生物安全柜的使用说明详细.docx

1、生物安全柜的使用说明详细生物安全柜介绍1.概述生物安全柜是生物实验室的一级隔离屏障设备。所谓生物安全柜，实质就是一种负压过滤排风柜（见有关标准：YY0569、JG170、ANSI/NSF49、EN12469对生物安全柜作出的定义），其本身可分为部分隔离和完全隔离。生物危害的隔离措施通常由一次隔离和二次隔离措施实现。采用生物安全柜的目的是为了把生物实验室污染区域及污染风险降到最低，以实现一次隔离目的。为防止生物危害从实验室漏到外部环境，把实验室和外界隔断，即为二次隔离，二次隔离的目的是防止实验室外的人被生物感染。由于生物危险的事例几乎都发生在实验室内，一次隔离措施越严格、充分，则可降低实验室污染

2、的风险，从源头上抑制生物危害的发生。由于目前生物实验室以及医院临床医学检验和研究应用最广的是级生物安全柜，本文将着重对级生物安全柜进行阐述。2.依据GB 194892007实验室生物安全通用要求 ；实验室生物安全手册（WHO）；ISO 151902003医学实验室安全要求 ；YY0569-2005生物安全柜；JG170-2005生物安全柜；JGxxx-xxxx洁净工作台（报批稿）。3.生物安全柜的特殊防护设计3.1生物安全柜的级别类型和适用范围生物安全柜分成、共三个等级，其中：级生物安全柜又细分为A1、A2、B1、B2四个类型，A1、A2、B1分别为循环气流结构，B2为气流100%直接排放结构

3、。实验领域对于A1类生物安全柜应用极少，其流入气流流速相对较低，对人员防护隔离能力相对较低，不能满足生物危害的高风险场合应用。通常，A1类生物安全柜仅用于医学教学或对已知的低风险病原体操作。B1类生物安全柜的排风气流流量是系统总风量的70%，尚有30%循环气流，这样的特性决定了它仍然不能用于化学毒性场合。常用的是级生物安全柜中的A2、B2类生物安全柜。生物安全柜应用气流围场、空气负压、物理过滤、风险预警及联锁控制等综合隔离技术，实现生物危害防护，实现保护人员或保护人员、保护实验对象、保护环境目的。级生物安全柜级生物安全柜从前部操作口吸入空气，经排风口高效空气过滤器滤除病原体颗粒后排出空气。它依

4、赖吸入空气实现生物隔离，其应用目的是保护人员免遭病原体感染。注：级生物安全柜不对样本保护。适用范围：仅适用于对第1、2、3、4类病原体的操作时的人员保护场合。级生物安全柜级生物安全柜是微生物学领域应用最广的机型，它与级生物安全柜相同的是从前部操作口吸入空气，以防止气溶胶外逸。但是，在操作区内部则通过高效空气过滤器提供垂直下降流动的洁净空气（通常称垂直层流）。经排风口高效空气过滤器滤除病原体颗粒后排出空气。适用范围：适用于对第1、2、3、4类病原体的操作时的人员、实验样本、实验室环境或大气环境作保护的场合。级生物安全柜级生物安全柜适用于病原病毒、病原细菌、病原寄生虫及重组遗传基因等实验领域具有最

5、高危险度的操作。操作人员通过完全密闭在负压柜体的手套在密闭操作区进行感染动物解剖、组织材料处理、病原体培养、显微观察和离心操作。由于级生物安全柜的柜体具有较高的耐负压结构强度，又采用不锈钢作为柜体，当前部透视窗采用含铅玻璃且外排气流的过滤采用化学过滤器（必要时，再加焚烧处理）时，级生物安全柜是放射性或毒性药物配置的理想设备，可满足医务人员免遭射线或毒性的危害。注：不锈钢对X射线的衰减作用明显于其它材料。级生物安全柜的高效空气过滤器应当采用国标级过滤器，比普通高效空气过滤器的过滤效率高一个档次，当排风过滤仅以空气过滤为手段时，应当采用两级ULPA过滤器串联技术。适用范围：适用于对第1、2、3、4

6、类病原体操作时的人员、实验样本、实验室环境或大气环境都作保护的场合。3.2REYA生物安全柜特殊的设计技术生物安全柜是通过物理技术实现生物危害隔离的一种装备。它应用气密性结构设计及内部负压过滤通风技术，达到防止病原体气溶胶扩散污染的目的。特殊的密封设计过滤完整性生物安全柜所用的高效空气过滤器都由供货商检测后提供，进货交收检验仍采用“PAO”法作扫描捡漏以确定该高效空气过滤器的透过率。然而，安装的过滤器，其与柜体的吻合缝隙以及柜体结构的材料沙眼都足以导致病原气溶胶泄漏。据国际统计数据报道，生物安全柜经运输后的扫描捡漏合格率仅30%。本公司采用我国著名专家国家建筑科学院空气调节研究所许钟麟教授的专

