實(shí)驗室設計規劃如何選擇生物安全柜
四川華銳凈化 2019-08-12 11:00:34 閱讀
一、生物安全柜
生物安全柜可提供樣品和工作人員的雙重保護。過(guò)濾后的潔凈氣流從安全柜頂部吹下,通過(guò)工作區域,在到工作人員的呼吸區域前被俘獲。氣流在放空前將被過(guò)濾,一般情況下過(guò)濾后的空氣將被排回實(shí)驗室或者通過(guò)排氣管道排出室外。
生物安全柜可分為一級、二級和三級三大類(lèi)以滿(mǎn)足不同的生物研究和防疫要求。一級生物安全柜可保護工作人員和環(huán)境而不保護樣品。氣流原理和實(shí)驗室通風(fēng)櫥一樣,不同之處在于排氣口安裝有HEPA過(guò)濾器。所有類(lèi)型的生物安全柜都在排氣和進(jìn)氣口使用HEPA過(guò)濾器。
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一級生物安全柜本身無(wú)風(fēng)機,依賴(lài)外接通風(fēng)管中的風(fēng)機帶動(dòng)氣流,由于不能保護柜內樣品,目前已較少使用。
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二級生物安全柜是目前應用最為廣泛的柜型。按照NSF49的中的規定,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(gè)不同的型號:A1型,A2(原B3)型,B1和B2型。所有的二級生物安全柜都可提供工作人員、環(huán)境和樣品的保護。
A1型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.38m/s。70%氣體通過(guò)HEPA過(guò)濾器再循環(huán)至工作區,30%的氣體通過(guò)排氣口過(guò)濾排除。
A2型安全柜前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.5m/s。70%氣體通過(guò)HEPA過(guò)濾器再循環(huán)至工作區,30%的氣體通過(guò)排氣口過(guò)濾排除。
二級B型生物安全柜均為連接排氣系統的安全柜。連接安全柜排氣導管的風(fēng)機連接緊急供應電源,目的在斷電下仍可保持安全柜負壓,以免危險氣體泄漏如實(shí)驗室。其前窗氣流速度最小量或測量平均值應至少為0.5m/s(100fpm)。B1型70%氣體通過(guò)排氣口HEPA過(guò)濾器排除,30%的氣體通過(guò)供氣口HEPA過(guò)濾器再循環(huán)至工作區。B2型為100%全排型安全柜,無(wú)內部循環(huán)氣流,可同時(shí)提供生物性和化學(xué)性的安全控制。
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三級生物安全柜是為4級實(shí)驗室生物安全等級而設計的,柜體完全氣密,工作人員通過(guò)連接在柜體的手套進(jìn)行操作,俗稱(chēng)手套箱(Golve box),試驗品通過(guò)雙門(mén)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2000年5月,歐洲標準化委員會(huì )(CEN)頒布了生物安全柜歐洲標準EN12469:2000,正式替代了德國DIN 12950、英國B(niǎo)S5726和法國NF X-44-201等歐盟成員國生物安全柜的標準,成為歐盟區域內生物安全柜的統一標準。
NSF49在上世紀70年代就已經(jīng)出現,被公認為目前生物安全柜領(lǐng)域最完善的標準。在2002年,ANSI/NSF49正式獲得了美國國家標準學(xué)會(huì )(American National Standard Institute, ANSI)的官方認可,成為美國生物安全柜的統一標準。
NSF/ANSI49和EN12469是目前世界上最通用的生物安全柜國際認證,這兩種標準對安全柜性能分級、安全性能檢測都有詳細的說(shuō)明和要求。安全柜標準對規范安全柜市場(chǎng),保護研究人員起到重要的作用。
二、生物安全等級簡(jiǎn)介
生物安全等級P1
進(jìn)行試驗研究用的物質(zhì)都是已知的,所有特性都已清楚并且已證明不會(huì )導致疾病的多種微生物物質(zhì)。研究通過(guò)日常的程序在公開(kāi)的實(shí)驗臺面上進(jìn)行。不需要有特殊需求的安全保護措施。操作人員只需經(jīng)過(guò)基本的實(shí)驗室實(shí)驗程序培訓并且通常由科研人員指導,在這樣的環(huán)境下并不需要生物安全柜的存在。
生物安全等級P2
