生物安全柜的選型、使用技巧和注意事項(xiàng)

李欣迎，李希合，李青，張麗紅，劉錦云，王紅巖

山東省計(jì)劃生育科學(xué)技術(shù)研究所，山東省優(yōu)生技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250002

0 前言

生物安全柜廣泛應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生、疾病預(yù)防與控制、食品衛(wèi)生、生物制藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及各類生物實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域，是保障生物安全和環(huán)境安全的重要基礎(chǔ)。WHO《實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊(cè)》提出，生物安全柜可以有效地減少由于氣溶膠暴露所造成的實(shí)驗(yàn)室感染以及培養(yǎng)物交叉污染。生物安全柜同時(shí)也能保護(hù)操作人員和環(huán)境，防止操作的病原微生物擴(kuò)散造成人員傷害和環(huán)境污染。

1 生物安全柜級(jí)別

根據(jù)生物安全防護(hù)水平的差異，生物安全柜可分為I級(jí)、II級(jí)和III級(jí)3種類型。

（1）I級(jí)生物安全柜可保護(hù)工作人員和環(huán)境而不保護(hù)樣品。排氣口安裝有高效粒子過(guò)濾器（HEPA），將外排氣流過(guò)濾，防止微生物氣溶膠擴(kuò)散造成污染。生物安全柜本身無(wú)風(fēng)機(jī)，依賴外接通風(fēng)管中的風(fēng)機(jī)帶動(dòng)氣流，由于不能保護(hù)柜內(nèi)產(chǎn)品，目前已較少使用。

（2）II級(jí)生物安全柜是目前應(yīng)用最為廣泛的柜型。與I級(jí)生物安全柜不同的是，未經(jīng)過(guò)濾的進(jìn)氣流會(huì)在到達(dá)工作區(qū)域前被進(jìn)風(fēng)格柵俘獲，試驗(yàn)品不會(huì)受到外界空氣的污染。II級(jí)生物安全柜經(jīng)過(guò)HEPA過(guò)濾的垂直層流氣流從安全柜頂部吹下，下沉氣流不斷吹過(guò)安全柜工作區(qū)域，以保護(hù)柜中的試驗(yàn)品不被外界塵?；蚣?xì)菌污染。

（3）III級(jí)生物安全柜是為生物安全防護(hù)等級(jí)為4級(jí)實(shí)驗(yàn)室而設(shè)計(jì)的，柜體完全氣密，工作人員通過(guò)連接在柜體的手套進(jìn)行操作，試驗(yàn)品通過(guò)雙門的傳遞箱進(jìn)出安全柜以確保不受污染，適用于高風(fēng)險(xiǎn)的生物試驗(yàn)，如進(jìn)行SARS、埃博拉病毒相關(guān)實(shí)驗(yàn)等。

生物安全柜核心的要點(diǎn)是：① 高效過(guò)濾膜；② 安全柜的柜體結(jié)構(gòu)和氣密性；③ 生物安全柜的防泄露測(cè)試；④ 優(yōu)化的氣流流速和優(yōu)良的風(fēng)機(jī)；⑤ 必不可少的報(bào)警功能[1]。

2 生物安全水平

實(shí)驗(yàn)室選擇生物安全柜時(shí)，應(yīng)詳細(xì)了解從事傳染性微生物工作中的生物安全級(jí)別所包括的主要要素，根據(jù)對(duì)個(gè)人、環(huán)境、社會(huì)提供的保護(hù)情況選取不同級(jí)別的生物安全柜。

（1）生物安全一級(jí)（BSL-1）適用于非常熟悉的病源。該病源不會(huì)經(jīng)常引發(fā)健康成人疾病，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員和環(huán)境潛在危險(xiǎn)小，一般不要求也不使用生物安全柜。

（2）生物安全二級(jí)（BSL-2）適合于對(duì)人和環(huán)境有中度潛在危險(xiǎn)的病源，可選用I、II級(jí)生物安全柜。

（3）生物安全三級(jí)（BSL-3）適用于臨床、診斷、教學(xué)、研究或者生產(chǎn)設(shè)施，在該級(jí)別中開展有關(guān)內(nèi)源性和外源性病原的工作。最好選用II級(jí)或II級(jí)以上生物安全柜，實(shí)驗(yàn)室需要特殊設(shè)計(jì)和施工，室內(nèi)為負(fù)壓。

（4）生物安全四級(jí)（BSL-4）適用于對(duì)生命有高度危險(xiǎn)的危險(xiǎn)陛病原或外源性病原?？赏ㄟ^(guò)氣溶膠而致實(shí)驗(yàn)室感染或未知傳染風(fēng)險(xiǎn)，且引起致命的有關(guān)病原，應(yīng)選用III級(jí)生物安全柜及正壓防護(hù)服，如SAILS病毒對(duì)人或環(huán)境具有中度潛在危險(xiǎn)，對(duì)攜帶該病毒的患者樣本處理均應(yīng)在生物安全二級(jí)(BSL-2)或二級(jí)以上實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，為了對(duì)操作人員和環(huán)境及樣品均提供有效的保護(hù)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)選用二級(jí)以上或全排風(fēng)式生物安全柜（B2型）[2]。

