張弦

【關(guān)鍵詞】生物安全柜；工作原理；注意事項

生物安全柜是科研人員的一級防護屏障，其主要作用是保護操作樣本不被外界污染的同時，更好地保護操作者不被所操作的病原微生物侵害，能夠防止生物實驗過程中某些含有危險性或未知性的生物顆粒進入安全柜中，造成試驗樣本被污染。生物安全柜廣泛應(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)、臨床檢驗和生產(chǎn)中，是實驗室生物安全一級防護屏障中最基本的安全防護設(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)保持負壓狀態(tài)，通過垂直向下的氣流流動來保護工作人員。外界空氣經(jīng)過高效空氣過濾器過濾后進入生物安全柜內(nèi)，防止樣品被污染。而安全柜內(nèi)的空氣也需要經(jīng)過濾器過濾后再排放到大氣中，以保護大氣環(huán)境。生物安全柜作為一級防護措施，正確地使用生物安全柜是非常必要的。一旦錯誤使用生物安全柜，不僅不能保護進行檢測工作的醫(yī)療人員，還容易造成病毒的擴散，引發(fā)公共安全問題。

1 生物安全柜注意事項

生物安全柜是否有電動前窗各有利弊，國外大型生物安全柜生產(chǎn)企業(yè)會給生物安全柜配備雙系統(tǒng)，避免因供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致微生物危害性物質(zhì)外漏。但在國內(nèi)，大多數(shù)生物安全柜生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品并沒有此項配置。電動前窗一旦在實驗過程中由于供電問題出現(xiàn)故障，就會對環(huán)境和實驗人員產(chǎn)生很大的危害，造成無法彌補的損失。電動控制的前窗雖然能給實驗人員提供便捷，但同時也存在一定的安全隱患。

2 生物安全柜分類

生物安全柜分為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級，用于不同程度的生物安全等級的環(huán)境使用。

2.1 Ⅰ級生物安全柜

Ⅰ級生物安全柜能保護環(huán)境和人員避免受生物的侵害，但不能保護產(chǎn)品免受污染。該生物安全柜本身沒有動力風(fēng)機，主要是通過外接通風(fēng)管中的風(fēng)機帶動氣流，不能有效地保護安全柜內(nèi)實驗樣品，目前國內(nèi)已很少使用。

2.2 Ⅱ級生物安全柜

Ⅱ級生物安全柜既能保護實驗樣品，同時還能保護實驗室人員和周圍環(huán)境。因此，它是目前國內(nèi)市場上應(yīng)用較為廣泛的生物安全柜。根據(jù)安全柜的排風(fēng)循環(huán)的方式和入口處氣流速度，Ⅱ級生物安全柜可分為A1、A2、B1、B2四個型號。

1）A1 型安全柜

空氣通過安全柜工作臺前窗口吸入，國家校準(zhǔn)規(guī)范中要求最小的平均風(fēng)速應(yīng)不低于0.38 m/s，經(jīng)過高效過濾器處理后，氣流向下流動，大部分氣體是過濾的原有循環(huán)氣體，有一小部分是通過過濾器新吸入的補充氣體。原有的循環(huán)氣體有一小部分通過排氣口高效過濾器過濾排放到實驗室內(nèi)。Ⅱ級生物安全柜A1 型適用于國內(nèi)非常熟知的并且容易控制的病原體，該病源不會大范圍引發(fā)健康成人類疾病，對周圍環(huán)境和操作人員存在較小的危險。

2）A2 型安全柜

空氣通過安全柜工作臺前窗口吸入，國家校準(zhǔn)規(guī)范中要求最小的平均風(fēng)速應(yīng)不低于0.51 m/s，經(jīng)過高效過濾器處理后，氣流向下流動，大部分氣體是過濾的原有循環(huán)氣體，有一小部分氣體是通過過濾器新吸入的補充氣體。原有的循環(huán)氣體有一小部分通過排氣口高效過濾器過濾排放到室外，不再返回實驗室內(nèi)。Ⅱ級生物安全柜A2 型適用于對試驗人員和周圍環(huán)境有中度潛在危險的病原體。

