生物安全柜

二、生物安全柜的分类
根据防护程度的不同，通常将生物安全柜分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 级，可适用于不同生物安全等级的媒质的操作 按照美国1992年版NSF49标准 生物安全等级1级（P1）的媒质是指普通无害细菌、病毒 等微生物 生物安全等级2级（P2）的媒质是指一般性可致病细菌、 病毒等微生物
生物安全等级3级（P3）的媒质是指烈性/致命细菌、病毒 等微生物，但感染后可治愈
第九章
生物安全柜
内容提要
第一节 生物安全柜的工作原理和分类
一、生物安全柜的基本工作原理 二、生物安全柜的分类
第二节 第三节
生物安全柜的结构与功能 生物安全柜的实际应用
前
言
临床实验室由于要接收各类患者的标本，是一个具有一 定危险性的工作场所。保护其工作人员的安全和健康， 防止生物危害性的污染已经成为迫切需要解决的问题 2003年5月9日美国疾病控制中心发布了最新的实验室生 物安全级别标准，即生物安全三级(Biosafety Level Three，BSL-3)标准 生物安全柜是生物安全一级屏障的主要防护设施，是防 止实验室获得性感染的主要设备
一级
二级
三级 四级
应使用II级或Ⅲ级生物安全柜；所有涉及感染材料的操 作，应使用全排风型Ⅱ-B级(B2型)或Ⅲ级生物安全柜。
应使用Ⅲ级全排风生物安全柜。当人员穿着正压防护服 时，可使用Ⅱ-B级生物安全柜。
第三节 生物安全柜的应用 一、仪器的安装
生物安全柜在搬运过程中，严禁将其横倒放置 和拆卸，宜在搬入安装现场后拆开包装
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
Ⅱ级生物安全柜为临床生物防护中应用最普遍的 一类生物安全柜 临床中处理高浓度或大容量感染性材料时，以Ⅱ 级生物安全柜应用最多
图9-3 Ⅱ级生物安全柜
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
Ⅱ级生物安全柜至少需装置一个HEPA空气过滤器对外排气 体进行净化，工作空间为经HEPA过滤器净化的无涡流的单 向流垂直空气
一、生物安全柜的基本工作原理
• 生物安全柜的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 （high-efficiency particulate air filter, HEPA filter）过滤后进入安全柜内，以避免处理样品被 污染；柜内的空气也需经过HEPA过滤器过滤后 再排放到大气中，以保护环境。
第二节 生物安全柜的结构与功能
3. 前玻璃门驱动系统 由门电机、前玻璃门、牵引机构、传动轴 和限位开关等组成 4. 紫外光源 位于前玻璃门内侧，固定在工作室的顶端， 装有紫外灯管，用于消毒
第二节 生物安全柜的结构与功能
5. 照明光源 位于前面板内侧，保证工作室内有一定的亮度 6. 控制面板 有电源开关，紫外灯、照明灯开关，风机开关， 控制前玻璃门上下移动的开关，及有关功能设 定和系统状态显示的液晶显示屏等
第二节 生物安全柜的结构与功能
正面示意图
侧面示意图
图9-8 生物安全柜基本结构示意图
第二节 生物安全柜的结构与功能
1.空气过滤系统
是保证设备性能的最主要的系统
由进风口预过滤罩、进气风机、风道、排风预过滤器、 净化空气过滤器、外排空气预过滤器组成
主要功能是保证洁净空气不断地进入工作室，使工作 室内的垂直气流保持一定的流速（一般≥0.3m/s），保 证工作室内的洁净度达到100级。同时使外排的气体也 被净化，防止环境污染
生物安全等级4级（P4）的媒质是指烈性/致命细菌、病毒 等微生物，感染后不可治愈
二、生物安全柜的分类 -- Ⅰ级生物安全柜
Ⅰ级生物安全柜是指用于保护操作人员与环境 安全、而不保护样品安全的通风安全柜 适用于对处理样品安全性无要求且生物危险度 等级为1、2、3的媒质的操作
Fra Baidu bibliotek
二、生物安全柜的分类 -- Ⅰ级生物安全柜
一、生物安全柜的基本工作原理
图9-1 生物安全柜的工作原理――气流示意图
二、生物安全柜的分类