進(jìn)行試驗研究用的物質(zhì)是一些已知的中等程度危險性的并且與人類(lèi)某些常見(jiàn)疾病相關(guān)的物質(zhì)。操作者必須經(jīng)過(guò)進(jìn)行相關(guān)研究的操作培訓并且由專(zhuān)業(yè)科研人員指導。對于易于污染的物質(zhì)或者可能產(chǎn)生污染的情況進(jìn)行預先的處理準備。一些可能涉及或者產(chǎn)生有害生物物質(zhì)的操作過(guò)程都應該在生物安全柜內進(jìn)行,在這些條件下最好使用二級的生物安全柜。
生物安全等級P3
進(jìn)行試驗研究的物質(zhì)一般都是本土或者外來(lái)的有通過(guò)呼吸傳染使人們致病或者有生命危險的可能的物質(zhì)。我們需要保護一切在周?chē)h(huán)境中等操作者免于暴露于這些有潛在危險的物質(zhì)中。通常使用二級或者三級的生物安全柜是必需的。
生物安全等級P4
進(jìn)行試驗研究的物質(zhì)是一些非常高危險性并且可以致命的有毒物質(zhì),可以通過(guò)空氣傳播并且現今并沒(méi)有有效的疫苗或者治療方法來(lái)處理。操作者必須經(jīng)過(guò)熟練的關(guān)于進(jìn)行這種非常高危險性物質(zhì)研究的培訓,并且應該很熟悉一些相關(guān)操作,保護設施,實(shí)驗室設計等等方面對于這些高危險性物質(zhì)的預防。同時(shí)也必須由在此研究領(lǐng)域非常有經(jīng)驗的科研人員進(jìn)行指導。對于實(shí)驗室的進(jìn)出應當嚴格的進(jìn)行控制,實(shí)驗室一定要單獨的建造或者建造在一棟大樓中于其他任何地方都分離開(kāi)的獨立房間內,并且要求有詳細的關(guān)于研究的操作手冊進(jìn)行參考。在這樣的實(shí)驗研究中三級的生物安全柜是必需的。
三、如何選擇生物安全柜
Q:我需要購買(mǎi)的是生物安全柜還是超凈工作臺
A:超凈工作臺提供的是對樣品的保護,對操作者和環(huán)境是不提供保護的;廣義上的生物安全柜同時(shí)提供對操作者、環(huán)境和樣品的保護。所以,從您需要的保護情況上,可以得出正確的選擇;
Q:我應該購買(mǎi)哪種類(lèi)型、防護級別的生物安全柜
A:一般來(lái)說(shuō),除非需要做一些未知菌種和病毒和活體的研究需要使用三級生物安全柜,二級生物安全柜已經(jīng)能基本滿(mǎn)足我們的正常工作需要。對于不含有毒、放射性、揮發(fā)刺激性溶劑的樣品的實(shí)驗,A1/A2(原B3)型生物安全柜就已經(jīng)滿(mǎn)足使用要求,對于醫院系統采購,因為病毒及菌種類(lèi)別較復雜,而且實(shí)驗條件變化大,建議使用B2全排型生物安全柜;
Q:如何評判一臺生物安全柜的好壞
A:生物安全柜主要是用來(lái)做生物危害性防護的,所以對操作者的保護考慮是評判產(chǎn)品好壞的主要依據。二級生物安全柜最核心的技術(shù)是濾膜(包含濾膜材質(zhì)、濾膜截留效率、濾膜壽命)、風(fēng)路設計(包括前操作面的平衡、沉降風(fēng)速以及風(fēng)速的均一性、進(jìn)氣風(fēng)速、風(fēng)的垂直沉降形態(tài))、報警設置(好的生物安全柜應該包含低風(fēng)速報警、前窗錯誤位置的報警、紫外連鎖裝置、B2全排機型還需要有外風(fēng)機連鎖裝置)和負壓保護(包含側壁負壓,背部負壓、頂部負壓)。所以通過(guò)上述指標的比較可以知道生物安全柜的優(yōu)劣;
Q:為什么前操作面的平衡是一臺生物安全柜的重要指標
A:二級生物安全柜都存在一個(gè)開(kāi)口的前操作面,便于操作的同時(shí)也帶來(lái)一個(gè)污染的可能,如果平衡不好,那么會(huì )產(chǎn)生這個(gè)區域的污染,就無(wú)法做到正常的避免外界進(jìn)入操作室污染樣品以及操作室外泄污染操作者防護,這樣就和生物安全柜的設計理念出現了本質(zhì)的偏差,所以說(shuō),二級生物安全柜在前操作面的平衡問(wèn)題很關(guān)鍵;
Q:為什么報警裝置里面需要有低風(fēng)速報警一個(gè)內容
A:在歐美地區,按照歐美的標準,每一臺生物安全柜都推薦做一次主要技術(shù)指標的校檢。我們買(mǎi)回生物安全柜并使用一段時(shí)候以后,生物安全柜是否還處于對操作者、環(huán)境和樣品的正常保護,作為操作使用人員,我們是沒(méi)有辦法知道的,而一旦由于濾膜堆積而造成沉降風(fēng)速降低,就會(huì )產(chǎn)生樣品污染可能,如果進(jìn)風(fēng)風(fēng)速降低,那么就可能造成人員被污染。在現有的國情下,我們很難做到每年的技術(shù)校檢,因為存在不小的費用,所以低風(fēng)速報警很重要;
