1、生物(wù)安全柜的选择
生物(wù)安全柜的选择最基本取决于生物(wù)实验中所使用(yòng)的试验品类型,根据所涉及微生物(wù)试验品或产品的致命性、传播媒介等因素,判断并划分(fēn)生物(wù)安全水平(BSL),在此基础上,决定所需要的生物(wù)安全柜类型,生物(wù)安全水平的划分(fēn)见下表。
生物(wù)安全水平确定因素
(1)由于被分(fēn)类為(wèi)生物(wù)安全水平一级和二级的微生物(wù)试验品或产品不会产生气溶胶,因此在开放的实验台面上开展工作,可(kě)以使用(yòng)基本类型的生物(wù)安全柜。
(2)如果生物(wù)试验中设计微生物(wù)样品和微量化學(xué)试剂(非腐蚀性),可(kě)能(néng)设计或者产生有(yǒu)害生物(wù)物(wù)质,使用(yòng)装备外排管道的生物(wù)安全柜内进行是必要的。因為(wèi)HEPA过滤器并不能(néng)用(yòng)有(yǒu)效过滤清除化學(xué)气體(tǐ),如果不能(néng)外排,将对实验室内工作人员和环境造成危害;在这些条件下最好使用(yòng)II级生物(wù)安全柜。二级生物(wù)安全水平的试验品或产品是可(kě)以通过液體(tǐ)传播,所以操作人员必须对于污染的锐器要特别注意。在选購(gòu)安全柜时,也因注意确保没有(yǒu)锐角,在使用(yòng)时也需要每天清理(lǐ)工作台面。
(3)在三级生物(wù)安全水平的生物(wù)实验室中,所有(yǒu)与传染操作有(yǒu)关的步骤,都在II级或者III级生物(wù)安全柜中进行,并由穿戴合适防护服的实验人员进行;如果生物(wù)试验中涉及细胞毒素类药物(wù),例如各类癌症治疗药物(wù),必须使用(yòng)细胞毒素安全柜。
(4)对于四级生物(wù)安全水平,所有(yǒu)工作应限制在III级生物(wù)安全柜中;假若在II级生物(wù)安全柜中进行,必须使用(yòng)装备生命支持系统的一體(tǐ)正压防护服。
值得特别注意的是,当出现新(xīn)型不明微生物(wù)时,必须在四级生物(wù)安全防护实验室中进行。待有(yǒu)充分(fēn)数据后再决定此种微生物(wù)或毒素应在四级生物(wù)安全水平还是在较低级别的生物(wù)安全水平实验室中处理(lǐ)。
2、生物(wù)安全柜的分(fēn)类和基本工作原理(lǐ)
生物(wù)安全柜為(wèi)满足不同的生物(wù)研究和防疫要求而分(fēn)為(wèi)I级、II级和III级三大类。
生物(wù)安全柜与生物(wù)安全等级之间的相互关系见下表。
(1)I级生物(wù)安全柜
可(kě)保护工作人员和环境而不保护样品。气流原理(lǐ)和实验室通风橱一样,不同之处在于排气口安装有(yǒu)HEPA过滤器。所有(yǒu)类型的生物(wù)安全柜都在排气口和进气口使用(yòng)HEPA过滤器。I级生物(wù)安全柜本身无风机,依赖外接通风管中的风机带动气流,由于不能(néng)对试验品或产品提供保护,目前已较少使用(yòng)。
(2)II级生物(wù)安全柜
II级生物(wù)安全柜是目前应用(yòng)最為(wèi)广泛的柜型。与I级生物(wù)安全柜一样,II级生物(wù)安全柜也有(yǒu)气流流入前窗开口,被称作“进气流”,用(yòng)来防止在微生物(wù)操作时可(kě)能(néng)生成的气溶胶从前窗逃逸。与I级生物(wù)安全柜不同的是,未经过滤的进气流会在到达工作區(qū)域前被进风格栅俘获,因此试验品不会受到外界空气的污染。II级生物(wù)安全柜的一个独特之处在于经过HEPA过滤器过滤的垂直层流气流从安全柜顶部吹下,被称作“下沉气流”。下沉气流不断吹过安全柜工作區(qū)域,以保护柜中的试验品不被外界尘埃或细菌污染。
按照NSF49的中等规定,II级生物(wù)安全柜依照入口气流风速、排气方式和循环方式可(kě)分(fēn)為(wèi)4个级别:A1型、A2型(原B3型)、B1型、B2型。所有(yǒu)的II级生物(wù)安全柜都可(kě)提供对工作人员、环境和产品的保护。
