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生物安全柜是能防止實(shí)驗(yàn)操作處理過程中某些含有危險(xiǎn)性或未知性生物微粒發(fā)生氣溶膠散逸的箱型空氣凈化負(fù)壓安全裝置。其廣泛應(yīng)用于微生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、基因工程、生物制品等領(lǐng)域的科研、教學(xué)、臨床檢驗(yàn)和生產(chǎn)中，是實(shí)驗(yàn)室生物安全中一級(jí)防護(hù)屏障中最基本的安全防護(hù)設(shè)備 。

生物安全柜的工作原理主要是將柜內(nèi)空氣向外抽吸，使柜內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)，通過垂直氣流來保護(hù)工作人員；外界空氣經(jīng)高效空氣過濾器( high-efficiency particulate air filter, HEPA過濾器)過濾后進(jìn)入安全柜內(nèi)，以避免處理樣品被污染；柜內(nèi)的空氣也需經(jīng)過HEPA過濾器過濾后再排放到大氣中，以保護(hù)環(huán)境。

生物安全柜的結(jié)構(gòu)

生物安全柜一般由箱體和支架兩部分組成。箱體部分主要包括以下結(jié)構(gòu)：

1. 空氣過濾系統(tǒng)

空氣過濾系統(tǒng)是保證本設(shè)備性能最主要的系統(tǒng)，它由驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、循環(huán)空氣過濾器和外排空氣過濾器組成。其最主要的功能是不斷地使?jié)崈艨諝膺M(jìn)入工作室，使工作區(qū)的下沉氣流(垂直氣流)流速不小于0.3m/s，保證工作區(qū)內(nèi)的潔凈度達(dá)到100級(jí)。同時(shí)使外排氣流也被凈化，防止污染環(huán)境。

該系統(tǒng)的核心部件為HEPA過濾器，其采用特殊防火材料為框架，框內(nèi)用波紋狀的鋁片分隔成柵狀，里面填充乳化玻璃纖維亞微粒，其過濾效率可達(dá)到99.99%~100%。進(jìn)風(fēng)口的預(yù)過濾罩或預(yù)過濾器，使空氣預(yù)過濾凈化后再進(jìn)入HEPA過濾器中，可延長HEPA過濾器的使用壽命。

2. 外排風(fēng)箱系統(tǒng)

外排風(fēng)箱系統(tǒng)由外排風(fēng)箱殼體、風(fēng)機(jī)和排風(fēng)管道組成。外排風(fēng)機(jī)提供排氣的動(dòng)力，將工作室內(nèi)不潔凈的空氣抽出，并由外排過濾器凈化而起到保護(hù)樣品和柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)物品的作用，由于外排作用，工作室內(nèi)為負(fù)壓，防止工作區(qū)空氣外逸，起到保護(hù)操作者的目的。

3. 滑動(dòng)前窗驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

滑動(dòng)前窗驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由前玻璃門、門電機(jī)、牽引機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸和限位開關(guān)等組成，主要作用是驅(qū)動(dòng)或牽引各個(gè)門軸，使設(shè)備在運(yùn)行過程中，前玻璃門處于正常位置。

4. 照明光源和紫外光源位于玻璃門內(nèi)側(cè)以保證工作室內(nèi)有一定的亮度和用于工作室內(nèi)的臺(tái)面及空氣的消毒。

5.控制面板上有電源、紫外燈、照明燈、風(fēng)機(jī)開關(guān)、控制前玻璃門移動(dòng)等裝置，主要作用是設(shè)定及顯示系統(tǒng)狀態(tài)。

生物安全柜的分級(jí)

按照NSF49標(biāo)準(zhǔn)，生物安全等級(jí)1級(jí)(P1)的媒質(zhì)是指普通無害細(xì)菌、病毒等微生物；生物安全等級(jí)2級(jí)(P2)的媒質(zhì)是指一般性可致病細(xì)菌、病毒等微生物；生物安全等級(jí)3級(jí)(P3)的媒質(zhì)是指烈性/致命細(xì)菌、病毒等微生物，但感染后可治愈；生物安全等級(jí)4級(jí)(P4)的媒質(zhì)是指烈性/致命細(xì)菌、病毒等微生物，感染后不易治愈。此標(biāo)準(zhǔn)將生物安全柜分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，可適用于不同生物安全等級(jí)媒質(zhì)的操作。