7、利技术成功地达到了“零”泄漏设计目的。柜体密封性生物安全柜是空气负压装置，正常运行中的生物安全柜不会导致病原气溶胶泄漏。为什么还要对生物安全柜柜体密封性作出规定？为什么密封性条件试验规定为正压？其实是风机故障条件下病原气溶胶受正压扩散的防护需要。正压条件下的柜体密封不能依赖密封胶围堵措施。异种金属材料不可能加料连续焊接达到柜体密封目的，本公司对钣金工艺设计的不断探索，解决了柜体承受500Pa正压下维持30min后剩余压力达到450Pa的要求。REYA全不锈钢结构的升级换代型生物安全柜即将进入市场。该生物安全柜完全由加料连续氩弧焊接工艺制成。产品工艺技术完全与美国同类产品先进工艺技术水平持平。成

8、为国内领先工艺水平。该工艺技术是高危害病原体操作的卫士，对我国生物安全柜产品技术赶上国际先进水平具有现实意义。更精细的过滤技术国际、国内对于生物安全柜用过滤技术都规定相对0.3m颗粒的过滤效率99.99%。然而，已知的病原病毒颗粒仅几十纳米，如：小颗粒SARS病毒40nm。考虑悬浮颗粒的直径可小于0.1m。小颗粒病原微生物寄生于小颗粒尘埃，仍存在穿透高效空气过滤器的概率。特别是这种概率的存在对于排风口的危害将是不可低估的。现有的超级高效空气过滤器技术的应用可满足需要。REYA生物安全柜的送风过滤、排风过滤已全部应用。该ULPA feilter相对0.12m颗粒的过滤效率99.9995%。优化的

9、气流匹配设计级生物安全柜的气流设计不能简单的符合YY0569规定，垂直下降气流设计流速0.5m/s时与流入气流流速下限值0.5m/s就不能匹配。反之，流入气流平均流速在允许波动范围内取下限值，则产生操作区正压而导致病原气溶胶外逸。前部操作口流入气流平均流速与垂直下降气流平均流速间存在匹配关系，且流入气流并不因为流速高而保护因子获得提高，经5年余研究发现，垂直气流在标准规定条件下提高流入气流流速时，前部操作口保护因子却适得其反。稳定可靠的前窗保护因子，是柜体结构、回风负压和流体力学、空气动力学等诸多设计综合体现。抑制交叉感染的气流组织结构设计内部交叉感染可能是人员手臂运动和下降气流组织结构的综合

10、结果，本公司通过CFD手段研究内部交叉感染，揭开了样本污染的奥秘。并通过数十万例现场实验数据统计，证实了设计措施有效。2006年通过德华创生公司血液干细胞50000例移植实验操作0感染的记录；2007年通过宝诺科技（北京）有限公司10000例实验操作0感染的记录；2009年通过和记黄埔药业公司100000例实验操作0感染的记录。正压污染区被负压包围的结构A2型生物安全柜的送风静压箱内空气为流入与循环部分气流的混合体，属于被污染气流，该静压箱设计为负压包围结构。B2型生物安全柜的排风为负压设计，污染气流直接由负压风道直接排空。生物安全柜操作区左右后三侧为双板型结构设计的负压污染区。负压结构设计的

11、目的是可靠防护病原气溶胶逸出。定向气流定向气流是一个俗称，技术术语称为“层流”，即单向的气流。经高效空气过滤器过滤的操作区垂直下降层流，被用以保护实验样本免遭内部交叉感染。因为，操作区回风口分布及回风负压使垂直气流未到达操作台面已经分流，如前后、左右，由气流渐变线围成非期望的三角形区域。三角形区域内覆盖的工作台面气流流速明显降低。在人员手臂伸入情况下，受下降气流撞击，手臂下部形成气流漩涡，且漩涡直径大于手臂直径并形成连续状态。这就是内部交叉感染的动态影响。在交叉污染静态试验条件下，由于三角形区域气流降低，侧壁细菌喷射口射出的细菌轻而易举地到达远距离培养皿，这种现象用向量函数可解析（垂直下降流速

12、、细菌喷口流速、沉降均着落地与喷口距离位置关系）。这是静态试验条件下交叉污染的成因。无论在动态条件下还是在静态试验条件下，垂直下降气流不能侧弯是关键。因为，垂直方向量的提高是抑制喷口细菌前移的关键。回风负压口分布的设计在满足垂直下降气流不侧弯的前提下，动态时手臂下方的气流漩涡没有生成的条件，也就有效抑制了交叉污染的发生。该设计获得国家发明专利，专利号：气流活塞效应结构优势目前，生物安全柜市场推出的产品款式不外乎前部直立式和前部斜面两款。斜面式设计相对人机工程学原理而言是有益的，可提高人员作业舒适度。但从生物防护目的出发，过渡的斜面结构对保护样本却有不足之处。前部直立式生物安全柜的送风过滤器有效