3）B1 型安全柜

空氣通過安全柜工作臺前窗口吸入，國家校準(zhǔn)規(guī)范中要求最小的平均風(fēng)速應(yīng)不低于0.51 m/s，經(jīng)過高效過濾器處理后，氣流向下流動，有一小部分氣體是過濾的原有循環(huán)氣體，大部分氣體是新吸入經(jīng)過過濾器過濾得到的補充氣體，原有的循環(huán)氣體大部分都通過排氣口高效過濾器過濾排放到室外，不再返回實驗室內(nèi)。Ⅱ級生物安全柜B1 型適用于臨床、診斷、教學(xué)、研究，在該級別安全柜中開展有較高危險性病原體的試驗。

4）B2 型安全柜

空氣通過安全柜工作臺前窗口吸入，國家校準(zhǔn)規(guī)范中要求最小的平均風(fēng)速應(yīng)不低于0.51 m/s，經(jīng)過高效過濾器處理后，氣流向下流動，全部氣體都為經(jīng)過過濾器過濾后新吸入的氣體，原有的循環(huán)氣體全部通過排氣口高效過濾器過濾排放到室外，不再返回實驗室內(nèi)。Ⅱ級生物安全柜B2 型適用于對生命有高度危險的病原或外源性病原。

2.3 Ⅲ級安全柜

Ⅲ級安全柜為完全密封式生物安全柜，通過特制手套與柜子內(nèi)部相連，能夠為實驗人員、實驗樣品、周圍環(huán)境等提供保護。實驗樣品的進入是通過雙門分動箱進入安全柜內(nèi)。一般的Ⅲ級安全柜會配備雙排氣HEPA過濾器。

3 使用安全柜注意事項

3.1 存放位置的要求

生物安全柜工作臺的前窗操作口處具有一定的負壓并有一定的氣流流入流速，容易受到外界各類氣流的干擾。實驗人員靠近或路過生物安全柜附近時會形成新的氣流，干擾生物安全柜的穩(wěn)定氣流，甚至開關(guān)門產(chǎn)生的氣流都會影響到生物安全柜內(nèi)的氣流穩(wěn)定性。因此，生物安全柜擺放位置應(yīng)盡量遠離人員活動頻繁、有氣流流動以及可能會產(chǎn)生擾亂氣流的地方，生物安全柜的后方及兩個側(cè)面要與墻面或其他不易移動的物品之間留有一定的空間，便于對安全柜的維修和維護，在生物安全柜的正上方要留有30 cm以上的空間，便于外排式高效過濾器的排氣量達到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 操作人員注意事項

實驗操作人員進行生物安全柜實驗時，雙手緩慢進入生物安全柜內(nèi)，盡量保持開口處氣流的相對穩(wěn)定，手臂進入生物安全柜后等待大約1 min，生物安全柜自動調(diào)整完畢后，讓生物安全柜內(nèi)氣流掃掉手臂表面的微生物污染顆粒，再進行下一步操作。同樣在開始實驗之前，應(yīng)將所有實驗樣品以及相關(guān)的物品置于安全柜內(nèi)一定的時間，保證其表面的微生物污染顆粒達到要求，盡可能減少手臂進出安全柜內(nèi)的次數(shù)，保證生物安全柜發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

3.3 物品放置

生物安全柜內(nèi)所有物品不能擋住進氣格柵，放入生物安全柜內(nèi)的所有的物品應(yīng)用體積濃度為70%的乙醇來消毒。所有的物品應(yīng)與安全柜前面的格柵和后面工作臺面風(fēng)口位置保持一定的距離，保證安全柜內(nèi)氣流通暢，同時安全柜內(nèi)避免放置和使用能產(chǎn)生震動的儀器，以避免影響氣流的穩(wěn)定性。安全柜內(nèi)不要放置能產(chǎn)生氣溶膠的設(shè)備，實驗必備品應(yīng)靠近安全柜的后部放置。有生物危害性的廢棄體積較大的物品，應(yīng)該固定放在安全柜內(nèi)的某一側(cè)，避免氣體流動把危害物帶入試驗樣品。

耐高壓滅菌的生物危害性廢棄物和相關(guān)的吸管盛放盤類物品不應(yīng)放在安全柜的外面，避免使用時手臂頻繁進出安全柜，干擾安全柜氣流穩(wěn)定性，影響安全柜的使用效果。柜內(nèi)兩種及以上物品需移動時，要遵循低污染性物品向高污染性物品移動原則，以免造成大面積污染。