生物安全實(shí)驗(yàn)室選用生物安全柜的原則

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室級(jí)別為一級(jí)時(shí)一般無須使用生物安全柜，或使用Ⅰ級(jí)生物安全柜。實(shí)驗(yàn)室級(jí)別為二級(jí)時(shí)，當(dāng)可能產(chǎn)生微生物氣溶膠或出現(xiàn)濺出的操作時(shí)，可使用Ⅰ級(jí)生物安全柜；當(dāng)處理感染性材料時(shí)，應(yīng)使用部分或全部排風(fēng)的Ⅱ級(jí)生物安全柜；若涉及處理化學(xué)致癌劑、放射性物質(zhì)和揮發(fā)性溶媒，則只能使用Ⅱ-B級(jí)全排風(fēng)(B2型)生物安全柜。實(shí)驗(yàn)室級(jí)別為三級(jí)時(shí)，應(yīng)使用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)生物安全柜；所有涉及感染材料的操作，應(yīng)使用全排風(fēng)型Ⅱ-B級(jí)(B2型)或Ⅲ級(jí)生物安全柜。實(shí)驗(yàn)室級(jí)別為四級(jí)時(shí)，應(yīng)使用Ⅲ級(jí)全排風(fēng)生物安全柜。當(dāng)人員穿著正壓防護(hù)服時(shí)，可使用Ⅱ-B級(jí)生物安全柜。

生物安全柜的安裝

1. 生物安全柜在運(yùn)輸過程中不得側(cè)置、沖擊、碰撞，且不能受雨雪的直接侵襲及日光暴曬。

2. 生物安全柜的工作環(huán)境為10~30℃ ,相對(duì)濕度為<75%。

3. 設(shè)備應(yīng)安裝在不能移動(dòng)的水平面上。

4. 設(shè)備必須安裝在靠近固定電源插座處，在沒有連接外排系統(tǒng)的情況下，其頂部距離房間頂部障礙物至少200mm距離，后面與墻面間隔至少300mm距離，以利于外排氣流暢通和安全柜的維護(hù)。

5. 為了防止氣流干擾，要求不得將設(shè)備安裝在人員往來的通道中，并且不得使生物安全柜滑動(dòng)前窗操作口正對(duì)實(shí)驗(yàn)室的門窗或靠門窗太近，應(yīng)遠(yuǎn)離人員活動(dòng)，物品流動(dòng)及可能會(huì)擾亂氣流的地方。

6. 在高海拔地區(qū)使用，安裝后必須重新校正風(fēng)速。

生物安全柜的使用

1. 接通電源。

2. 穿好潔凈的實(shí)驗(yàn)工作服，清潔雙手，用70%的酒精或其他消毒劑全面擦拭安全柜內(nèi)的工作平臺(tái)。

3. 將實(shí)驗(yàn)物品按要求擺放到安全柜內(nèi)。

4. 關(guān)閉玻璃門，打開電源開關(guān)，必要時(shí)應(yīng)開啟紫外燈對(duì)實(shí)驗(yàn)物品表面進(jìn)行消毒。

5. 消毒完畢后，設(shè)置到安全柜工作狀態(tài)，打開玻璃門，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

6. 設(shè)備完成自凈過程并運(yùn)行穩(wěn)定后即可使用。

7. 完成工作，取出廢棄物后，用70%的酒精擦拭柜內(nèi)工作平臺(tái)。維持氣流循環(huán)一段時(shí)間，以便將工作區(qū)污染物質(zhì)排出。

8. 關(guān)閉玻璃門，關(guān)閉日光燈，打開紫外燈進(jìn)行柜內(nèi)消毒。

9. 消毒完畢后，關(guān)閉電源。

注意事項(xiàng)

1. 為了避免物品間的交叉污染，整個(gè)工作過程中所需要的物品應(yīng)在工作開始前一字排開放置在安全柜中，以便在工作完成前沒有任何物品需要經(jīng)過空氣流隔層拿出或放入，特別注意：前排和后排的回風(fēng)格柵上不能放置物品，以防止堵塞回風(fēng)格柵，影響氣流循環(huán)。

