实验室生物安全的主要设备与仪器.pptx
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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。
第五章
实验室生物安全的主要 设备与仪器
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 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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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
生物安全柜
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。
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。
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。
（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。
处
70
硬管
100 硬管
100 硬管
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
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
Ⅱ级生 物 安全 柜
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
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 。
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。
第五章
实验室生物安全的主要 设备与仪器
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 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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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
生物安全柜
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。
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。
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。
（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。
处
70
硬管
100 硬管
100 硬管
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
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
Ⅱ级生 物 安全 柜
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
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 。