生物安全第五章设备仪器

• 灭菌时间短、效率高、节省人力、时间和能源，对需 灭菌的物品损害较小等优点 。 • 缺点是设备昂贵，维修费用较高，存在小装量效应， 即如果灭菌物品放的过少，灭菌效果反而较差。瓶装液 体不能使用此法灭菌。
•
• 4. 使用高压蒸气灭菌器的注意事项 • （1）需要灭菌的包裹不应过大、过紧。 • （2）包裹放置不要太密、太挤，以免妨碍蒸气透入。
•
• 2.Ⅱ级生物安全柜的工作原理 Ⅱ级生物安全柜在设计上 不但能提供个体防护，而且能保护工作台面的物品不受房 间空气的污染。 • Ⅱ级生物安全柜有4种不同的类型，分别为A1、A2、 B1和B2型，它们不同于Ⅰ级生物安全柜之处是，只让经高 效空气过滤器过滤的（无菌的）空气流过工作台面。
•
• Ⅱ级生物安全柜可用于危险度2级和3级的感染性物质的 操作。 • 在使用正压防护服的条件下，Ⅱ级生物安全柜也可用于 危险度4级感染性物质的操作。
100 硬管
100 硬管
•Ⅱ级生 物 安全 柜
•
• 二、各级生物安全柜的工作原理 • （一）Ⅰ级和Ⅱ级生物安全柜的工作原理 • 1.Ⅰ级生物安全柜的工作原理 图5-1为Ⅰ级生物安全 柜的模式图。操作者的双臂可以从前面的开口伸到安全 柜内的工作台面上，并可以通过玻璃窗观察工作台面的 情况。
•
•房间空气从前面的开 口处进入安全柜，经过 工作台表面，经排风管 排除柜外
•
• 2. 下排气式高压蒸气灭菌器 这种灭菌器利用重力 置换原理，使热蒸气在灭菌器中从上而下，将冷空气由 下排气孔排出，排出的冷空气全部由饱和蒸气取代，蒸 气的压力增高，温度也随之增高。利用蒸气释放的潜热 使物品达到灭菌的要求。 • 这种灭菌器又分为手提式和卧式。
•
•不同物品灭菌所需压力、温度及时间见表5-3。
•
• 生物安全柜设计中的第2个改进是，将经高效空气 过滤器过滤的空气输送到工作台面上，从而保护工作 台面上的物品不受污染。这一特点通常被称为实验对 象保护。
•
•根据结构设计、排风比例及保护对象和程度的不同，可将 生物安全柜分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级（表5-1）。
•表5-1 Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级生物安全柜间的差异
•开始工作之前，应使生物安全柜的风机事先运转至少 3min～5min以净化柜内空气。手臂放进安全柜内约 1min后，才能进行操作。
•
• 工作人员穿实验工作服，带乳胶手套保护双手。背 扣式隔离衣比传统的实验服的防护效果好，手套应套 在实验服衣袖外面。
• 生物安全柜的工作台面、内壁表面、观察窗内面， 应以乙醇、次氯酸钠、过氧化氢、过氧乙酸等消毒剂 擦拭。所有放置于生物安全柜中的材料和容器的表面 也应以70%乙醇擦拭，以免将外界环境中的可污染物 带入。
•图5-2 Ⅱ级A1 型生物安全柜模式 图 •A前开口；B窗口；C排风HEPA ；D压 力排风；E供风HEPA ；F风机
•
•图5-3 Ⅱ级B1 型生物安 全柜模式图
•A前开口；B窗口；C排风
HEPA ；D 供风HEPA ；E
负压排风；F风机；G送风
•
•由Ⅱ级A1型演化而来。 •(1)维持穿过工作台开口面的最 小平均吸入口风速；(2)经HEPA 过滤后的垂直气流中的绝大部分 是由未污染的循环吸入气流； (3) 经HEPA过滤后的大部分污染 的垂直气流，通过专用风道过滤 后排入大气；(4)所有被生物污 染的风道和静压箱应保持负压。
• （3）定期进行灭菌效果监测， 化学指示卡广泛用 于高压蒸气灭菌效果的常规监测，卡上的色带在一定 的温度及饱和蒸气结合条件下受热变色。
生物安全第五章设备仪 器
2020年7月21日星期二
• 实验室生物安全的目的是减少实验室人员暴露于感
染性物质的机会，避免感染性事件的发生和防止实验 室废弃物对公众产生危害。 • 熟悉并掌握实验室生物安全的主要设备与仪器的使 用，可以降低实验室危险事件的发生概率。
•
• 第一节
• 生物安全柜
•
• 一、生物安全柜概述 • 生物安全柜（biological safety cabinet，BSC）是为