生物安全柜领域执行的最重要的标准是欧洲标准EN12469和 美国国家卫生基金会的第49号标准（NSF49） NSF49在上世纪70年代就已经出现，被公认为目前生物安全 柜领域最完善的标准。2002年，NSF49正式获得了美国国 家标准学会（ANSI）的认可，成为美国生物安全柜的统一 标准 欧洲标准化委员会（CEN）于2000年5月颁布了生物安全柜 欧洲标准EN12469:2000，成为欧盟区域内生物安全柜的统 一标准 这两个标准对生物安全柜的分类、性能和检测均有明确规定
第二节 生物安全柜的结构与功能
2. 外排风箱系统
主要由外排风箱壳体、风机和排风管道组成
外排风机提供排气的动力，将工作室内因操作所致的不 洁净气体抽出，并由外排过滤器净化，起保护所操作的 样品或标本的目的 由于工作室内为负压，使玻璃门处向内的补给空气平均 风速达到一定程度（一般≥0.5m/s），防止安全柜内空 气外溢，起到保护操作者的目的
二、生物安全柜的分类 -- Ⅲ级生物安全柜
Ⅲ级生物安全柜是完全密闭、不漏气结构的通 风安全柜 工作空间内为经HEPA过滤器净化的无涡流的 单向流空气
安全柜正面上部为观察窗，下部为手套箱式操 作口。在安全柜内的操作是通过与安全柜相连 接的橡皮手套进行的
二、生物安全柜的分类 -- Ⅲ级生物安全柜
操作窗口内侧垂直气流和外部吸入气流交汇点的 平衡是生物安全柜的一个设计关键。若外部吸入 气流过强，此未经过滤的空气有可能越过前方的 回风隔栅而污染操作平台；若垂直气流过强，则 有可能使柜内含有微生物的空气逸出
Ⅱ级生物安全柜分为A1 、A2（原B3） 、B1、 B2四个类型
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
第二节 生物安全柜的结构与功能
HEPA过滤器
是生物安全柜的主要生物防护结构 采用特殊防火材料制成框架，框架内被波纹状的铝片分 隔成栅状，里面填充乳化玻璃纤维亚微粒 过滤效率可达99.99%～100%，对直径为23nm～25nm 的病毒颗粒也可完全拦截 为延长HEPA过滤器的使用寿命，通常在HEPA过滤器前 安装预过滤罩和预过滤器，使空气经预过滤净化后再进 入HEPA过滤器中
安全柜应维持至少120Pa的负压，方可确保人体 与柜内物品完全隔绝 进入气流经数个HEPA过滤器过滤后送入安全柜， 排出气流应经双层HEPA过滤器过滤或通过HEPA 过滤器过滤和焚烧来处理 Ⅲ级生物安全柜适用于生物危险度等级为1、2、 3和4的媒质的操作
第二节 生物安全柜的结构与功能
生物安全柜一般均由箱体和支架两部分组成 箱体内部含有风机、门电机、进风预过滤罩、 净化空气过滤器、外排空气预过滤器、照明 源和紫外光源等设备
无手套型 有手套型 图9-2 Ⅰ级生物安全柜结构示意图
二、生物安全柜的分类 -- Ⅰ级生物安全柜
因不考虑处理样品是否会被进入柜内的空气污染，故对进 入柜内的空气洁净度要求不高 空气的流动为单向、非循环式，空气流经HEPA过滤器后 进入柜内，通过工作台面后又被过滤、经排气口排出
为保护操作人员安全，其向内的非循环吸入气流必须远离 操作者，故要求在使用前方有操作窗口、无手套的Ⅰ级生 物安全柜时，避免人员在安全柜前快速走动或操作人员完 成操作后将手臂快速从柜内抽出
工作时正面玻璃推拉窗打开一半，上部为观察窗，下部为 操作窗口
由于外排风机将安全柜内空气不断地向外抽吸，使柜内保 持负压状态，故操作窗口处虽然处于开放状态，外部空气 只可能经操作窗口被吸入，而柜内的空气不可能由操作窗 口逸出，避免了气溶胶污染，保护了操作人员的安全
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
A2型生物安全柜
图9-7 Ⅱ级A2型生物安全柜结构示意图
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
A2型生物安全柜
维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速（计算或测 量值）为0.5m/s（100ft/min）
经HEPA过滤器过滤后的垂直气流是由静压箱排出的垂直 气流和吸入气流混合后的一部分（即柜内30%气体通过排 气口HEPA过滤器排除，70%的气体通过供气口HEPA过 滤器再循环至工作区）
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
