生物安全柜特點(diǎn)、分類及應(yīng)用選擇
多年以來(lái),生物安全柜的基本設(shè)計(jì)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(guò)濾器。對(duì)于直徑0.3um的顆粒,HEPA過(guò)濾器可以截留99.97%,而對(duì)于更大或更小的顆粒則可以截留99.99%。HEPA過(guò)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(jì)中的第二個(gè)改進(jìn)是將經(jīng)HEPA過(guò)濾的空氣輸送到工作臺(tái)面上,從而保護(hù)工作臺(tái)面上的物品不受污染。這一特點(diǎn)通常被稱為實(shí)驗(yàn)對(duì)象保護(hù)(productprotection)。
生物安全柜是微生物實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)提供潔凈的局部環(huán)境來(lái)保護(hù)實(shí)驗(yàn)材料和防止實(shí)驗(yàn)材料間的交叉污染。生物安全柜按照其結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)保護(hù)的能力分為I級(jí)生物安全柜、II級(jí)生物安全柜和III級(jí)生物安全柜三個(gè)級(jí)別。
I級(jí)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(guò)工作臺(tái)表面,并經(jīng)排風(fēng)管排出生物安全柜,來(lái)提供人員保護(hù),被實(shí)驗(yàn)污染的氣流經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后排出實(shí)驗(yàn)室從而保護(hù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境不受微生物因子的污染。但由于實(shí)驗(yàn)室空氣經(jīng)操作前窗直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作區(qū),I級(jí)生物安全柜不能為實(shí)驗(yàn)操作區(qū)提供潔凈環(huán)境,沒(méi)有保護(hù)實(shí)驗(yàn)材料的功能,所以目前已經(jīng)很少使用。
II級(jí)生物安全柜,與I級(jí)生物安全柜相似,通過(guò)生物安全柜的前窗操作口進(jìn)風(fēng)來(lái)提供人員保護(hù),被實(shí)驗(yàn)污染的氣流經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后排出實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作區(qū),而是在生物安全柜內(nèi)經(jīng)工作區(qū)頂部的過(guò)濾器過(guò)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(shí)驗(yàn)操作區(qū)提供了潔凈環(huán)境,使得實(shí)驗(yàn)材料免受環(huán)境污染,同時(shí)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(jí)生物安全柜按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(gè)風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力,風(fēng)機(jī)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(shí)驗(yàn)室,或經(jīng)套管式軟連接管排出實(shí)驗(yàn)室外。這30%的風(fēng)量由流入氣流補(bǔ)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室外,這70%的風(fēng)量由流入氣流補(bǔ)充,其動(dòng)力主要來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室外的排風(fēng)風(fēng)機(jī)。B2型生物安全柜的流入氣流和下降氣流由實(shí)驗(yàn)室外風(fēng)機(jī)通過(guò)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(jī)提供動(dòng)力,而流入氣流靠?jī)蓚€(gè)風(fēng)機(jī)提供的氣流量差來(lái)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(shí)驗(yàn)室外,則對(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生有毒氣體時(shí),顯示出它們的優(yōu)勢(shì)。一方面,毒性氣體可以*排出實(shí)驗(yàn)室而防止對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的危害,特別是B2型生物安全柜沒(méi)有氣體在柜體內(nèi)循環(huán),還可以避免實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響的氣體循環(huán)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)。目前廣泛使用的是II級(jí)A2型和B2型生物安全柜。 III級(jí)生物安全柜用于操作危險(xiǎn)度4級(jí)的微生物材料,可以提供的個(gè)體防護(hù)。III級(jí)生物安全柜的所有接口都是(密封的),其送風(fēng)經(jīng)HEPA過(guò)濾,排風(fēng)則經(jīng)過(guò)兩個(gè)HEPA過(guò)濾器,進(jìn)一步提高了對(duì)環(huán)境的保護(hù)。III級(jí)生物安全柜由一個(gè)外置的專門(mén)的排風(fēng)系統(tǒng)來(lái)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(guò)連接在生物安全柜上的結(jié)實(shí)的橡膠手套,手才能伸到工作臺(tái)面。III級(jí)生物安全柜應(yīng)該配備一個(gè)可以滅菌的、裝有HEPA過(guò)濾排風(fēng)裝置的傳遞箱。III級(jí)生物安全柜可以與一個(gè)雙開(kāi)門(mén)的高壓滅菌器相連接,并用它來(lái)清除進(jìn)出生物安全柜的所有物品的污染?？梢詫讉€(gè)手套箱連在一起以增大工作面積。III級(jí)生物安全柜適用于三級(jí)和四級(jí)生物安全水平的實(shí)驗(yàn)室。