和實驗室通風櫥基本相同,不同之處在于排氣口安裝有HEPA 過濾器,將外排氣流過濾進而防止微生物氣溶膠擴散造成污染。一級生物安全柜本身無風機,依賴外接通風管中的風機帶動氣流,由于不能保護柜內產品,目前已較少使用。
二級生物安全柜是目前應用最為廣泛的柜型。按照《中華人民共和國醫藥行業標準YY0569-2005生物安全柜》中的規定,二級生物安全柜依照入口氣流風速、排氣方式和循環方式可分為4 個級別:A1 型,A2 型,B1 型和B2 型。所有的二級生物安全柜都可提供工作人員、環境和產品的保護。
A1 型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.38m/s。70%氣體通過HEPA 過濾器再循環至工作區,30%的氣體通過排氣口過濾排出。
A2 型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.5m/s。70%氣體通過HEPA 過濾器再循環至工作區,30%的氣體通過排氣口過濾排出。
二級B型生物安全柜均為連接排氣系統的安全柜。連接安全柜排氣導管的風機連接緊急供應電源,目的在斷電下仍可保持安全柜負壓,以免危險氣體泄漏出實驗室。其前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.5m/s(100fpm)。
B1 型70%氣體通過排氣口HEPA 過濾器排除,30%的氣體通過供氣口HEPA 過濾器再循環至工作區。
B2 型為100%全排型安全柜,無內部循環氣流,可同時提供生物性和化學性的安全控制,可以操作揮發性化學品和揮發性核放射物作為添加劑的微生物實驗。
三級生物安全柜是為生物安全防護等級為4級實驗室而設計的,柜體完全氣密,工作人員通過連接在柜體的手套進行操作,俗稱手套箱(Golve box),試驗品通過雙門的傳遞箱進出安全柜以確保不受污染,適用于高風險的生物試驗,如進行SARS、埃博拉病毒相關實驗等。
根據生物安全柜的強制性行業標準《中華人民共和國醫藥行業標準YY0569-2005生物安全柜》規定,只有獲得國家食品藥品監督管理局頒發的三類醫療器械注冊證的產品才能真正保護操作人員、實驗室環境和操作樣本。
生物安全柜提供對人\樣品和環境的三重保護。

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注意事項
操作者
生物安全柜如果使用不當,其防護作用就可能大大受到影響。
紫外燈
生物安全柜中不需要紫外燈。如果使用紫外燈的話,應該每周進行清潔,以除去可能影響其殺菌效果的灰塵和污垢。
明火
在生物安全柜內所形成的幾乎沒有微生物的環境中,應避免使用明火。
溢出
實驗室中要張貼如何處理溢出物的實驗室操作規則,每一位使用實驗室的成員都要閱讀并理解這些規程。
認證
在安裝時以及每隔一定時間以后,應由有資質的專業人員按照生產商的說明對每一臺生物安全柜的運行性能以及完整性進行認證,以檢查其是否符合國家及國際的性能標準。
清潔消毒
由于剩余的培養基可能會使微生物生長繁殖,因此在實驗結束時,包括儀器設備在內的生物安全柜里的所有物品都應清除表面污染,并移出安全柜。
清除污染
生物安全柜在移動以及更換過濾器之前,必須清除污染。
個體防護
在使用生物安全柜時應穿著個體防護服。
警報器
可以在兩種警報器中選擇一種來裝備生物安全柜。