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生物安全柜特點、分類及應(yīng)用選擇
多年以來,生物安全柜的基本設(shè)計已經(jīng)歷了多次改進(jìn)。主要的變化是在排風(fēng)系統(tǒng)增加了HEPA過濾器。對于直徑0.3um的顆粒,HEPA過濾器可以截留99.97%,而對于更大或更小的顆粒則可以截留99.99%。HEPA過濾器的這種特性使得它能夠有效地截留所有已知傳染因子,并確保從安全柜中排出的是*不含微生物的空氣。生物安全柜設(shè)計中的第二個改進(jìn)是將經(jīng)HEPA過濾的空氣輸送到工作臺面上,從而保護(hù)工作臺面上的物品不受污染。這一特點通常被稱為實驗對象保護(hù)(productprotection)。
生物安全柜是微生物實驗過程中提供人員保護(hù)、環(huán)境保護(hù)的通風(fēng)裝置,有些類型的生物安全柜還可以為實驗提供潔凈的局部環(huán)境來保護(hù)實驗材料和防止實驗材料間的交叉污染。生物安全柜按照其結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)保護(hù)的能力分為I級生物安全柜、II級生物安全柜和III級生物安全柜三個級別。
I級生物安全柜,進(jìn)風(fēng)從前窗操作口處(稱流入氣流)以不低于0.40m/s的低速率進(jìn)入生物安全柜,空氣經(jīng)過工作臺表面,并經(jīng)排風(fēng)管排出生物安全柜,來提供人員保護(hù),被實驗污染的氣流經(jīng)過濾器過濾后排出實驗室從而保護(hù)實驗室環(huán)境不受微生物因子的污染。但由于實驗室空氣經(jīng)操作前窗直接進(jìn)入實驗操作區(qū),I級生物安全柜不能為實驗操作區(qū)提供潔凈環(huán)境,沒有保護(hù)實驗材料的功能,所以目前已經(jīng)很少使用。
II級生物安全柜,與I級生物安全柜相似,通過生物安全柜的前窗操作口進(jìn)風(fēng)來提供人員保護(hù),被實驗污染的氣流經(jīng)過濾器過濾后排出實驗室從而保護(hù)環(huán)境不受微生物因子的污染。但由于窗操作口進(jìn)風(fēng)不直接進(jìn)入實驗操作區(qū),而是在生物安全柜內(nèi)經(jīng)工作區(qū)頂部的過濾器過濾后,以層流的形式往下單向流向操作區(qū)(稱下降氣流),這樣既為實驗操作區(qū)提供了潔凈環(huán)境,使得實驗材料免受環(huán)境污染,同時層流又防止了操作區(qū)不同區(qū)域間材料產(chǎn)生氣溶膠的相互交叉污染。 II級生物安全柜按照結(jié)構(gòu)特點、氣流模式又分為A1、A2、B1和B2四種類型。其中,A1、A2型生物安全柜的氣流由安全柜內(nèi)單個風(fēng)機提供動力,風(fēng)機風(fēng)量的70%在安全柜柜體內(nèi)循環(huán),形成下降氣流,30%直接排到實驗室,或經(jīng)套管式軟連接管排出實驗室外。這30%的風(fēng)量由流入氣流補充。由于A1型生物安全柜的排風(fēng)通道為正壓,一旦發(fā)生,污染氣流直接泄漏到實驗室中,結(jié)構(gòu)上存在缺陷,現(xiàn)在已經(jīng)基本被A2型生物安全柜替代。B1型生物安全柜的氣流有30%在生物安全柜柜體內(nèi)循環(huán),形成下降氣流,70%經(jīng)全封閉硬連接管道直接排出實驗室外,這70%的風(fēng)量由流入氣流補充,其動力主要來源于實驗室外的排風(fēng)風(fēng)機。B2型生物安全柜的流入氣流和下降氣流由實驗室外風(fēng)機通過封閉的硬連接管道*排出室外,下降氣流由生物安全柜內(nèi)風(fēng)機提供動力,而流入氣流靠兩個風(fēng)機提供的氣流量差來保證。從防止微生物氣溶膠污染的保護(hù)能力上看,A1、A2、B1和B2四種類型生物安全柜是相同的。由于B1和B2型生物安全柜是直接將氣流排出實驗室外,則對在實驗過程中產(chǎn)生有毒氣體時,顯示出它們的優(yōu)勢。一方面,毒性氣體可以*排出實驗室而防止對實驗人員的危害,特別是B2型生物安全柜沒有氣體在柜體內(nèi)循環(huán),還可以避免實驗中產(chǎn)生的對實驗有影響的氣體循環(huán)進(jìn)入實驗區(qū)。目前廣泛使用的是II級A2型和B2型生物安全柜。 III級生物安全柜用于操作危險度4級的微生物材料,可以提供的個體防護(hù)。III級生物安全柜的所有接口都是(密封的),其送風(fēng)經(jīng)HEPA過濾,排風(fēng)則經(jīng)過兩個HEPA過濾器,進(jìn)一步提高了對環(huán)境的保護(hù)。III級生物安全柜由一個外置的專門的排風(fēng)系統(tǒng)來控制氣流,使安全柜內(nèi)部始終處于負(fù)壓狀態(tài)(不低于120Pa)。只有通過連接在生物安全柜上的結(jié)實的橡膠手套,手才能伸到工作臺面。III級生物安全柜應(yīng)該配備一個可以滅菌的、裝有HEPA過濾排風(fēng)裝置的傳遞箱。III級生物安全柜可以與一個雙開門的高壓滅菌器相連接,并用它來清除進(jìn)出生物安全柜的所有物品的污染。可以將幾個手套箱連在一起以增大工作面積。III級生物安全柜適用于三級和四級生物安全水平的實驗室。