生物安全柜是实验室主要物理隔离设备,是为实验室人员在操作培养物、病毒株以及诊断性样品,特别是操作高危险等级的微生物、有毒物质等具有感染性的实验对象时得到安全保护,避免由于操作过程中产生的感染性气溶胶和溢出物对实验室人员产生危害,有效地防止有害悬浮微粒的扩散而设计。通过HEPA送风过滤与排气过滤以及一系列检测、报警等复杂机构从而实现了既保护受试样品又保护人员与环境。
一、生物安全柜的分类:
级别类型排风方式循环空气比例%柜内气流窗口进风平均风速m/s保护对象Ⅰ级—可向室内排风—乱流≥0.4使用者、环境Ⅱ级A1型可向室内排风70单向流≥0.4使用者、受试样品和环境A2型可向室内排风70单向流≥0.5B1型不可向室内排风30单向流≥0.5B2型不可向室内排风—单向流≥0.5Ⅲ级—不可向室内排风0单向流或乱流无工作窗口,当一只手套筒取下时,手套口平均风速≥0.7主要是使用者和环境,有时兼顾受试样品二、生物安全柜不同级别类型的原理及作用
1、Ⅰ级生物安全柜
一级生物安全柜是市面上所见的设计最简单,最基本的一类生物安全柜也是最早得到认可的生物安全柜,目前仍在世界各地广泛使用。
微生物操作时产生的气溶胶混合外界空气进入安全柜,经HEPA将粉尘颗粒或是感染因子过滤,最后将干净无污染的气体排到外界环境中。虽然一级安全生物柜能够确保操作人员和环境免受危害,但是它不能确保受试样品不会被实验室内的空气所污染。当然,也不能完全排除交叉感染的可能性。因此,一级生物柜的使用范围极为有限,而且此类生物安全柜已经落后于现代生物安全水平的防护需要。所有一级生物安全柜都可以对达到生物安全水平一、二、三级的微生物因子操作中使用。
Ⅰ级生物安全柜工作原理示意图
2、Ⅱ级生物安全柜
Ⅱ级生物安全柜在设计上不但能提供个体防护,而且能保护工作台面的物品不受污染(既保护人员又保护受试样品和环境)。Ⅱ级生物安全柜有四种不同的类型(分别为A1、A2、B1 和B2 型),不同于Ⅰ级生物安全柜的地方是 只让经HEPA 过滤的(无菌的)空气流过工作台面。Ⅱ级生物安全柜可用于操作危险度2 级(BSL2)和3 级(BSL3)的感染性物质。在使用正压防护服的条件下,Ⅱ级生物安全柜也可用于操作危险度4 级(BSL4)的感染性物质。
2.1、Ⅱ级A1型生物安全柜
风机将房间空气经操作面开口吸入生物安全柜内部,并进入了前面的进风隔栅,在操作面开口处向内的气流流速不低于0.38m/s,使前操作口形成一个空气幕,以防止污染性气溶胶从操作口逃逸,经送风HEPA过滤后的洁净气流垂直向下通过工作面,并通过下方的前后两组隔栅排出,在工作台面上形成的气溶胶立刻被向下的洁净气流带走,充分的保护了受试样品,污染的空气被抽入风机后送如后面的压力排风管道到达安全柜顶部,介于送风HEPA与排风HEPA之间,约70%的通过送风HEPA参与再循环,而剩余的30%空气经排风HEPA过滤后排出安全柜,送入实验室。
在风机和两个HEPA之间是正压的,且充满了污染性气溶胶,故称为正压污染区。(由于污染区是正压的,当污染区的结构发生漏泻时,污染性气溶胶会借助压力的作用很快从安全柜内逃逸,直接对实验室和操作者造成危险)
Ⅱ级A1型生物安全柜
2.2、Ⅱ级A2型生物安全柜
Ⅱ级A2型生物安全柜是目前世界上Ⅱ级生物安全柜中运用最广泛的,其工作原理与A1类似,区别是A2型生物安全柜的回风道为负压污染区,并且通过排风管道将安全柜排出的气体引入室外,不再排到实验室内,这样即使在排风HEPA泄露时,也不会对操作人员造成危险,但会对室外的环境会造成污染,针对此情况,采取一些额外的保护是必须的(如排风气流报警、排风HEPA压差报警、双重排风HEPA等)
Ⅱ级A2型生物安全柜工作原理示意图
在Ⅱ级A2型生物安全柜中操作一些会产生化学气体的化学试剂(如不稳定的化学试剂)时,生物安全柜的排风必须连接到排风管道,因依靠HEPA是不能完全除去排风中的化学气味(HEPA的机理决定它只能除去气溶胶和相应的微粒),由于Ⅱ级A2型生物安全柜有70%的气流重新参与再循环,这些化学气味会