3 生物安全柜的選擇

根據(jù)對(duì)生物遏制程度的不同，目前設(shè)計(jì)的生物安全柜有3種類型：I級(jí)、II級(jí)（A1、A2、B1、B2型）和III級(jí)。其中，I級(jí)生物安全柜保護(hù)工作人員和環(huán)境，II級(jí)生物安全柜保護(hù)工作人員、環(huán)境和試樣（產(chǎn)品），A1型安全柜前窗氣流速度最小量或測(cè)量平均值至少應(yīng)為0.38 m/s。70%氣體通過(guò)HEPA過(guò)濾器再循環(huán)至工作區(qū)，30%的氣體通過(guò)排氣口過(guò)濾排出。A2型安全柜前窗氣流速度最小量或測(cè)量平均值至少應(yīng)為0.5 m/s。70%氣體通過(guò)HEPA過(guò)濾再循環(huán)至工作區(qū)，30%的氣體通過(guò)排氣口過(guò)濾排出。B1型70%氣體通過(guò)排氣口HEPA過(guò)濾排除，30%的氣體通過(guò)供氣口HEPA過(guò)濾再循環(huán)至工作區(qū)。B2型為100%全排型安全柜，無(wú)內(nèi)部循環(huán)氣流，可同時(shí)提供生物性和化學(xué)性的安全控制，可以操作揮發(fā)性化學(xué)品和揮發(fā)性核放射物作為添加劑的微生物實(shí)驗(yàn)。III級(jí)生物安全柜采用手套箱更嚴(yán)格地保護(hù)工作人員、環(huán)境和試樣（產(chǎn)品）。II級(jí)生物安全柜能基本滿足臨床實(shí)驗(yàn)室的工作需要（對(duì)于不含有毒、放射性、揮發(fā)刺激性溶劑的樣品的實(shí)驗(yàn)）[3]。

細(xì)胞毒素安全柜是專門為高毒性的細(xì)胞毒素類藥物試驗(yàn)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)的，主要特點(diǎn)是可以在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)更換HEPA，這樣可以保持負(fù)壓，確保維修人員的安全。

國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定A2型安全柜可以用于進(jìn)行以微量揮發(fā)性有毒化學(xué)品和痕量放射性核素為輔助劑的微生物實(shí)驗(yàn)，但必須加裝外排管道。如果有毒化學(xué)品或放射性核素用量較大則應(yīng)當(dāng)使用完全外排的B2型安全柜[1]。

根據(jù)生物安全柜的強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0569-2005生物安全柜》規(guī)定，只有獲得國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的三類醫(yī)療器械注冊(cè)證的產(chǎn)品才能真正保護(hù)操作人員、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和操作樣本。

目前國(guó)內(nèi)許多實(shí)驗(yàn)室在選擇II級(jí)生物安全柜時(shí)，都選擇II級(jí)B2型。選購(gòu)者認(rèn)為在BSL-2實(shí)驗(yàn)室中使用II級(jí)B2型生物安全柜，生物安全防護(hù)更好。其實(shí)不然，所有II級(jí)生物安全柜的生物防護(hù)性能是一致的，不存在越高越好的問(wèn)題。正常情況下使用壽命為5年，如果使用這種全排風(fēng)式的II級(jí)B2型，其使用壽命將大大地縮短；此外，頻繁更換HEPA，也將嚴(yán)重影響工作[4]。

要根據(jù)自身的工作特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)室級(jí)別、實(shí)際開展檢測(cè)項(xiàng)目及操作的病原微生物的危險(xiǎn)水平等情況來(lái)確定需要配備的生物安全柜級(jí)別。如開展普通細(xì)菌培養(yǎng)以及甲、乙和丙型肝炎檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)選擇I或II級(jí)生物安全柜；開展了艾滋病檢測(cè)或梅毒抗體檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室則至少需要選擇II級(jí)生物安全柜才能保證工作人員的安全。III級(jí)生物安全柜一般在BSL-4實(shí)驗(yàn)室使用，基層醫(yī)院應(yīng)用的較少，一般不作考慮[5]。

4 生物安全柜的使用技巧和注意事項(xiàng)

