生物安全柜原理

第21章生物安全柜學(xué)習(xí)要求

了解生物安全柜的：安裝要求維護(hù)與保養(yǎng)

熟悉生物安全柜的：基本結(jié)構(gòu)生物安全實(shí)驗(yàn)室選用生物安全柜的原則

Ⅰ級(jí)生物安全柜的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

Ⅲ級(jí)生物安全柜的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

掌握生物安全柜:

基本工作原理、分類

Ⅱ級(jí)生物安全柜（包括A、A2、B1、B2四個(gè)類型）的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

日常操作注意事項(xiàng)前言生物安全柜是防止操作者和環(huán)境暴露于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣溶膠的負(fù)壓過(guò)濾排風(fēng)柜，是防止實(shí)驗(yàn)室獲得性感染的主要設(shè)備。氣溶膠是指懸浮于氣體介質(zhì)中、粒徑一般為0.001μm～100μm的固態(tài)、液態(tài)微粒所形成的膠溶態(tài)分散體系。第一節(jié)生物安全柜的

工作原理和分類一、生物安全柜的基本工作原理

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)、安全柜內(nèi)的氣體不能外泄從而保護(hù)工作人員；外界空氣經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)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(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再排放到大氣中以保護(hù)環(huán)境。一、生物安全柜的基本工作原理生物安全柜的工作原理――氣流示意圖生物安全柜的工作原理

――氣流示意圖房間空氣污染空氣經(jīng)濾過(guò)器過(guò)濾氣體二、生物安全柜的分類

生物安全柜領(lǐng)域執(zhí)行的重要標(biāo)準(zhǔn)有歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12469:2000和美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)的第49號(hào)標(biāo)(NSF49)等我國(guó)于2006年正式實(shí)施《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：生物安全柜》(YY0569-2005)根據(jù)氣流及隔離屏障設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將生物安全柜分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)(YY0569-2005)Ⅰ級(jí)生物安全柜

Ⅰ級(jí)生物安全柜是指用于保護(hù)操作人員與環(huán)境安全、而不保護(hù)樣品安全的通風(fēng)安全柜Ⅰ級(jí)生物安全柜結(jié)構(gòu)示意圖房間空氣過(guò)濾后排出氣體Ⅰ級(jí)生物安全柜因不考慮處理樣品是否會(huì)被進(jìn)入柜內(nèi)的空氣污染，故對(duì)進(jìn)入柜內(nèi)的空氣潔凈度要求不高?？諝馔ㄟ^(guò)前窗操作口進(jìn)入柜內(nèi)，流過(guò)工作臺(tái)表面后被過(guò)濾并經(jīng)排氣口排到大氣。空氣的流動(dòng)為單向、非循環(huán)式。前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流保護(hù)操作人員的安全。從安全柜內(nèi)排出的氣流經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后排出，保護(hù)環(huán)境不受污染。二、生物安全柜的分類

（一）Ⅱ級(jí)生物安全柜

Ⅱ級(jí)生物安全柜是指用于保護(hù)操作人員、處理樣品安全與環(huán)境安全的通風(fēng)安全柜前窗操作口向內(nèi)吸入的氣流用以保護(hù)操作人員的安全；工作空間為經(jīng)高效空氣過(guò)濾器凈化的垂直下降氣流用以保護(hù)產(chǎn)品的安全；柜內(nèi)的氣流經(jīng)高效空氣過(guò)濾后排出，以保護(hù)環(huán)境不受污染。Ⅱ級(jí)生物安全柜按排放氣流占系統(tǒng)總流量的比例及內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將其劃分為A1、A2、B1、B2四個(gè)類型。1、Ⅱ級(jí)A1型生物安全柜

