生物安全柜
| A+醫(yī)學(xué)百科 >> 生物安全柜 |
生物安全柜是為操作原代培養(yǎng)物、菌毒株以及診斷性標(biāo)本等具有感染性的實驗材料時，用來保護(hù)操作者本人、實驗室環(huán)境以及實驗材料，使其避免暴露于上述操作過程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設(shè)計的。
WHO《實驗室生物安全手冊》提出，生物安全柜可以有效減少由于氣溶膠暴露所造成的實驗室感染以及培養(yǎng)物交叉污染。生物安全柜同時也能保護(hù)工作環(huán)境。
事實上，生物安全柜更側(cè)重于保護(hù)操作人員和環(huán)境，防止操作的病原微生物擴(kuò)散造成人員傷害和環(huán)境污染。
根據(jù)生物安全防護(hù)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(hù)工作人員和環(huán)境而不保護(hù)樣品。其氣流原理和實驗室通風(fēng)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(jìn)而防止微生物氣溶膠擴(kuò)散造成污染。一級生物安全柜本身無風(fēng)機(jī)，依賴外接通風(fēng)管中的風(fēng)機(jī)帶動氣流，由于不能保護(hù)柜內(nèi)產(chǎn)品，目前已較少使用。
二級生物安全柜是目前應(yīng)用最為廣泛的柜型。按照《中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0569-2005生物安全柜》中的規(guī)定，二級生物安全柜依照入口氣流風(fēng)速、排氣方式和循環(huán)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(huán)境和產(chǎn)品的保護(hù)。
A1 型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應(yīng)至少為0.38m/s。無內(nèi)部循環(huán)氣流，100%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(yīng)至少為0.5m/s。70%氣體通過HEPA 過濾器再循環(huán)至工作區(qū)，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(tǒng)的安全柜。連接安全柜排氣導(dǎo)管的風(fēng)機(jī)連接緊急供應(yīng)電源，目的在斷電下仍可保持安全柜負(fù)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(yīng)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(huán)至工作區(qū)。
B2 型為100%全排型安全柜，無內(nèi)部循環(huán)氣流，可同時提供生物性和化學(xué)性的安全控制，可以操作揮發(fā)性化學(xué)品和揮發(fā)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(hù)等級為4級實驗室而設(shè)計的，柜體完全氣密，工作人員通過連接在柜體的手套進(jìn)行操作，俗稱手套箱(Golve box)，試驗品通過雙門的傳遞箱進(jìn)出安全柜以確保不受污染，適用于高風(fēng)險的生物試驗，如進(jìn)行SARS、埃博拉病毒相關(guān)實驗等。
根據(jù)生物安全柜的強制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0569-2005生物安全柜》規(guī)定，只有獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的三類醫(yī)療器械注冊證的產(chǎn)品才能真正保護(hù)操作人員、實驗室環(huán)境和操作樣本。
生物安全柜提供對人\樣品和環(huán)境的三重保護(hù).
生物安全柜選購指南
生物安全柜的選擇最基本取決于生物試驗中所使用的試驗品類型：
1、如果生物試驗中只涉及微生物樣品，可以使用基本類型的生物安全柜；
2、如果生物試驗中涉及了微生物樣品和微量化學(xué)試劑（非腐蝕性），使用裝備外排管道的安全柜是必要的。因為HEPA過濾器并不能有效過濾清除化學(xué)氣體，如果不能外排，將對實驗室內(nèi)工作人員和環(huán)境造成威脅；
3、如果生物試驗中涉及了細(xì)胞毒素類藥物，例如各類癌癥治療藥物，必須使用的細(xì)胞毒素安全柜。
另外，需要明確了解生物安全柜與通風(fēng)柜/超凈工作臺的區(qū)分。通風(fēng)柜和超凈工作臺不屬于生物安全柜，不可使用在涉及微生物材料的實驗或生產(chǎn)過程中。
通風(fēng)柜（通風(fēng)櫥）是為在化學(xué)實驗過程中清除腐蝕性化學(xué)氣體和有毒煙霧而設(shè)計的。由于沒有裝備HEPA過濾器，通風(fēng)柜不能有效清除微生物介質(zhì)。放置在通風(fēng)柜內(nèi)微生物樣品會散播到柜外，污染實驗室環(huán)境。
超凈工作臺（超凈臺）是為了保護(hù)試驗品或產(chǎn)品而設(shè)計的，通過吹過工作區(qū)域的垂直或水平層流空氣防止試驗品或產(chǎn)品受到工作區(qū)域外粉塵或細(xì)菌的污染。一旦微生物樣品放置于工作區(qū)域，層流空氣將把帶有微生物介質(zhì)的空氣吹向前臺工作人員而產(chǎn)生危險。
生物安全水平
生物安全柜的選擇需要根據(jù)所涉及微生物試驗品或產(chǎn)品的致命性，傳播媒介等因素，這些因素可劃分為一至四級生物安全水平(BSL)：
生物安全水平 致命性 媒介 可治愈性 范例
BSL-1 無或極低 液體 可以 BS*
BSL-2 一般 液體 可以 HIV