2. 在開始工作前及完成工作后，需維持氣流循環(huán)一段時(shí)間，完成安全柜的自凈過程，每次試驗(yàn)結(jié)束應(yīng)對(duì)柜內(nèi)進(jìn)行清潔和消毒。

3. 操作過程中，盡量減少雙臂進(jìn)出次數(shù)，雙臂進(jìn)出安全柜時(shí)動(dòng)作應(yīng)該緩慢，避免影響正常的氣流平衡。

4. 柜內(nèi)物品移動(dòng)應(yīng)按低污染向高污染移動(dòng)原則，柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)按從清潔區(qū)到污染區(qū)的方向進(jìn)行。操作前可用消毒劑浸濕的毛巾墊底，以便吸收可能濺出的液滴。

5. 盡量避免將離心機(jī)、振蕩器等儀器安置在安全柜內(nèi)，以免儀器震動(dòng)時(shí)濾膜上的顆粒物質(zhì)抖落，導(dǎo)致柜內(nèi)潔凈度下降；同時(shí)這些儀器散熱排風(fēng)口氣流可能影響柜內(nèi)的氣流平衡。

6. 安全柜內(nèi)不能使用明火，防止燃燒過程中產(chǎn)生的高溫細(xì)小顆粒雜質(zhì)帶入濾膜而損傷濾膜。

生物安全柜的維護(hù)

為了保障生物安全柜的安全性，應(yīng)定期對(duì)安全柜進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)：

1. 每次使用前后應(yīng)對(duì)安全柜工作區(qū)進(jìn)行清潔和消毒。

2. HEPA過濾器的使用壽命到期后，應(yīng)由接受過生物安全柜專門培訓(xùn)的專業(yè)人員更換。

3. WHO頒布的實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊(cè)、美國生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)NSF49和中國食品藥品監(jiān)督管理局生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)YY0569都要求有下列情況之一者，應(yīng)對(duì)生物安全柜進(jìn)行安全檢測(cè)：安裝完畢投入使用前；一年一度的常規(guī)檢測(cè)；當(dāng)安全柜移位后；更換HEPA過濾器和內(nèi)部部件維修后。

安全檢測(cè)包括以下幾個(gè)方面：

1. 進(jìn)氣流流向和風(fēng)速檢測(cè)：進(jìn)氣流流向采用發(fā)煙法或絲線法在工作斷面檢測(cè)，檢測(cè)位置包括工作窗口的四周邊緣和中間區(qū)域；進(jìn)氣流風(fēng)速采用風(fēng)速計(jì)測(cè)量工作窗口斷面風(fēng)速。

2. 下沉氣流風(fēng)速和均勻度檢測(cè)：采用風(fēng)速儀均勻布點(diǎn)測(cè)量截面風(fēng)速。

3. 工作區(qū)潔凈度檢測(cè)：采用塵埃粒子計(jì)時(shí)器在工作區(qū)檢測(cè)。

4. 噪聲檢測(cè)：生物安全柜前面板水平中心向外300mm，且高于工作臺(tái)面380mm處用聲級(jí)測(cè)量噪聲。

5. 光照度檢測(cè)：沿工作臺(tái)面長度方向中心線每隔30cm設(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)。

6. 箱體漏泄檢測(cè)：給安全柜密封并增壓到500Pa，30分鐘后在測(cè)試區(qū)連接壓力計(jì)或壓力傳感器系統(tǒng)用壓力衰減法進(jìn)行檢測(cè)，或用肥皂泡法檢測(cè) [2]  。

擴(kuò)展閱讀

[1] 須建,彭裕紅,馬青等.臨床檢驗(yàn)儀器（第2版）[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2015

[2] 叢玉隆,黃柏興,霍子凌等.臨床檢驗(yàn)裝備大全-儀器與設(shè)備（第2卷）[M].北京:科學(xué)出版社,2015

參考資料

1.  蘇虹. 生物安全柜[J]. 中華疾病控制雜志, 2008, 12(5): 482

2.  漆小平,邱廣斌,崔景輝等.．醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器．北京：科學(xué)出版社，2018

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