3.4 操作和維護

大多數(shù)生物安全柜允許全天24 h 工作。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，任何等級的生物安全柜連續(xù)工作都能有效控制實驗室污染顆粒數(shù)量。在工作開始前和工作結(jié)束后，都應(yīng)讓生物安全柜運行一段時間，時間為30 min 左右，保證內(nèi)部環(huán)境的凈化，以便于下次使用。生物安全柜的所有維修工作應(yīng)由有資質(zhì)的專業(yè)人員進行。

3.5 紫外燈使用

生物安全柜如果有紫外燈并經(jīng)常使用，應(yīng)按時對紫外燈進行清潔，以免影響其殺菌效果。房間中有人員長時間操作生物安全柜時，應(yīng)戴好防護眼鏡，穿好防護服，以保護眼睛和皮膚。

3.6 明火

生物安全柜內(nèi)盡量不要使用明火。明火燃燒時會使周圍環(huán)境中產(chǎn)生微小顆粒雜質(zhì)，隨著氣流被帶入過濾器的濾膜區(qū)域，這些高溫雜質(zhì)會損傷濾膜。若必須使用明火，應(yīng)盡可能使用低火苗火源或通過外置設(shè)備罩住火苗位置，避免高溫雜質(zhì)向上流動。另外，因熱脹冷縮效應(yīng)，使用明火會對周圍的氣流產(chǎn)生影響，影響安全柜內(nèi)氣流的穩(wěn)定性，并且在處理易燃易爆試驗樣品時，會造成一定危險。

3.7 實驗室中微生物溢出應(yīng)急措施

實驗室中應(yīng)有處理溢出物的規(guī)章制度和實驗室操作規(guī)則，每名實驗室的成員都應(yīng)在操作前閱讀并了解這些規(guī)章制度。一旦在安全柜中發(fā)生危害物品溢出時，應(yīng)及時正確有效處理，并在處理過程中盡可能減少氣溶膠的生成。

3.8 檢驗

生物安全柜定期使用一段時間以后，操作人員應(yīng)注意使用過程中安全柜的變化，如發(fā)現(xiàn)異?；虻搅耸褂糜行?，應(yīng)請專業(yè)人員按照國家校準(zhǔn)規(guī)范對生物安全柜的主要參數(shù)進行檢測，檢查其是否符合國家及國際標(biāo)準(zhǔn)，如有不符合項應(yīng)及時整改再進行檢測，檢測合格后再使用。

3.9 清潔和消毒

每次實驗結(jié)束后應(yīng)對安全柜進行清洗和消毒，避免因生物安全柜內(nèi)樣品中的微生物生長繁殖而產(chǎn)生大量污染物粒子。因此，待實驗結(jié)束后，盡可能將安全柜內(nèi)所有物品都進行消毒，并移出安全柜，對安全柜內(nèi)的工作臺面和側(cè)壁擦拭清洗和消毒。擦拭過程中建議安全柜一直處于運行狀態(tài)，擦拭結(jié)束后運行10 min以上再關(guān)閉安全柜。

3.10 人員防護

在進行Ⅰ級和Ⅱ級生物安全的操作時，可穿著普通試驗服，在進行Ⅲ級生物安全柜的操作時應(yīng)穿著醫(yī)用防護服，手套應(yīng)套在隔離衣的外面，并佩戴口罩和安全眼鏡。

4 結(jié)語

生物安全柜在我國各類安全實驗室中被廣泛應(yīng)用，目前在使用生物安全柜時存在以下問題：重視使用卻輕視維護；實驗室管理人員和實際使用人員的安全意識不夠強；各實驗室的生物安全柜管理制度不夠完善等。

生物安全柜使用單位和實驗室應(yīng)對生物安全柜定期維護及檢驗，在發(fā)現(xiàn)異常情況時應(yīng)及時處理。相關(guān)的衛(wèi)生行政部門要加強對重點實驗室的生物安全柜進行有效管理和監(jiān)督。只有正確地使用和維護生物安全柜才能保障實驗室人員和樣品的安全，才能做好生物安全實驗。