B2型生物安全柜（也称为“全排” 型）
适用于处理感染性样品、使用挥发性有毒化学物 质和以放射性核素作为微生物学研究的工作场合
图9-6 Ⅱ级B2型生物安全柜结构示意图
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
B2型生物安全柜
维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速（计算或测 量值）为0.5m/s（100ft/min） 经HEPA过滤器过滤后的垂直气流是由实验室或室外空气 送入的（即：安全柜中排出的气体不进入垂直气流的循环 过程） 所有的吸入气流和垂直气流经HEPA过滤器过滤后排入大 气，不再进入安全柜循环或返回实验室 所有污染的风道和静压箱应保持负压，或是被直接排风的 风道和静压箱包围
必须经HEPA过滤器过滤后，所有废气才能排到室外，但 废气不可再进入安全柜循环或返回实验室
所有被生物污染的风道和静压箱应保持负压或者被负压的 风道和静压箱包围
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
B1型生物安全柜
当使用微量挥发性有毒 化学物质和痕量放射性 核素用于微生物学研究 时，可采用B1型生物安 全柜，但是对这些化学 物质和放射性核素的处 理应在安全柜的直接排 风区内进行
图9-5 Ⅱ级B1型生物安全柜结构示意图
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
B1型生物安全柜
维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速（计算或测 量值）为0.5m/s（100ft/min） 经HEPA过滤器过滤后的垂直气流中的绝大部分是由未污 染的循环吸入气流组成（即柜内70%气体通过排气口 HEPA过滤器排除，30%的气体通过供气口HEPA过滤器 再循环至工作区） 经HEPA过滤器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 所有被生物污染的风道和静压箱应保持负压，或被负压的 风道和静压箱包围
第一节 生物安全柜的工作原理和分类 一、生物安全柜的基本工作原理
生物安全柜（biosafety cabinet；biological safety cabinet）是防止操作处理过程中某些含 有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱 形空气净化负压安全装置 气溶胶（aerosol）是指悬浮于气体介质中、粒径 一般为0.001μm～100μm的固态、液态微粒所形 成的胶溶态分散体系
第三节 生物安全柜的应用
生物安全实验室选用生物安全柜的原则
实验室级别
生物安全柜选用原则 一般无须使用生物安全柜，或使用Ⅰ级生物安全柜 当可能产生微生物气溶胶或出现溅出的操作时，可使用I 级生物安全柜；当处理感染性材料时，应使用部分或全 部排风的Ⅱ级生物安全柜；若涉及处理化学致癌剂、放 射性物质和挥发性溶媒，则只能使用Ⅱ-B级全排风(B2型) 生物安全柜。
为保护环境，安全柜中的气体在外排到大气以前必须先经 过HEPA过滤器过滤
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
Ⅱ级生物安全柜是指用于保护操作人员、处 理样品安全与环境安全的通风安全柜 通常适用于生物危险度等级为1、2、3的媒质 的操作。当有毒化学物质或放射性核物质被 用于微生物研究或制药的添加物时，应使用 专为此目的设计制造的II级生物安全柜
A1型生物安全柜
图9-4 Ⅱ级A1型生物安全柜结构示意
二、生物安全柜的分类 -- Ⅱ级生物安全柜
A1型生物安全柜
维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速（计算或测 量值）为0.38m/s(75ft/min) 由静压箱送出的，经HEPA过滤器过滤的垂直气流是垂直气 流和吸入气流混合后的一部分（即柜内70%气体通过HEPA 过滤器再循环至工作区，30%的气体通过排气口HEPA过滤 器过滤排除） 允许经排出口HEPA过滤器过滤后的气流返回实验室 允许有正压的污染风道和静压箱