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生物安全柜(biological safety cabin.BSC)是能防止實(shí)驗(yàn)操作處理過程中某些含有危險(xiǎn)性或未知性生物微粒發(fā)生氣溶膠散逸的箱型空氣凈化負(fù)壓安全裝置。其廣泛應(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(yàn)和生產(chǎn)中,是實(shí)驗(yàn)室生物安全中一級(jí)防護(hù)屏障中基本的安全防護(hù)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(fù)壓狀態(tài),通過垂直氣流來保護(hù)工作人員;外界空氣經(jīng)空氣過濾器( high-efficiency particulate air filter, HEPA過濾器)過濾后進(jìn)入安全柜內(nèi),以避免處理樣品被污染;柜內(nèi)的空氣也需經(jīng)過HEPA過濾器過濾后再排放到大氣中,以保護(hù)環(huán)境。
生物安全柜等級(jí)
生物實(shí)驗(yàn)室在操作原代培養(yǎng)物、菌毒株以及診斷性標(biāo)本等具有感染性的實(shí)驗(yàn)材料時(shí),用生物安全柜來提供對(duì)樣品和工作人員的雙重保護(hù)。生物安全柜根據(jù)氣流及隔離屏障設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),將生物安全柜分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)。Ⅱ級(jí)生物安全柜按排放氣流占系統(tǒng)總流量的比例及內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),將其劃分為A1、A2、B1、B2四個(gè)類型,這里主要重點(diǎn)介紹II級(jí)生物安全柜的工作原理。
A1型生物安全柜
A1型生物安全柜的工作原理如圖所示。它的工作窗口進(jìn)風(fēng)氣流和工作區(qū)垂直氣流混合后在內(nèi)置風(fēng)機(jī)作用下經(jīng)前后格柵進(jìn)入安全柜回風(fēng)道,進(jìn)而到達(dá)安全柜送、排風(fēng)高效過濾器之間。借助于這兩個(gè)濾器相對(duì)尺寸的變化,約30%的氣流經(jīng)排風(fēng)過濾器過濾后排至實(shí)驗(yàn)室或通過排風(fēng)管道排至室外;70%的氣流經(jīng)送風(fēng)高效過濾器過濾后重新循環(huán)進(jìn)入安全柜工作區(qū)。
A1型生物安全柜參數(shù):
(1)前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.40m/s。
(2)安全柜內(nèi)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(jīng)高效空氣過濾器過濾后送至工作區(qū),即安全柜內(nèi)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。
(3)安全柜內(nèi)的污染氣流經(jīng)過高效空氣過濾器過濾后可以排到實(shí)驗(yàn)室或經(jīng)安全柜的外排接口通過排風(fēng)管道排到大氣中。
(4)安全柜內(nèi)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(fù)壓的風(fēng)道和靜壓箱包圍
A2型生物安全柜
A2型生物安全柜的工作原理如圖所示。A2型生物安全柜是由A1型生物安全柜的發(fā)展而來,其也是利用70%的循環(huán)空氣,30%經(jīng)排風(fēng)高效過濾器過濾后排至外部環(huán)境。
A2型生物安全柜參數(shù):
(1)前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.50m/s。
(2)安全柜內(nèi)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(jīng)高效空氣過濾器過濾后送至工作區(qū),即安全
柜內(nèi)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。
(3)安全柜內(nèi)的污染氣流經(jīng)過高效空氣過濾器過濾后可以排到實(shí)驗(yàn)室或經(jīng)安全柜的外排接口通過排風(fēng)管道排到大氣中。
(4)安全柜內(nèi)所有生物污染部位均應(yīng)保持負(fù)壓或者被負(fù)壓的風(fēng)道和靜壓箱包圍。
B1型生物安全柜
Ⅱ級(jí)B型生物安全柜又分為B1型和B2型兩種。其中Ⅱ級(jí)B1型生物安全柜也為非全排型生物安全柜,但相比于Ⅱ級(jí)A型生物安全柜,其循環(huán)風(fēng)比例減少到30%,且安全柜內(nèi)所有污染部位均為負(fù)壓區(qū)域或者被負(fù)壓區(qū)域包圍,即沒有正壓污染區(qū)。
B1型生物安全柜參數(shù):
A2型生物安全柜參數(shù):
(1)前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.50m/s。
(2)柜內(nèi)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。
(3)排出的氣體過濾后通過專用風(fēng)道排入大氣中。
(4)所有被生物污染的部位均應(yīng)保持負(fù)壓,或被負(fù)壓的通道和負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)包圍。
B2型生物安全柜
Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜是一種全排式生物安全柜,其工作原理圖見下圖,其沒有氣流在柜內(nèi)循環(huán)。這種安全柜能提供基本的生物和化學(xué)防護(hù),但有些化學(xué)物質(zhì)在安全柜內(nèi)操作時(shí)能損壞過濾器介質(zhì)、框架、墊圈導(dǎo)致泄漏,應(yīng)多加注意。送風(fēng)機(jī)裝在安全柜的頂部一側(cè),從室內(nèi)抽吸空氣,通過送風(fēng)高效過濾器下行到工作區(qū),所有進(jìn)入柜內(nèi)的氣體都經(jīng)過格柵被排出。排風(fēng)經(jīng)過安全柜頂部另一側(cè)設(shè)置的排風(fēng)高效過濾器過濾后排放至室外或者排風(fēng)總管內(nèi)。
技術(shù)要點(diǎn):
1.B2型生物安全柜一般在排風(fēng)管另一端單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)機(jī)以保證排風(fēng)管道負(fù)壓。
2.一般B2型生物安全柜無循環(huán)風(fēng),其排風(fēng)量較大,因而在配有Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜的實(shí)驗(yàn)室或房間需要考慮補(bǔ)風(fēng)問題。
3.由于B2型生物安全柜可以處理更危險(xiǎn)的病原體和化學(xué)物質(zhì),所以其排風(fēng)要求必須排至室外,排風(fēng)管道采用密閉式連接,并且為負(fù)壓管道。
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