Q:生物安全柜具有電動(dòng)前窗,是不是很方便,很好
A:錯!在歐美地區,一個(gè)生物危害性實(shí)驗室往往需要配置雙供電系統,避免一個(gè)供電系統出現故障時(shí)的生物危害性物質(zhì)外泄。在國內,這樣的實(shí)驗室配置很難獲得。所以電動(dòng)前窗一旦在實(shí)驗過(guò)程中停電,就會(huì )產(chǎn)生很大的危險,造成無(wú)法彌補的損失!而且不論是電動(dòng)前窗還是手動(dòng)前窗,在操作時(shí)都是固定高度的,所以在生物安全柜上,電動(dòng)前窗意義不大并有危險,可以說(shuō)百害無(wú)一益;
Q:生物安全柜的側壁負壓是什么意思
A:生物安全柜歐美標準不同,在側壁要求也不同,美洲產(chǎn)品都是不銹鋼側壁,并要求負壓腔來(lái)避免側壁泄漏污染可能,歐洲產(chǎn)品基本都采用玻璃側壁,沒(méi)有對側壁做負壓保護。由于柜體內部操作室是正壓的,所以如果有殼體破損和泄漏點(diǎn)存在,就會(huì )產(chǎn)生向外的泄漏。因此在側壁和背板形成負壓保護可以有效降低泄漏的可能性;
Q:負壓保護腔如何來(lái)避免污染和交叉污染
A:好的實(shí)驗室設計會(huì )在結束工作后風(fēng)機可以進(jìn)一步進(jìn)行一段時(shí)間的空轉來(lái)潔凈消毒,如果沒(méi)有這個(gè)設計,操作者需要在實(shí)驗操作結束后,將柜體繼續開(kāi)啟一定時(shí)間以最大程度排出污染物。
Q:我們需要定購一些什么附件
A:柜內一般會(huì )需要使用一些用電設備,那么柜內的防濺電源插座是需要的,而且由于目前國內使用歐洲儀器比較普及,鑒于歐洲電源線(xiàn)的接地和我國的插座不相容,所以會(huì )在歐式儀器上產(chǎn)生一定的靜電,靜電會(huì )影響到生物安全柜內垂直沉降的風(fēng)流,會(huì )有一定吸附作用,因此如果可能最好配置一個(gè)歐式防濺電源插座。由于柜體操作室內部污染不是很大,最大的污染在負壓保護腔內,所以紫外燈系統可以考慮選配,來(lái)達到更好的滅菌消毒功能。分體設計的安全柜需要配支架;
除了了解安全柜各項性能指標,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(mǎi)的安全柜是否獲得過(guò)以下幾項主要的國際安全柜認證:
EN12469 (歐洲生物安全柜統一標準)
NSF49 (美國生物安全柜標準-二級生物安全柜)
AS2252.2 (澳洲生物安全柜標準-二級生物安全柜) JIS K3800 (日本生物安全柜標準)
在尋求生產(chǎn)商產(chǎn)品認證的同時(shí),用戶(hù)也許注意以下事項:
1.當生產(chǎn)商聲稱(chēng)自己生產(chǎn)的安全柜符合某項國際標準時(shí),可要求其出示證明-合法的認證機構所簽署的獨立檢測報告;
2.一些標準可能與安全柜安全性能無(wú)直接關(guān)聯(lián),例如生物安全柜生產(chǎn)商聲稱(chēng)獲得ISO9001質(zhì)量認證,而ISO9001并不會(huì )對安全柜性能進(jìn)行以上國際安全柜標準的檢測;
3.認證必須是由獨立、合法的安全柜認證機構測試和頒布的;
四、生物安全柜柜內操作主要注意事項:
緩慢移動(dòng)原則:
為了避免影響正常的風(fēng)路狀態(tài),柜內操作時(shí)手應該盡量平緩移動(dòng)
物品平行擺放原則:
為了避免物品和物品之間的交叉污染現象產(chǎn)生,在柜內擺放的物品應該盡量呈橫向一字擺開(kāi),避免回風(fēng)過(guò)程中造成交叉污染。同時(shí)避免堵塞背部回風(fēng)隔柵影響正常風(fēng)路。
避免震動(dòng)原則:
柜內盡量避免震動(dòng)儀器(例如離心機、旋渦振蕩器等)的使用,因為震動(dòng)會(huì )使得積留在濾膜上的顆粒物質(zhì)抖落,導致操作室內部潔凈度降低,同時(shí)如果在前操作面平衡失敗還會(huì )引起安全柜對操作者的污染。
不同樣品柜內移動(dòng)原則:
柜內兩種及以上物品需要移動(dòng)時(shí),一定遵循低污染性物品向高污染性物品移動(dòng)原則,避免污染性高的物品在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生對柜體內部的大面積污染。
明火使用原則:
柜內盡量不要使用明火!因為在明火使用過(guò)程中產(chǎn)生的細小顆粒雜質(zhì)將被帶入濾膜區域,這些高溫雜質(zhì)會(huì )損傷濾膜。無(wú)法避免一定需要使用的時(shí)候,宜使用低火苗的本生燈。