生物安全柜原理

第21章生物安全柜學習要求

了解生物安全柜的：安裝要求維護與保養(yǎng)

熟悉生物安全柜的：基本結構生物安全實驗室選用生物安全柜的原則

Ⅰ級生物安全柜的主要性能特點及應用范圍

Ⅲ級生物安全柜的主要性能特點及應用范圍

掌握生物安全柜:

基本工作原理、分類

Ⅱ級生物安全柜（包括A、A2、B1、B2四個類型）的主要性能特點及應用范圍

日常操作注意事項前言生物安全柜是防止操作者和環(huán)境暴露于實驗過程中產生的生物氣溶膠的負壓過濾排風柜，是防止實驗室獲得性感染的主要設備。氣溶膠是指懸浮于氣體介質中、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空氣向外抽吸，使柜內保持負壓狀態(tài)、安全柜內的氣體不能外泄從而保護工作人員；外界空氣經高效空氣過濾器過濾后進入安全柜內，以避免處理樣品被污染；柜內的空氣也需經過高效空氣過濾器過濾后再排放到大氣中以保護環(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濾過器過濾氣體二、生物安全柜的分類

生物安全柜領域執(zhí)行的重要標準有歐洲標準EN12469:2000和美國國家衛(wèi)生基金會的第49號標(NSF49)等我國于2006年正式實施《中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準：生物安全柜》(YY0569-2005)根據氣流及隔離屏障設計結構，將生物安全柜分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(YY0569-2005)Ⅰ級生物安全柜

Ⅰ級生物安全柜是指用于保護操作人員與環(huán)境安全、而不保護樣品安全的通風安全柜Ⅰ級生物安全柜結構示意圖房間空氣過濾后排出氣體Ⅰ級生物安全柜因不考慮處理樣品是否會被進入柜內的空氣污染，故對進入柜內的空氣潔凈度要求不高?？諝馔ㄟ^前窗操作口進入柜內，流過工作臺表面后被過濾并經排氣口排到大氣?？諝獾牧鲃訛閱蜗?、非循環(huán)式。前窗操作口向內吸入的負壓氣流保護操作人員的安全。從安全柜內排出的氣流經高效空氣過濾器過濾后排出，保護環(huán)境不受污染。二、生物安全柜的分類

（一）Ⅱ級生物安全柜

Ⅱ級生物安全柜是指用于保護操作人員、處理樣品安全與環(huán)境安全的通風安全柜前窗操作口向內吸入的氣流用以保護操作人員的安全；工作空間為經高效空氣過濾器凈化的垂直下降氣流用以保護產品的安全；柜內的氣流經高效空氣過濾后排出，以保護環(huán)境不受污染。Ⅱ級生物安全柜按排放氣流占系統(tǒng)總流量的比例及內部設計結構，將其劃分為A1、A2、B1、B2四個類型。1、Ⅱ級A1型生物安全柜

1）結構示意圖

供風過濾器排風過濾器房間空氣風機2）Ⅱ級A1型生物安全柜氣流原理圖3）Ⅱ級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，經高效空氣過濾器過濾后送至工作區(qū)，即安全柜內70%氣體通過高效空氣過濾器過濾后再循環(huán)至工作區(qū)，30%氣體通過排氣口的高效空氣過濾器排出。安全柜內的污染氣流經過高效空氣過濾器過濾后可以排到實驗室或經安全柜的外排接口通過排風管道排到大氣中。安全柜內的污染部位可以處于正壓狀態(tài)，并且這些正壓區(qū)域可以沒有負壓的風道和靜壓箱包圍。2、Ⅱ級A2型生物安全柜