合理規(guī)范地使用生物安全柜是確保二級(jí)病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全、防止實(shí)驗(yàn)室感染的關(guān)鍵。因使用生物安全柜的時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)生物安全柜的工作原理、操作技術(shù)認(rèn)識(shí)不充足，實(shí)驗(yàn)室在使用生物安全柜方面存在著各種各樣不規(guī)范的情況。不規(guī)范的使用致使生物安全柜無(wú)法發(fā)揮正常的過(guò)濾、排出氣溶膠、防止發(fā)生病原微生物污染的作用，反而變成實(shí)驗(yàn)室中的一個(gè)污染源。因此，實(shí)驗(yàn)室管理部門以及技術(shù)指導(dǎo)部門必須加強(qiáng)對(duì)生物安全柜使用技術(shù)規(guī)范的培訓(xùn)，明確生物安全柜的工作原理、使用注意要點(diǎn)、消毒方法、檢測(cè)維護(hù)頻率等內(nèi)容。

4.1 工作臺(tái)的擺放原則

在工作臺(tái)面上的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該按照從清潔區(qū)到污染區(qū)的方向進(jìn)行。所有物品離前窗至少5.08 cm（2英寸），所有污染性的操作盡量遠(yuǎn)離工作區(qū)域的后部。被污染的物品盡量不要進(jìn)入干凈區(qū)域，應(yīng)放置在工作區(qū)域的后部。玻璃擋風(fēng)不得高于20 cm，生物安全柜打開3O min后方可使用，使用前后用75%乙醇和無(wú)塵抹布擦拭以減少局部微粒。

4.2 操作注意事項(xiàng)

（1）使用人員穿戴專門的手套、凈化服、護(hù)目鏡和口罩，只將雙手伸入生物安全柜內(nèi)，避免作劇烈動(dòng)作，避免咳嗽、打噴嚏或說(shuō)話，應(yīng)嚴(yán)格遵守各項(xiàng)無(wú)菌操作規(guī)則。

在生物安全柜內(nèi)的所有操作應(yīng)在工作臺(tái)中央部位進(jìn)行。避免在近距離開窗戶、空調(diào)、風(fēng)扇時(shí)對(duì)生物安全柜進(jìn)行操作，以免破壞生物安全柜的定向氣流；避免長(zhǎng)期使用而不進(jìn)行性能維護(hù)和檢測(cè)，防止生物安全柜的氣密性以及風(fēng)機(jī)、高效過(guò)濾膜性能降低。

（2）明火：生物安全柜內(nèi)應(yīng)避免使用明火。一方面它會(huì)影響在工作中的安全柜內(nèi)的層流，其次若操作中使用揮發(fā)性及易燃物質(zhì)時(shí)會(huì)造成危險(xiǎn)。應(yīng)使用電熱套或可拋的加熱環(huán)。

（3）溢出：當(dāng)少量溢灑時(shí)，用吸收紙巾立即處理，并用消毒液擦洗臺(tái)面及內(nèi)部所有物品；若發(fā)生大量溢灑，安全柜內(nèi)所有物品都應(yīng)進(jìn)行表面消毒并從安全柜取出，在確保排水閥關(guān)閉后，將消毒液倒在工作臺(tái)面上，使液體通過(guò)格柵流到排水盤上。使用注射器針頭避免垂直刺入，與瓶塞保持30°，可明顯減少瓶塞微粒的污染，減少穿刺次數(shù)。

（4）廢棄物的處理：空瓶用密封的塑料袋封好棄于帶蓋防漏的專用桶里，每天及時(shí)按醫(yī)療垃圾處理。注射器及針頭放在專用帶蓋的垃圾桶內(nèi)、封口，由專人送供應(yīng)室毀形處理。

（5）清潔和消毒：柜中所有的物品都應(yīng)移出柜外，柜內(nèi)工作臺(tái)表面和柜的內(nèi)壁應(yīng)用漂白粉或75%乙醇消毒。若用腐蝕性的化學(xué)劑消毒后，還應(yīng)該用滅菌水再擦洗。關(guān)機(jī)前再運(yùn)行5 min，對(duì)殘留氣體進(jìn)行凈化。

（6）定期清潔工作面下面的區(qū)域。生物安全柜在移動(dòng)以及更換過(guò)濾器之前，必須清除污染。在安裝時(shí)以及每隔一定時(shí)間后，應(yīng)由有資質(zhì)的專業(yè)人員按照生產(chǎn)商的說(shuō)明對(duì)每一臺(tái)生物安全柜的運(yùn)行性能以及完整性進(jìn)行認(rèn)證，以檢查其是否符合國(guó)家及國(guó)際的性能標(biāo)準(zhǔn)[3,6]。

生物安全性是指生物學(xué)技術(shù)從事研究、開發(fā)、生產(chǎn)到實(shí)際應(yīng)用等全過(guò)程中所涉及到的安全問(wèn)題[7]。生物安全性應(yīng)以“預(yù)防為主，防患于未然”[8-9]。保證生物安全性的建議：① 應(yīng)加強(qiáng)生物安全標(biāo)準(zhǔn)化、制度化、規(guī)范化的管理機(jī)制，不斷提高檢測(cè)人員生物安全意識(shí)；② 規(guī)范操作程序，做好消毒效果監(jiān)測(cè)和年度認(rèn)證等工作；③ 進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)室操作人員總體水平。

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