•表5-3 灭菌所需时间、温度和压力
物品种类
橡胶类 敷料类 器械类 器皿类 瓶装溶液类
灭菌所需时间 （min）
15 15～45
10 15 20～40
蒸气压力 （kPa）
104.0～107.9 104.0～137.3 104.0～137.0 104.0～137.0 104.0～137.0
表压 （lbf/in2）
•
• 简单说，工作原理主要是： •*送入柜内工作区的空气经HEPA过滤，保护操作人员； •*安全柜内形成负压，防止气溶胶外泄，从而保护操作人员； •*从柜内排出的空气经HEPA过滤后释放，保护外环境
•
• 由于肉眼无法看到直径小于5μm的气溶胶以及直径
为5μm～100μm的微小液滴，因此实验室工作人员通 常意识不到有这样大小的颗粒在生成，并可能被吸入或 交叉污染工作台面的其他材料。
15～16 15～20 15～20 15～20 15～20
饱和蒸气相对 温度（℃）
121 121～126 121～126 121～126 121～126
•旧制压力单位磅力每平方寸（lbf/in2）， 1kPa=0.145 lbf/in2
•
• 3．预真空式高压蒸气灭菌器 抽真空，使灭菌柜室内 形成负压，蒸气能迅速穿透到物品内部进行灭菌。 • 预真空压力蒸气灭菌器由于要抽真空，故不适用于液体 的灭菌。
•图5-1 Ⅰ级生物安全柜模式图
•A前开口；B窗口；C排风；D压力排风
•
• 操作者的双臂可以从前面的开口伸到安全柜内的 工作台面上，并可以通过玻璃窗观察工作台面的情 况。
•
• 安全柜内空气可通过高效空气过滤器按下方式排出： • ①排到实验室中，然后再通过实验室排风系统排到建 筑物外面； • ②通过建筑物的排风系统排到建筑物外面； • ③直接排到建筑物外面。 •
操作具有感染性的实验材料时，用来保护操作者本人、 实验室环境及实验材料，使其避免暴露于操作过程中可 能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的负压排气柜。
• 一种箱形\空气净化\负压\安全装置
•
• 工作原理主要是： • 将柜内空气向外抽吸，使柜内保持负压状态，通过垂直 气流来保护工作人员； • 外界空气经高效空气过滤器（HEPA ）过滤后进入安全 柜内，以避免处理样品被污染； • 柜内的空气经过HEPA过滤后再排放到大气中，以保护 环境。
•
• 研究表明，正确使用生物安全柜可以有效减少由于 气溶胶暴露所造成的实验室感染以及培养物交叉污染 。 • 生物安全柜同时也能保护环境和实验对象。
•
• 多年以来，生物安全柜的基本设计已经历多次改进。 •主要改进是在排风系统增加了高效空气过滤器(HEPA)。 对于直径0.3μm的颗粒， HEPA可以截留99.97%，而对于 更大或更小的颗粒则可以截留99.99%。高效空气过滤器的 这种特性使其能够有效地截留所有已知的传染因子，并确 保从安全柜中排出的空气完全不含微生物。
•
•第二节
•灭 菌 器
•
• 一、定义 • 灭菌器泛指能达到灭菌要求的一切设备，即能在一定时 间内杀灭一切活的微生物（包括细菌芽胞）的设备，灭菌 的保证水平为10-6（即物品经灭菌后仍然有微生物存活的概 率为10-6）。现已被广泛应用于医疗、教学及科研单位。
•
• 二、灭菌器的种类与原理 • （一）高压蒸气灭菌器 • 1. 概述 高压蒸气灭菌器应用最普遍，效果可靠。根据 排放冷空气的方式和程度不同，分为下排气式和预真空压 力蒸气灭菌器两大类。后者的灭菌时间短，对需要灭菌的 物品的损害轻微，但价贵，应用未普及。目前在国内广泛 应用的为下排气式灭菌器，灭菌时间较长。
•
•图5-4 Ⅲ级生物安全柜( 手套箱)模式图
•A连手套的开口；B窗口；
C两个排风HEPA ；D 送风
HEPA；E双开门高压灭菌器 ；F化学浸泡槽
•
•（四）生物安全柜的选择
•表5-2 不同保护类型及生物安全柜的选择
保护类型
个体防护，针对危险度1级～3级微生物 个体防护，针对危险度4级微生物，手套箱 型实验室 个体防护，针对危险度4级微生物，防护服 型实验室 实验对象保护
•图5-3 Ⅱ级B1 型生物安全柜模式图 •A前开口；B窗口；C排风HEPA ；D 供 风HEPA ；E负压排风；F风机；G送风