BSL-3 高 空氣 可以 TBC
BSL-4 極高 空氣 不可 Ebola
- Bacillus subtilis (草芽孢桿菌)
被分類為生物安全水平一級和二級的微生物試驗品或產(chǎn)品不會產(chǎn)生氣溶膠，因此在開放的實驗臺面上開展工作；而對于一些可能涉及或者產(chǎn)生有害生物物質(zhì)的操作過程都應(yīng)該在生物安全柜內(nèi)進(jìn)行，在這些條件下最好使用二級的生物安全柜。二級生物安全水平的試驗品或產(chǎn)品是可以通過液體傳播，所以操作人員必須對于污染的銳器要特別注意?？蛻粼谶x購安全柜時，也因注意確保沒有突出的銳角，在使用時也需要每天清理工作臺面。
在三級生物安全水平的生物實驗室中，所有與傳染源操作有關(guān)的步驟，都在二級或者三級生物安全柜中進(jìn)行，并由穿戴合適防護(hù)服的實驗人員進(jìn)行；對于四級生物安全水平，所有工作應(yīng)限制在三級生物安全柜中；假若在二級生物安全柜中進(jìn)行，必須使用裝備生命支持系統(tǒng)的一體正壓防護(hù)服。值得特別注意的是，當(dāng)出現(xiàn)新型不明微生物時，也必須在四級生物安全防護(hù)實驗室中進(jìn)行。待有充分?jǐn)?shù)據(jù)后再決定此種微生物或毒素應(yīng)在四級還是在較低級別的實驗室中處理。
生物安全柜的分類
實驗室生物安全等級 應(yīng)用的生物安全柜等級 所能提供的保護(hù)
人員 試驗品 環(huán)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(hù)工作人員和環(huán)境而不保護(hù)樣品。氣流原理和實驗室通風(fēng)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(jìn)氣口使用HEPA過濾器。一級生物安全柜本身無風(fēng)機(jī)，依賴外接通風(fēng)管中的風(fēng)機(jī)帶動氣流，由于不能對試驗品或產(chǎn)品提供保護(hù)，目前已較少使用。
二級生物安全柜是目前應(yīng)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(jìn)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(jīng)過濾的進(jìn)氣流會在到達(dá)工作區(qū)域前被進(jìn)風(fēng)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(jīng)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(qū)域，以保護(hù)柜中的試驗品不被外界塵?；蚣?xì)菌污染。
按照NSF49的中的規(guī)定，二級生物安全柜依照入口氣流風(fēng)速、排氣方式和循環(huán)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(huán)境和產(chǎn)品的保護(hù)。
A1型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應(yīng)至少為0.38m/s。70%氣體通過HEPA過濾器再循環(huán)至工作區(qū)，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(yīng)至少為0.5m/s。70%氣體通過HEPA過濾器再循環(huán)至工作區(qū)，30%的氣體通過排氣口過濾排除。A2型安全柜的負(fù)壓環(huán)繞污染區(qū)域的設(shè)計，阻止了柜內(nèi)物質(zhì)的泄漏。
二級B型生物安全柜均為連接排氣系統(tǒng)的安全柜。連接安全柜排氣導(dǎo)管的風(fēng)機(jī)連接緊急供應(yīng)電源，目的在斷電下仍可保持安全柜負(fù)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(yīng)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(huán)至工作區(qū)。B2型為100%全排型安全柜，無內(nèi)部循環(huán)氣流，可同時提供生物性和化學(xué)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(shè)計的，是目前世界上最高安全防護(hù)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(huán)，工作人員通過連接在柜體的手套進(jìn)行操作，俗稱手套箱(Golve box)，試驗品通過雙門的傳遞箱進(jìn)出安全柜以確保不受污染，適用于高風(fēng)險的生物試驗。
在允許循環(huán)化學(xué)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(jìn)氣孔；排放管道蓋與外排管道連接，然后接到一個外排風(fēng)機(jī)。排放管道蓋上的進(jìn)氣孔對于A2型二級生物安全柜通過內(nèi)置風(fēng)機(jī)保持進(jìn)氣流和下沉氣流的平衡至關(guān)重要。如果使用密封的外接風(fēng)管，進(jìn)氣流將會過強可能導(dǎo)致安全柜對產(chǎn)品的保護(hù)實效；而排放管道蓋上的進(jìn)氣孔可以從室內(nèi)吸入空氣，而不會影響安全柜內(nèi)的氣流平衡。此條件只適用于微量有毒化學(xué)物質(zhì)。
如果不允許循環(huán)化學(xué)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(tǒng)，它的內(nèi)置風(fēng)機(jī)只能制造下沉氣流，安全柜依賴外排風(fēng)機(jī)制造進(jìn)氣流。這種型號的安全柜在安裝和維護(hù)時會較為復(fù)雜，因為外排風(fēng)機(jī)必須與內(nèi)置風(fēng)機(jī)保持平衡，否則將導(dǎo)致對操作人員或產(chǎn)品的安全性能的失效。