1）結構示意圖

排風過濾器供風過濾器壓力排風系統(tǒng)風機2）Ⅱ級A2型生物安全柜氣流示意圖房間空氣經過濾器過濾空氣負壓區(qū)未過濾空氣正壓區(qū)未過濾空氣

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，經高效空氣過濾器過濾后送至工作區(qū)；即安全柜內70%氣體通過高效空氣過濾器過濾后再循環(huán)至工作區(qū)，30%氣體通過排氣口的高效空氣過濾器過濾后排出。安全柜內的污染氣流經過高效空氣過濾器過濾后可以排到實驗室或經安全柜的外排接口通過排風管道排到大氣中安全柜內所有生物污染部位均應保持負壓或者被負壓的風道和靜壓箱包圍。3、

Ⅱ級B1型生物安全柜

1）結構示意圖風機前操作口觀察窗負壓壓力排風系統(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。柜內氣體中30%氣體通過高效空氣過濾器過濾后再循環(huán)使用，70%氣體排出。排出的氣體過濾后通過專用風道排入大氣中所有被生物污染的部位均應保持負壓，或被負壓的通道和負壓通風系統(tǒng)包圍4、Ⅱ級B2型生物安全柜（也稱為“全排”型）

1）結構示意圖供風過濾器排風過濾器負壓壓力排風系統(tǒng)供風過濾器排風過濾器負壓壓力排風系統(tǒng)供風過濾器排風過濾器負壓壓力排風系統(tǒng)供風過濾器排風過濾器負壓壓力排風系統(tǒng)供風過濾器排風過濾器2）Ⅱ級B2型生物安全柜氣流示意圖房間空氣經過濾器過濾空氣污染空氣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。柜內外流的氣流過濾后排入大氣，不允許再進入安全柜循環(huán)或返流回實驗室。所有污染部位均應處于負壓狀態(tài)或者被負壓區(qū)包圍二）Ⅲ級生物安全柜

1、結構示意圖雙開門高壓滅菌器或傳遞箱手套兩個排風過濾器雙開門高壓滅菌器或傳遞箱手套兩個排風過濾器雙開門高壓滅菌器或傳遞箱2、Ⅲ級生物安全柜氣流示意圖房間空氣經過濾器過濾空氣污染空氣3、Ⅲ級生物安全柜參數(shù)工作空間為經高效空氣過濾器凈化的無渦流的單向流空氣在安全柜內的操作是通過與安全柜密閉連接的手套完成的安全柜內對實驗室的負壓應不低于120Pa，下降氣流經高效空氣過濾器過濾后進入安全柜，而排出的氣流應經過雙層高效空氣過濾器過濾或通過一層高效空氣過濾器過濾和焚燒來處理。第二節(jié)生物安全柜的結構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、風機、門電機、進風預過濾罩、凈化空氣過濾器、外排空氣預過濾器、照明源和紫外光源等設備。正面示意圖側面示意圖1.前玻璃門操作時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操作口伸到柜子里，并且通過觀察窗觀察工作臺面。2.空氣過濾系統(tǒng)是保證設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入工作室，使工作室內的垂直氣流保持一定的流速，保證工作室內的潔凈度達到100級。同時使外排的氣體也被凈化，防止環(huán)境污染。3.高效空氣過濾器是生物安全柜的主要生物防護結構過濾效率可達99.99%～100%，對直徑≥23nm的病毒顆粒也可完全攔截。4.外排風箱系統(tǒng)外排風機提供排氣的動力，將工作室的不潔凈氣體抽出，并由外排過濾器凈化，起保護所操作的樣品或標本的目的。由于工作室內為負壓，使玻璃門處向內的補給空氣平均風速達到一定程度，防止安全柜內空氣外溢，起到保護操作者的目的。5.前玻璃門驅動系統(tǒng)

由門電機、前玻璃門、牽引機構、傳動軸和限位開關等組成。6.紫外光源

位于前玻璃門內側，固定在工作室的頂端，裝有紫外燈管，用于消毒。7.照明光源

位于前面板內側，保證工作室內有一定的亮度。

8.控制面板

有電源開關，紫外燈、照明燈開關，風機開關，控制前玻璃門上下移動的開關，及有關功能設定和系統(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用、