A1型安全柜前窗气流速度最小(xiǎo)量或测量平均值应至少為(wèi)0.38m/s。70%气體(tǐ)通过HEPA过滤器再循环至工作區(qū),30%的气體(tǐ)通过排气口过滤排除。
A2型安全柜前窗气流速度最小(xiǎo)量或测量平均值应至少為(wèi)0.5m/s。70%气體(tǐ)通过HEPA过滤器再循环至工作區(qū),30%的气體(tǐ)通过排气口过滤排除。A2型安全柜的负压环绕污染區(qū)域的设计,阻止了柜内物(wù)质的泄漏。
II级B型生物(wù)安全柜均為(wèi)连接排气系统的安全柜。连接安全柜排气导管的风机连接紧急供应電(diàn)源,目的在断電(diàn)下仍可(kě)保持安全柜负压,以免危险气體(tǐ)泄漏到实验室。其前窗气流速度最小(xiǎo)量或测量平均值应至少為(wèi)0.5m/s(100fpm)。B1型70%气體(tǐ)通过排气口HEPA过滤器排除,30%的气體(tǐ)通过供气口HEPA过滤器再循环至工作區(qū)。B2型為(wèi)100%全排型安全柜,无内部循环气流,可(kě)同时提供生物(wù)性和化學(xué)性的安全控制。
II级生物(wù)安全柜各柜體(tǐ)类型性能(néng)比较见下表。
(3)III级生物(wù)安全柜
III级生物(wù)安全柜是為(wèi)四级实验室生物(wù)安全等级而设计的,是目前世界上最高安全防护等级的安全柜。柜體(tǐ)完全气密,100%全排放式,所有(yǒu)气體(tǐ)不参与循环,工作人员通过连接在柜體(tǐ)的手套进行操作,俗称手套箱(golve box),试验品通过双门的传递箱进出安全柜以确保不受污染,适用(yòng)于高风险的生物(wù)试验。
在允许循环化學(xué)气體(tǐ)的操作条件下,可(kě)以使用(yòng)外界排放管道盖(exhaust collar)的A2型II级生物(wù)安全柜。排放管道盖与一般硬管不同的是有(yǒu)可(kě)吸入空气的进气孔可(kě)以从室内吸入空气,而不会影响安全柜内的气流平衡。此条件只适用(yòng)于微量有(yǒu)毒化學(xué)物(wù)质。如果不允许循环化學(xué)气體(tǐ),则必须使用(yòng)装备管道的B2型II级生物(wù)安全柜。由于B型安全柜不是独立平衡系统,它的内置风机智能(néng)制造下沉气流,安全柜依赖外排风机制造进气流。这种型号的安全柜在安装和维护时较為(wèi)复杂,因為(wèi)外排风机必须与内置风机保持平衡,否则将导致对操作人员或产品的安全性能(néng)的失效。
(4)细胞毒素安全柜
如果生物(wù)试验中设计细胞毒素类药物(wù),例如一些化學(xué)疗法药物(wù),这些细胞毒素类药物(wù)有(yǒu)极高的毒性;与微生物(wù)产品不同的是,他(tā)们不可(kě)以被福尔马林或过氧化氢中和。细胞毒素安全柜是专门高毒性的细胞毒素类药物(wù)试验与生产设计的,主要特点之一是可(kě)以在风机运行时更换HEPA过滤器,这样可(kě)以保持负压,确保了维修人员的安全。
3、生物(wù)安全柜与通风柜/超净工作台的區(qū)别
通风柜和超净工作台不属于生物(wù)安全柜,不可(kě)使用(yòng)在涉及微生物(wù)材料的实验或生产过程中。
通风柜(通风橱)是為(wèi)在化學(xué)实验过程中清除腐蚀性化學(xué)气體(tǐ)和有(yǒu)毒烟雾而设计的。由于没有(yǒu)装备HEPA过滤器,通风柜不能(néng)有(yǒu)效清除微生物(wù)介质。放置在通风柜内微生物(wù)样品会散播到柜外,污染实验室环境。
超净工作台(超净台)是為(wèi)了保护试验品或产品而设计的,通过吹过工作區(qū)域的垂直或水平层流空气防止试验品或产品受到工作區(qū)域外粉尘或细菌的污染。一旦微生物(wù)样品放置于工作區(qū)域,层流空气将把带有(yǒu)微生物(wù)介质的空气吹向前台工作人员而产生危险。
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