•
•（二）Ⅲ级生物安全柜的工作原理 • Ⅲ级生物安全柜用于操作危险度4级的微生物材料， 可以提供最好的个体防护。Ⅲ级生物安全柜的所有接口 都是“密封的”，其送风经数个高效空气过滤器过滤，排 风则经过2个高效空气过滤器。Ⅲ级生物安全柜由一个 外置的专门的排风系统来控制气流，使安全柜内部始终 处于负压状态。只有通过连接在安全柜上的结实的橡胶 手套，手才能伸到工作台面。
•
• Ⅰ级生物安全柜是最早得到认可的，并且由于其设计 简单，目前仍在世界各地广泛使用。 • Ⅰ级生物安全柜能够为操作人员和环境提供保护，也 可用于操作放射性核素和挥发性有毒化学品。 • 但因未灭菌的房间空气通过生物安全柜正面开口处直 接吹到工作台面上，因此Ⅰ级生物安全柜对操作对象（ 如标本）不能提供切实可靠的保护。
少量挥发性放射性核素/化学品的防护
挥发性放射性核素/化学品的防护
生物安全柜Fra Baidu bibliotek选择
Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级生物安全柜 Ⅲ级生物安全柜
Ⅰ级、Ⅱ级生物安全柜
Ⅱ级生物安全柜，柜内气流是层流的Ⅲ级 生物安全柜 Ⅱ级B1型生物安全柜，外排风式Ⅱ级A2型 生物安全柜 Ⅰ级、Ⅱ级B2型、Ⅲ级生物安全柜
•不同类型的Ⅱ级A型和Ⅱ级B型生物安全柜的详细介绍可参考生 产商的说明手册。
•
• （1）Ⅱ级A1型生物安全柜：如图5-2所示
•
•2.供气先通过供风高效空气过滤器，再 向下流动通过工作台面。
•1.内置风机将房间空气（供给空气）经前 面的操作面引入安全柜内并进入前面的排风 格栅。
•3.空气在向下流动到距工作台面大约6～ 18cm 处分开，其中一半会通过前面的排风 格栅，而另一半则通过后面的排风格栅排 出。
•
•生物安全柜与超净工作台的区别？
•超净工作台的工作原理
•通过风机将空气吸入，通过高效过滤器过滤，形成连续的无尘无 菌的超净气层流，然后以垂直或水平气流的状态送出，使操作区 域持续在洁净空气的控制下。
•
•三、生物安全柜的使用
• （一）使用前的准备 • 工作之前，在安全柜内放置必需材料，本次实验不用的 材料（如额外的手套、培养皿或培养瓶、培养基）应放在 安全柜以外。 • 放慢手臂的进出速度，以直角进出安全柜的开口。房间 内减少非实验人员的活动，以免干扰安全柜的气幕屏障。
•
• 四、生物安全柜的操作流程 • 1. 开启生物安全柜外排风机的电源开关。 • 2. 缓慢打开操作窗口，窗口开启距离20 cm或设定值， 一般生物安全柜应有窗口极限报警。 • 3. 开启工作照明。 • 4. 10 min后即可以开始实验操作。 • 5. 生物安全柜内的操作平面上摆放实验用品时应注意 避开排风孔，以免影响排气流。 • 6. 操作完毕后要注意对柜内进行消毒清洗工作。
生物安全柜
Ⅰ级a Ⅱ级A1型
正面气流速 度（m/s）
0.36 0.38～0.51
气流百分数（%）
重新循环部分 排出 部分
0
100
70
30
排风系统
硬管 排到房间或套管连接 处
外排风式Ⅱ 0.51
70
级A2型a
Ⅱ级B1型a 0.51
30
Ⅱ级B2型a 0.51
0
Ⅲ级a
NA
0
30
排到房间或套管连接
处
70
硬管
•
•（三）使用中的注意事项 • (1)平行摆放柜内物品，避开排风孔； (2)操作宜缓慢； (3)柜内移动物品时应尽量避免交叉污染； (4)柜内尽量不要使用明火; (5)不需要紫外灯; • (6) 一旦安全柜中发生危害物品溢出时，应在安全柜 处于工作状态下立即进行清理 ； • (7)定期对安全柜的性能进行检查和认证（资质人员 ）
•
• （二）柜内材料的放置 • 工作台面上可放置一块塑料衬底的吸水毛巾（但不可放 置于前格栅和后格栅通风口上）。这块毛巾可用于日常清 洁，有液体洒出时能减少气溶胶和喷溅物的形成。工作结 束后，将毛巾折叠放进生物安全柜灭菌包内进行高温高压 消毒。
•
• 生物安全柜内一切材料应尽量放置在远离前格栅，靠近 操作台面后缘的位置；易产生气溶胶的设备（如旋转搅拌 机、台式离心机）也应安置在柜内操作台面后部。实际操 作应按照沿工作面由清洁区流向污染区的方向进行。