維護與保養(yǎng)一、生物安全柜的臨床應用

按照《實驗室-生物安全通用要求》（GB19489-2008）,根據對所操作生物因子采取的防護措施，將實驗室生物安全防護水平分為一級、二級、三級和四級。在各級生物安全實驗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過程中，嚴禁將其橫倒放置和拆卸，宜在搬入安裝現(xiàn)場后拆開包裝。生物安全柜應安裝于排風口附近，不應安裝在氣流激烈變化和人員走動多的地方，不應安裝在門口。生物安全柜應處于空氣氣流方向的下游。生物安全柜的背面、側面離墻的距離宜保持不小于150㎜～300㎜的檢修距離，頂部也應留有不小于300㎜的空間。排風系統(tǒng)應能保證生物安全柜內相對于其所在房間為負壓，且安裝時需注意必須方便排風高效空氣過濾器的更換。如果安全柜內需要其他氣體，應同時安裝氣體管道。三、生物安全柜內實驗操作

注意事項

1.做好相應個人防護2.安全柜內物品擺放原則3.紫外燈的使用4.避免使用明火5.操作宜緩慢6.柜內移動物品時應盡量避免交叉污染7.避免震動8.操作結束后選用合適的消毒劑清潔安全柜內表面9.安全柜只有在工作正常時才能使用四、維護與保養(yǎng)

1、每次實驗結束后應對工作室進行清洗和消毒。2、預過濾器一旦受損，應及時更換。3、高效空氣過濾器有一定的使用壽命，隨著使用期的延長，細菌和塵埃積聚在過濾器上，會導致高效空氣過濾器壓力損失的增大。高效空氣過濾器的使用壽命到期后，應立即更換。由于過濾器可能帶有污染物，操作時應注意安全防護，最好請專業(yè)人員來更換。4、有下列情況時，應對生物安全柜進行現(xiàn)場檢測生物安全實驗室竣工后及使用前，生物安全柜安裝完畢生物安全柜移動位置對生物安全柜進行檢修生物安全柜更換HEPA過濾器后一年一度常規(guī)檢測對生物安全柜進行現(xiàn)場測試內容1）垂直氣流平均風速檢測

在高效過濾器以下0.15米處用風速儀均勻布點測量截面風速，點距≤0.15m,每列至少測3點，每行至少測5點。評價標準：平均風速不低于0.25m/s，且單點風速與平均風速之差≤±20%。2）工作窗口的氣流流向檢測

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，評價標準：所有位置的氣流流向內。3）工作窗口的氣流流速檢測

采用風速計檢測操作窗口斷面風速，測點間距≤0.19m,每列至少測2點，每行至少測3點。各斷面測定結果均不低于產品標準。其它測試內容還有：工作區(qū)潔凈度檢測、噪聲檢測、光照度檢測及在有條件時進行箱體的漏泄檢測等內容。它們均須符合產品標準。五、Ⅱ級生物安全柜常見錯誤信息和處理常見的錯誤情況有：1、照明燈或紫外線燈不亮2、風機不運行但指示燈亮3、啟動風機后無風吹出4、平均風速偏低5、玻璃門高度低于安全線仍報警6、蜂鳴器連續(xù)報警處理：參考說明書或咨詢、商請廠家修理人員處理。本章小結生物安全柜是防止操作者和環(huán)境暴露于實驗過程中產生的生物氣溶膠的負壓過濾排風柜。其工作原理是將柜內空氣向外抽吸，使柜內保持負壓狀態(tài)，通過垂直氣流來保護工作人員；外界空氣經高效空氣過濾器過濾后進入安全柜內，以避免處理樣品被污染；柜內的空氣也需經過高效空氣過濾器過濾后再排放到大氣中，以保護環(huán)境。我國執(zhí)行的生物安全柜標準是《中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準：生物安全柜》(YY056