1）結(jié)構(gòu)示意圖

供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器房間空氣風(fēng)機(jī)2）Ⅱ級(jí)A1型生物安全柜氣流原理圖3）Ⅱ級(jí)A1型生物安全柜參數(shù)前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.40m/s。安全柜內(nèi)的下降氣流為部分流入氣流和部分下降氣流的混合氣體，經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后送至工作區(qū)，即安全柜內(nèi)70%氣體通過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再循環(huán)至工作區(qū)，30%氣體通過(guò)排氣口的高效空氣過(guò)濾器排出。安全柜內(nèi)的污染氣流經(jīng)過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后可以排到實(shí)驗(yàn)室或經(jīng)安全柜的外排接口通過(guò)排風(fēng)管道排到大氣中。安全柜內(nèi)的污染部位可以處于正壓狀態(tài)，并且這些正壓區(qū)域可以沒(méi)有負(fù)壓的風(fēng)道和靜壓箱包圍。2、Ⅱ級(jí)A2型生物安全柜

1）結(jié)構(gòu)示意圖

排風(fēng)過(guò)濾器供風(fēng)過(guò)濾器壓力排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)2）Ⅱ級(jí)A2型生物安全柜氣流示意圖房間空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾空氣負(fù)壓區(qū)未過(guò)濾空氣正壓區(qū)未過(guò)濾空氣

3）A2型生物安全柜參數(shù)前窗操作口流入氣流的最小平均流速為0.50m/s。安全柜內(nèi)的下降氣流為部分流入氣流和部分下降氣流的混合氣體，經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后送至工作區(qū)；即安全柜內(nèi)70%氣體通過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再循環(huán)至工作區(qū)，30%氣體通過(guò)排氣口的高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后排出。安全柜內(nèi)的污染氣流經(jīng)過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后可以排到實(shí)驗(yàn)室或經(jīng)安全柜的外排接口通過(guò)排風(fēng)管道排到大氣中安全柜內(nèi)所有生物污染部位均應(yīng)保持負(fù)壓或者被負(fù)壓的風(fēng)道和靜壓箱包圍。3、

Ⅱ級(jí)B1型生物安全柜

1）結(jié)構(gòu)示意圖風(fēng)機(jī)前操作口觀察窗負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)2）B1型生物安全柜參數(shù)前窗操作口流入氣流的最低流速為0.50m/s。柜內(nèi)氣體中30%氣體通過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再循環(huán)使用，70%氣體排出。排出的氣體過(guò)濾后通過(guò)專用風(fēng)道排入大氣中所有被生物污染的部位均應(yīng)保持負(fù)壓，或被負(fù)壓的通道和負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)包圍4、Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜（也稱為“全排”型）

1）結(jié)構(gòu)示意圖供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器2）Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜氣流示意圖房間空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾空氣污染空氣3）B2型生物安全柜

參數(shù)前窗操作口流入氣流的最低流速為0.5m/s。柜內(nèi)下降氣流全部是由柜外供給，即安全柜排出的氣體不再循環(huán)使用。柜內(nèi)外流的氣流過(guò)濾后排入大氣，不允許再進(jìn)入安全柜循環(huán)或返流回實(shí)驗(yàn)室。所有污染部位均應(yīng)處于負(fù)壓狀態(tài)或者被負(fù)壓區(qū)包圍二）Ⅲ級(jí)生物安全柜

1、結(jié)構(gòu)示意圖雙開門高壓滅菌器或傳遞箱手套兩個(gè)排風(fēng)過(guò)濾器雙開門高壓滅菌器或傳遞箱手套兩個(gè)排風(fēng)過(guò)濾器雙開門高壓滅菌器或傳遞箱2、Ⅲ級(jí)生物安全柜氣流示意圖房間空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾空氣污染空氣3、Ⅲ級(jí)生物安全柜參數(shù)工作空間為經(jīng)高效空氣過(guò)濾器凈化的無(wú)渦流的單向流空氣在安全柜內(nèi)的操作是通過(guò)與安全柜密閉連接的手套完成的安全柜內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)壓應(yīng)不低于120Pa，下降氣流經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入安全柜，而排出的氣流應(yīng)經(jīng)過(guò)雙層高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾或通過(guò)一層高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾和焚燒來(lái)處理。第二節(jié)生物安全柜的結(jié)構(gòu)與功能生物安全柜一般均由箱體和支架兩部分組成箱體部分包括有前玻璃門、風(fēng)機(jī)、門電機(jī)、進(jìn)風(fēng)預(yù)過(guò)濾罩、凈化空氣過(guò)濾器、外排空氣預(yù)過(guò)濾器、照明源和紫外光源等設(shè)備。正面示意圖側(cè)面示意圖1.前玻璃門操作時(shí)安全柜正面玻璃門推開一半，上部為觀察窗，下部為操作口。操作者的手臂可通過(guò)操作口伸到柜子里，并且通過(guò)觀察窗觀察工作臺(tái)面。2.空氣過(guò)濾系統(tǒng)是保證設(shè)備性能的最主要的系統(tǒng)主要功能是保證潔凈空氣不斷地進(jìn)入工作室，使工作室內(nèi)的垂直氣流保持一定的流速，保證工作室內(nèi)的潔凈度達(dá)到100級(jí)。同時(shí)使外排的氣體也被凈化，防止環(huán)境污染。3.高效空氣過(guò)濾器是生物安全柜的主要生物防護(hù)結(jié)構(gòu)過(guò)濾效率可達(dá)99.99%～100%，對(duì)直徑≥23nm的病毒顆粒也可完全攔截。4.外排風(fēng)箱系統(tǒng)外排風(fēng)機(jī)提供排氣的動(dòng)力，將工作室的不潔凈氣體抽出，并由外排過(guò)濾器凈化，起保護(hù)所操作的樣品或標(biāo)本的目的。由于工作室內(nèi)為負(fù)壓，使玻璃門處向內(nèi)的補(bǔ)給空氣平均風(fēng)速達(dá)到一定程度，防止安全柜內(nèi)空氣外溢，起到保護(hù)操作者的目的。5.前玻璃門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

由門電機(jī)、前玻璃門、牽引機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸和限位開關(guān)等組成。6.紫外光源

位于前玻璃門內(nèi)側(cè)，固定在工作室的頂端，裝有紫外燈管，用于消毒。7.照明光源

位于前面板內(nèi)側(cè)，保證工作室內(nèi)有一定的亮度。

8.控制面板

有電源開關(guān)，紫外燈、照明燈開關(guān)，風(fēng)機(jī)開關(guān)，控制前玻璃門上下移動(dòng)的開關(guān)，及有關(guān)功能設(shè)定和系統(tǒng)狀態(tài)顯示的液晶顯示屏等。第三節(jié)生物安全柜的臨床應(yīng)用、

維護(hù)與保養(yǎng)一、生物安全柜的臨床應(yīng)用

按照《實(shí)驗(yàn)室-生物安全通用要求》（GB19489-2008）,根據(jù)對(duì)所操作生物因子采取的防護(hù)措施，將實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)水平分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)。在各級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室選用生物安全柜的原則見下表。二、儀器的安裝生物安全柜在搬運(yùn)過(guò)程中，嚴(yán)禁將其橫倒放置和拆卸，宜在搬入安裝現(xiàn)場(chǎng)后拆開包裝。生物安全柜應(yīng)安裝于排風(fēng)口附近，不應(yīng)安裝在氣流激烈變化和人員走動(dòng)多的地方，不應(yīng)安裝在門口。生物安全柜應(yīng)處于空氣氣流方向的下游。生物安全柜的背面、側(cè)面離墻的距離宜保持不小于150㎜～300㎜的檢修距離，頂部也應(yīng)留有不小于300㎜的空間。排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能保證生物安全柜內(nèi)相對(duì)于其所在房間為負(fù)壓，且安裝時(shí)需注意必須方便排風(fēng)高效空氣過(guò)濾器的更換。如果安全柜內(nèi)需要其他氣體，應(yīng)同時(shí)安裝氣體管道。三、生物安全柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作

注意事項(xiàng)

1.做好相應(yīng)個(gè)人防護(hù)2.安全柜內(nèi)物品擺放原則3.紫外燈的使用4.避免使用明火5.操作宜緩慢6.柜內(nèi)移動(dòng)物品時(shí)應(yīng)盡量避免交叉污染7.避免震動(dòng)8.操作結(jié)束后選用合適的消毒劑清潔安全柜內(nèi)表面9.安全柜只有在工作正常時(shí)才能使用四、維護(hù)與保養(yǎng)

1、每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)對(duì)工作室進(jìn)行清洗和消毒。2、預(yù)過(guò)濾器一旦受損，應(yīng)及時(shí)更換。3、高效空氣過(guò)濾器有一定的使用壽命，隨著使用期的延長(zhǎng)，細(xì)菌和塵埃積聚在過(guò)濾器上，會(huì)導(dǎo)致高效空氣過(guò)濾器壓力損失的增大。高效空氣過(guò)濾器的使用壽命到期后，應(yīng)立即更換。由于過(guò)濾器可能帶有污染物，操作時(shí)應(yīng)注意安全防護(hù)，最好請(qǐng)專業(yè)人員來(lái)更換。4、有下列情況時(shí)，應(yīng)對(duì)生物安全柜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)生物安全實(shí)驗(yàn)室竣工后及使用前，生物安全柜安裝完畢生物安全柜移動(dòng)位置對(duì)生物安全柜進(jìn)行檢修生物安全柜更換HEPA過(guò)濾器后一年一度常規(guī)檢測(cè)對(duì)生物安全柜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試內(nèi)容1）垂直氣流平均風(fēng)速檢測(cè)

在高效過(guò)濾器以下0.15米處用風(fēng)速儀均勻布點(diǎn)測(cè)量截面風(fēng)速，點(diǎn)距≤0.15m,每列至少測(cè)3點(diǎn)，每行至少測(cè)5點(diǎn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：平均風(fēng)速不低于0.25m/s，且單點(diǎn)風(fēng)速與平均風(fēng)速之差≤±20%。2）工作窗口的氣流流向檢測(cè)

可采用發(fā)煙法或絲線法在操作窗口的四周邊緣和中間區(qū)域的斷面檢測(cè)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：所有位置的氣流流向內(nèi)。3）工作窗口的氣流流速檢測(cè)

采用風(fēng)速計(jì)檢測(cè)操作窗口斷面風(fēng)速，測(cè)點(diǎn)間距≤0.19m,每列至少測(cè)2點(diǎn)，每行至少測(cè)3點(diǎn)。各斷面測(cè)定結(jié)果均不低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。其它測(cè)試內(nèi)容還有：工作區(qū)潔凈度檢測(cè)、噪聲檢測(cè)、光照度檢測(cè)及在有條件時(shí)進(jìn)行箱體的漏泄檢測(cè)等內(nèi)容。它們均須符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。五、Ⅱ級(jí)生物安全柜常見錯(cuò)誤信息和處理常見的錯(cuò)誤情況有：1、照明燈或紫外線燈不亮2、風(fēng)機(jī)不運(yùn)行但指示燈亮3、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后無(wú)風(fēng)吹出4、平均風(fēng)速偏低5、玻璃門高度低于安全線仍報(bào)警6、蜂鳴器連續(xù)報(bào)警處理：參考說(shuō)明書或咨詢、商請(qǐng)廠家修理人員處理。本章小結(jié)生物安全柜是防止操作者和環(huán)境暴露于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣溶膠的負(fù)壓過(guò)濾排風(fēng)柜。其工作原理是將柜內(nèi)空氣向外抽吸，使柜內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)，通過(guò)垂直氣流來(lái)保護(hù)工作人員；外界空氣經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)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(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再排放到大氣中，以保護(hù)環(huán)境。我國(guó)執(zhí)行的生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)是《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：生物安全柜》(YY056