細(xì)胞毒素安全柜
如果生物試驗中涉及了細(xì)胞毒素類藥物，例如一些化學(xué)療法藥物，這些細(xì)胞毒素類藥物有極高的毒性；與微生物產(chǎn)品不同的是，它們不可以被福爾馬林或過氧化氫中和。而細(xì)胞毒素安全柜是專門高毒性的細(xì)胞毒素類藥物試驗與生產(chǎn)設(shè)計的，主要特點之一是可以在風(fēng)機(jī)運行時更換HEPA過濾器，這樣負(fù)壓可以保持，確保了維修人員的安全。
在2000年5月，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CEN)頒布了生物安全柜歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12469:2000，正式替代了德國DIN 12950、英國BS5726和法國NF X-44-201等歐盟成員國生物安全柜的標(biāo)準(zhǔn)，成為歐盟區(qū)域內(nèi)生物安全柜的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
NSF49在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)出現(xiàn)，被公認(rèn)為目前生物安全柜領(lǐng)域最完善的標(biāo)準(zhǔn)。在2002年，ANSI/NSF49正式獲得了美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（American National Standard Institute,ANSI）的官方認(rèn)可，成為美國生物安全柜的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
NSF/ANSI49和EN12469是目前世界上最通用的生物安全柜國際認(rèn)證，這兩種標(biāo)準(zhǔn)對安全柜性能分級、安全性能檢測都有詳細(xì)的說明和要求。安全柜標(biāo)準(zhǔn)對規(guī)范安全柜市場，保護(hù)研究人員起到重要的作用?？蛻粼谶x購生物安全柜時，除了了解安全柜各項性能指標(biāo)，最好最快最方便鑒別安全柜安全性能的方法是了解您購買的安全柜是否獲得過以上兩項最主要的國際安全柜認(rèn)證。
以上兩項最主要的國際安全柜認(rèn)證中，最重要的是測試安全柜保護(hù)性能的微生物測試，就是使用細(xì)菌芽孢的微生物挑戰(zhàn)測試，包括以下三個面：
1、人員保護(hù)：細(xì)菌芽孢放置在工作區(qū)域，它們將不允許從前窗逃逸；
2、產(chǎn)品保護(hù)：從工作區(qū)域外向前窗開口處釋放細(xì)菌芽孢，通過測試的安全柜將可以防止細(xì)菌芽孢進(jìn)入工作區(qū)域污染試驗品；
3、交*感染：細(xì)菌芽孢在安全柜內(nèi)從一個位置釋放，它們將不允許落到超過20cm的臨近區(qū)域；
在微生物測試后，將可以得到安全柜的安全性能范圍圖 (Performance Envelope) ，可以明確顯示生物安全柜通過所有以上三種微生物挑戰(zhàn)試驗的風(fēng)速設(shè)定點(Airflow setpoints)[進(jìn)氣流速率范圍和下沉氣流速率范圍]。為了確保安全柜在不同運行狀態(tài)下的安全性，用戶有必要向廠家索取相應(yīng)型號安全柜的安全性能范圍圖。 在尋求生產(chǎn)商產(chǎn)品認(rèn)證的同時，用戶也需要注意以下事項：
1. 當(dāng)生產(chǎn)商聲稱自己生產(chǎn)的安全柜符合某項國際標(biāo)準(zhǔn)時，可要求其出示證明-合法的認(rèn)證機(jī)構(gòu)所簽署的獨立檢測報告；
2. 一些標(biāo)準(zhǔn)可能與安全柜安全性能無直接關(guān)聯(lián)，例如生物安全柜生產(chǎn)商聲稱獲得ISO9001質(zhì)量認(rèn)證，而ISO9001并不會對安全柜性能進(jìn)行以上國際安全柜標(biāo)準(zhǔn)的檢測；
3. 認(rèn)證必須是由獨立、合法的安全柜認(rèn)證機(jī)構(gòu)測試和頒布的?！ ?/p>
注意事項
1、操作者
生物安全柜如果使用不當(dāng)，其防護(hù)作用就可能大大受到影響。
2、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(yīng)該每周進(jìn)行清潔，以除去可能影響其殺菌效果的灰塵和污垢。
3、明火
在生物安全柜內(nèi)所形成的幾乎沒有微生物的環(huán)境中，應(yīng)避免使用明火。
4、溢出
實驗室中要張貼如何處理溢出物的實驗室操作規(guī)則，每一位使用實驗室的成員都要閱讀并理解這些規(guī)程。
5、認(rèn)證
在安裝時以及每隔一定時間以后，應(yīng)由有資質(zhì)的專業(yè)人員按照生產(chǎn)商的說明對每一臺生物安全柜的運行性能以及完整性進(jìn)行認(rèn)證，以檢查其是否符合國家及國際的性能標(biāo)準(zhǔn)。
6、清潔和消毒
由于剩余的培養(yǎng)基可能會使微生物生長繁殖，因此在實驗結(jié)束時，包括儀器設(shè)備在內(nèi)的生物安全柜里的所有物品都應(yīng)清除表面污染，并移出安全柜。
7、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。
8、個體防護(hù)裝備
在使用生物安全柜時應(yīng)穿著個體防護(hù)服。
9、警報器
可以在兩種警報器中選擇一種來裝備生物安全柜。
| 關(guān)于“生物安全柜”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |