生物安全柜原理

第21章生物平安柜學(xué)習(xí)要求了解生物平安柜的：安裝要求維護(hù)與保養(yǎng)熟悉生物平安柜的：根本結(jié)構(gòu)生物平安實(shí)驗(yàn)室選用生物平安柜的原那么Ⅰ級(jí)生物平安柜的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍Ⅲ級(jí)生物平安柜的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍掌握生物平安柜:根本工作原理、分類Ⅱ級(jí)生物平安柜〔包括A、A2、B1、B2四個(gè)類型〕的主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍日常操作本卷須知前言生物平安柜是防止操作者和環(huán)境暴露于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣溶膠的負(fù)壓過(guò)濾排風(fēng)柜，是防止實(shí)驗(yàn)室獲得性感染的主要設(shè)備。氣溶膠是指懸浮于氣體介質(zhì)中、粒徑一般為0.001μm～100μm的固態(tài)、液態(tài)微粒所形成的膠溶態(tài)分散體系。第一節(jié)生物平安柜的

工作原理和分類一、生物平安柜的根本工作原理生物平安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)、平安柜內(nèi)的氣體不能外泄從而保護(hù)工作人員；外界空氣經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入平安柜內(nèi)，以防止處理樣品被污染；柜內(nèi)的空氣也需經(jīng)過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再排放到大氣中以保護(hù)環(huán)境。一、生物平安柜的根本工作原理生物平安柜的工作原理――氣流示意圖生物平安柜的工作原理

――氣流示意圖房間空氣污染空氣經(jīng)濾過(guò)器過(guò)濾氣體二、生物平安柜的分類

生物平安柜領(lǐng)域執(zhí)行的重要標(biāo)準(zhǔn)有歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12469:2000和美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)的第49號(hào)標(biāo)(NSF49)等我國(guó)于2006年正式實(shí)施《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：生物平安柜》(YY0569-2005)根據(jù)氣流及隔離屏障設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將生物平安柜分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)(YY0569-2005)Ⅰ級(jí)生物平安柜Ⅰ級(jí)生物平安柜是指用于保護(hù)操作人員與環(huán)境平安、而不保護(hù)樣品平安的通風(fēng)平安柜Ⅰ級(jí)生物平安柜結(jié)構(gòu)示意圖房間空氣過(guò)濾后排出氣體Ⅰ級(jí)生物平安柜因不考慮處理樣品是否會(huì)被進(jìn)入柜內(nèi)的空氣污染，故對(duì)進(jìn)入柜內(nèi)的空氣潔凈度要求不高。空氣通過(guò)前窗操作口進(jìn)入柜內(nèi)，流過(guò)工作臺(tái)外表后被過(guò)濾并經(jīng)排氣口排到大氣?？諝獾牧鲃?dòng)為單向、非循環(huán)式。前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流保護(hù)操作人員的平安。從平安柜內(nèi)排出的氣流經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后排出，保護(hù)環(huán)境不受污染。二、生物平安柜的分類

〔一〕Ⅱ級(jí)生物平安柜Ⅱ級(jí)生物平安柜是指用于保護(hù)操作人員、處理樣品平安與環(huán)境平安的通風(fēng)平安柜前窗操作口向內(nèi)吸入的氣流用以保護(hù)操作人員的平安；工作空間為經(jīng)高效空氣過(guò)濾器凈化的垂直下降氣流用以保護(hù)產(chǎn)品的平安；柜內(nèi)的氣流經(jīng)高效空氣過(guò)濾后排出，以保護(hù)環(huán)境不受污染。Ⅱ級(jí)生物平安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。1、Ⅱ級(jí)A1型生物平安柜

1〕結(jié)構(gòu)示意圖

供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器房間空氣風(fēng)機(jī)2〕Ⅱ級(jí)A1型生物平安柜氣流原理圖3〕Ⅱ級(jí)A1型生物平安柜參數(shù)前窗操作口流入氣流的最低平均流速為0.40m/s。平安柜內(nèi)的下降氣流為局部流入氣流和局部下降氣流的混合氣體，經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后送至工作區(qū)，即平安柜內(nèi)70%氣體通過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再循環(huán)至工作區(qū)，30%氣體通過(guò)排氣口的高效空氣過(guò)濾器排出。平安柜內(nèi)的污染氣流經(jīng)過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后可以排到實(shí)驗(yàn)室或經(jīng)平安柜的外排接口通過(guò)排風(fēng)管道排到大氣中。平安柜內(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(méi)有負(fù)壓的風(fēng)道和靜壓箱包圍。2、Ⅱ級(jí)A2型生物平安柜

1〕結(jié)構(gòu)示意圖

排風(fēng)過(guò)濾器供風(fēng)過(guò)濾器壓力排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)2〕Ⅱ級(jí)A2型生物平安柜氣流示意圖房間空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾空氣負(fù)壓區(qū)未過(guò)濾空氣正壓區(qū)未過(guò)濾空氣

3〕A2型生物平安柜參數(shù)前窗操作口流入氣流的最小平均流速為0.50m/s。平安柜內(nèi)的下降氣流為局部流入氣流和局部下降氣流的混合氣體，經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后送至工作區(qū)；即平安柜內(nèi)70%氣體通過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再循環(huán)至工作區(qū)，30%氣體通過(guò)排氣口的高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后排出。平安柜內(nèi)的污染氣流經(jīng)過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后可以排到實(shí)驗(yàn)室或經(jīng)平安柜的外排接口通過(guò)排風(fēng)管道排到大氣中平安柜內(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。3、Ⅱ級(jí)B1型生物平安柜

1〕結(jié)構(gòu)示意圖風(fēng)機(jī)前操作口觀察窗負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)2〕B1型生物平安柜參數(shù)前窗操作口流入氣流的最低流速為0.50m/s。柜內(nèi)氣體中30%氣體通過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再循環(huán)使用，70%氣體排出。排出的氣體過(guò)濾后通過(guò)專用風(fēng)道排入大氣中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4、Ⅱ級(jí)B2型生物平安柜〔也稱為“全排〞型〕

1〕結(jié)構(gòu)示意圖供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)過(guò)濾器排風(fēng)過(guò)濾器2〕Ⅱ級(jí)B2型生物平安柜氣流示意圖房間空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾空氣污染空氣3〕B2型生物平安柜

參數(shù)前窗操作口流入氣流的最低流速為0.5m/s。柜內(nèi)下降氣流全部是由柜外供給，即平安柜排出的氣體不再循環(huán)使用。柜內(nèi)外流的氣流過(guò)濾后排入大氣，不允許再進(jìn)入平安柜循環(huán)或返流回實(shí)驗(yàn)室。所有污染部位均應(yīng)處于負(fù)壓狀態(tài)或者被負(fù)壓區(qū)包圍二〕Ⅲ級(jí)生物平安柜

1、結(jié)構(gòu)示意圖雙開(kāi)門(mén)高壓滅菌器或傳遞箱手套兩個(gè)排風(fēng)過(guò)濾器雙開(kāi)門(mén)高壓滅菌器或傳遞箱手套兩個(gè)排風(fēng)過(guò)濾器雙開(kāi)門(mén)高壓滅菌器或傳遞箱2、Ⅲ級(jí)生物平安柜氣流示意圖房間空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾空氣污染空氣3、Ⅲ級(jí)生物平安柜參數(shù)工作空間為經(jīng)高效空氣過(guò)濾器凈化的無(wú)渦流的單向流空氣在平安柜內(nèi)的操作是通過(guò)與平安柜密閉連接的手套完成的平安柜內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)壓應(yīng)不低于120Pa，下降氣流經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入平安柜，而排出的氣流應(yīng)經(jīng)過(guò)雙層高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾或通過(guò)一層高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾和燃燒來(lái)處理。第二節(jié)生物平安柜的結(jié)構(gòu)與功能生物平安柜一般均由箱體和支架兩局部組成箱體局部包括有前玻璃門(mén)、風(fēng)機(jī)、門(mén)電機(jī)、進(jìn)風(fēng)預(yù)過(guò)濾罩、凈化空氣過(guò)濾器、外排空氣預(yù)過(guò)濾器、照明源和紫外光源等設(shè)備。正面示意圖側(cè)面示意圖1.前玻璃門(mén)操作時(shí)平安柜正面玻璃門(mén)推開(kāi)一半，上部為觀察窗，下部為操作口。操作者的手臂可通過(guò)操作口伸到柜子里，并且通過(guò)觀察窗觀察工作臺(tái)面。2.空氣過(guò)濾系統(tǒng)是保證設(shè)備性能的最主要的系統(tǒng)主要功能是保證潔凈空氣不斷地進(jìn)入工作室，使工作室內(nèi)的垂直氣流保持一定的流速，保證工作室內(nèi)的潔凈度到達(dá)100級(jí)。同時(shí)使外排的氣體也被凈化，防止環(huán)境污染。3.高效空氣過(guò)濾器是生物平安柜的主要生物防護(hù)結(jié)構(gòu)過(guò)濾效率可達(dá)99.99%～100%，對(duì)直徑≥23nm的病毒顆粒也可完全攔截。4.外排風(fēng)箱系統(tǒng)外排風(fēng)機(jī)提供排氣的動(dòng)力，將工作室的不潔凈氣體抽出，并由外排過(guò)濾器凈化，起保護(hù)所操作的樣品或標(biāo)本的目的。由于工作室內(nèi)為負(fù)壓，使玻璃門(mén)處向內(nèi)的補(bǔ)給空氣平均風(fēng)速到達(dá)一定程度，防止平安柜內(nèi)空氣外溢，起到保護(hù)操作者的目的。5.前玻璃門(mén)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

由門(mén)電機(jī)、前玻璃門(mén)、牽引機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸和限位開(kāi)關(guān)等組成。6.紫外光源

位于前玻璃門(mén)內(nèi)側(cè)，固定在工作室的頂端，裝有紫外燈管，用于消毒。7.照明光源

位于前面板內(nèi)側(cè)，保證工作室內(nèi)有一定的亮度。

8.控制面板

有電源開(kāi)關(guān)，紫外燈、照明燈開(kāi)關(guān)，風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，控制前玻璃門(mén)上下移動(dòng)的開(kāi)關(guān)，及有關(guān)功能設(shè)定和系統(tǒng)狀態(tài)顯示的液晶顯示屏等。第三節(jié)生物平安柜的臨床應(yīng)用、

維護(hù)與保養(yǎng)一、生物平安柜的臨床應(yīng)用

按照《實(shí)驗(yàn)室-生物平安通用要求》〔GB19489-2023〕,根據(jù)對(duì)所操作生物因子采取的防護(hù)措施，將實(shí)驗(yàn)室生物平安防護(hù)水平分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)。在各級(jí)生物平安實(shí)驗(yàn)室選用生物平安柜的原那么見(jiàn)下表。二、儀器的安裝生物平安柜在搬運(yùn)過(guò)程中，嚴(yán)禁將其橫倒放置和拆卸，宜在搬入安裝現(xiàn)場(chǎng)后拆開(kāi)包裝。生物平安柜應(yīng)安裝于排風(fēng)口附近，不應(yīng)安裝在氣流劇烈變化和人員走動(dòng)多的地方，不應(yīng)安裝在門(mén)口。生物平安柜應(yīng)處于空氣氣流方向的下游。生物平安柜的反面、側(cè)面離墻的距離宜保持不小于150㎜～300㎜的檢修距離，頂部也應(yīng)留有不小于300㎜的空間。排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能保證生物平安柜內(nèi)相對(duì)于其所在房間為負(fù)壓，且安裝時(shí)需注意必須方便排風(fēng)高效空氣過(guò)濾器的更換。如果平安柜內(nèi)需要其他氣體，應(yīng)同時(shí)安裝氣體管道。三、生物平安柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作

本卷須知1.做好相應(yīng)個(gè)人防護(hù)2.平安柜內(nèi)物品擺放原那么3.紫外燈的使用4.防止使用明火5.操作宜緩慢6.柜內(nèi)移動(dòng)物品時(shí)應(yīng)盡量防止交叉污染7.防止震動(dòng)8.操作結(jié)束后選用適宜的消毒劑清潔平安柜內(nèi)外表9.平安柜只有在工作正常時(shí)才能使用四、維護(hù)與保養(yǎng)1、每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)對(duì)工作室進(jìn)行清洗和消毒。2、預(yù)過(guò)濾器一旦受損，應(yīng)及時(shí)更換。3、高效空氣過(guò)濾器有一定的使用壽命，隨著使用期的延長(zhǎng)，細(xì)菌和塵埃積聚在過(guò)濾器上，會(huì)導(dǎo)致高效空氣過(guò)濾器壓力損失的增大。高效空氣過(guò)濾器的使用壽命到期后，應(yīng)立即更換。由于過(guò)濾器可能帶有污染物，操作時(shí)應(yīng)注意平安防護(hù)，最好請(qǐng)專業(yè)人員來(lái)更換。4、有以下情況時(shí)，應(yīng)對(duì)生物平安柜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)生物平安實(shí)驗(yàn)室竣工后及使用前，生物平安柜安裝完畢生物平安柜移動(dòng)位置對(duì)生物平安柜進(jìn)行檢修生物平安柜更換HEPA過(guò)濾器后一年一度常規(guī)檢測(cè)對(duì)生物平安柜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試內(nèi)容1〕垂直氣流平均風(fēng)速檢測(cè)在高效過(guò)濾器以下0.15米處用風(fēng)速儀均勻布點(diǎn)測(cè)量截面風(fēng)速，點(diǎn)距≤0.15m,每列至少測(cè)3點(diǎn)，每行至少測(cè)5點(diǎn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：平均風(fēng)速不低于0.25m/s，且單點(diǎn)風(fēng)速與平均風(fēng)速之差≤±20%。2〕工作窗口的氣流流向檢測(cè)可采用發(fā)煙法或絲線法在操作窗口的四周邊緣和中間區(qū)域的斷面檢測(cè)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：所有位置的氣流流向內(nèi)。3〕工作窗口的氣流流速檢測(cè)采用風(fēng)速計(jì)檢測(cè)操作窗口斷面風(fēng)速，測(cè)點(diǎn)間距≤0.19m,每列至少測(cè)2點(diǎn)，每行至少測(cè)3點(diǎn)。各斷面測(cè)定結(jié)果均不低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。其它測(cè)試內(nèi)容還有：工作區(qū)潔凈度檢測(cè)、噪聲檢測(cè)、光照度檢測(cè)及在有條件時(shí)進(jìn)行箱體的漏泄檢測(cè)等內(nèi)容。它們均須符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。五、Ⅱ級(jí)生物平安柜常見(jiàn)錯(cuò)誤信息和處理常見(jiàn)的錯(cuò)誤情況有：1、照明燈或紫外線燈不亮2、風(fēng)機(jī)不運(yùn)行但指示燈亮3、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后無(wú)風(fēng)吹出4、平均風(fēng)速偏低5、玻璃門(mén)高度低于平安線仍報(bào)警6、蜂鳴器連續(xù)報(bào)警處理：參考說(shuō)明書(shū)或咨詢、商請(qǐng)廠家修理人員處理。本章小結(jié)生物平安柜是防止操作者和環(huán)境暴露于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣溶膠的負(fù)壓過(guò)濾排風(fēng)柜。其工作原理是將柜內(nèi)空氣向外抽吸，使柜內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)，通過(guò)垂直氣流來(lái)保護(hù)工作人員；外界空氣經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入平安柜內(nèi)，以防止處理樣品被污染；柜內(nèi)的空氣也需經(jīng)過(guò)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后再排放到大氣中，以保護(hù)環(huán)境。我國(guó)執(zhí)行的生物平安柜標(biāo)準(zhǔn)是《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：生物平安柜》(YY0569-2005)。