13、面积比较接近操作区横截面积。从理论而言，生物安全柜的设计应当使送风过滤器面积与操作区横截面积的比值等于1，以使垂直下降气流完全覆盖操作区横截面，气流类似活塞沿整个内壁板推进，由于不留结构死角且整个操作台面被送风气流覆盖，气溶胶没有上扬、残留的机率。而斜面设计的缺点正相反，送风过滤器的宽度比操作台面窄，随设计斜率升高而过滤器宽度尺寸降低，于是在前部格栅处气流降低，甚至出现前部局部区域无下降气流。气流扩散能够弥补这一不足，但最大气流扩散角小于10。斜面设计不利样本保护应当引起足够重视。获得国家发明专利，专利号：微机控制的气流恒设计长期运行下，生物安全柜高效空气过滤器表面吸附颗粒不断堆积，阻抗随之升

14、高。过滤器阻抗升高演变过程中风机静压跟随升高，但气流输出流量却逐步降低。这种变化直接影响生物安全柜对人员、样本的保护，甚至导致直接的危害。为此，YY05692005生物安全柜标准以及美国ANSI/NSF49级（层流）生物安全柜标准都对风机性能规定了最低要求。REYA生物安全柜运用微机原理，分别对生物安全柜的垂直下降气流送风机和排风风机伺服设计，它能在气流下降状态下自动补偿风机流量，且动态范围大，能在过滤器寿命周期内始终保持生物安全柜垂直下降和排风的设计流速（流量）。以达到寿命周期气流稳定目的。REYA生物安全柜排风风机的另一个设计特点是由主机直接供电，并彼此控制信号交换。它无需独立供电。排风风

15、机与送风风机间互锁控制，当排风风机故障或流量波动大于20%时，联锁关闭送风风机，以迫使系统不会正压导致病原体外逸。不锈钢大容量集液槽大量的设计案例获得证实，集液槽不应有污染液体清除或清洗的结构障碍。由于设计结构的障碍存在，在用生物安全柜不能获得有效清洗，实验中试剂残留物长年淤积导致结构涂层起翘、脱落，金属板材受到严重腐蚀。试剂残留物持久存在的最大危害是导致微生物繁敷或实验样本污染。不锈钢大容量且无结构障碍的集液槽有效解除了实验人员的清洁困惑。生物安全柜应用选型生物安全柜应用选型选型要素级生物安全柜用于第一、二、三病原微生物实验操作时对人员的保护。不保护实验样本。级生物安全柜作业样本的生物危害类

16、别：第一、二、三和四类病原微生物；保护人员、样本、环境；其它，如：是否涉及到挥发性、放射性核素或化学品；注：II级A2型生物安全柜具有部分气流循环特点，适用于有微量化学添加剂的操作场合。注：II级B2型生物安全柜的气流100%外排至大气层，适用于有化学添加剂的应用场合。注：两种类型生物安全柜都满足痕量放射性操作场合的使用。质量认证生物安全柜应用于高风险场合，国家食品药品监督管理局将其列入三类医疗器械的管理目录内，实施产品市场准入制度。按现行国家法规规定，生物安全柜进入医疗临床应用由国家食品药品监督管理局授权的检测机构按YY0569生物安全柜进行注册检验。产品注册由注册检验、临床试验、按ISO1

17、3485要求建立的产品质量保证体系审核及产品风险设计报告共四部分构成。批准注册后，由国家食品药品监督管理局颁发证书。美国对生物安全柜的认证由NSF组织实施，认证试验按ANSI/NSF 49Class II (laminar flow)biosafety cabinetry执行。欧洲执行EN12469标准。中国医疗器械行业强制性标准YY0569生物安全柜 与美国ANSI/NSF 49及欧洲EN12469标准，在生物防护性能要求部分保持了高度一致，无论技术要求、试验方法、还是试验结果的表述，均完全等同。并与美国ANSI/NSF 49在过滤器扫描捡漏、柜体密封性能、气流模式、垂直下降气流流速、流入气

18、流流速、振动幅值、照度等参数要求保持一致。报警提示及联锁控制要求也保持了高度一致。但我国YY0569标准对结构要求比美国ANSI/NSF 49标准规定得更严格。作为国家注册的三类医疗器械生物安全柜产品标准与美国同类产品的差异主要是：中国的电气安全符合GB4793.1，等效采用国际电工委员会IEC10101，而美国则符合UL标准。4.生物安全柜使用、维护及检测生物安全柜放置l五个远离点（气流）门；风扇；空调；开着的窗户；人员活动频繁的区域。l摆放要求稳固的平台或支架；两侧、后面和上端留30cm。生物安全柜的使用要求个人防护要求柜内物品的摆放紫外灯明火工作前准备工作中操作及溢出处理工作结束后处理个

19、人防护要求使用生物安全柜时必须穿个人防护服，戴手套（手套应套在隔离衣的外面），最好带口罩和帽子，根据需要带防护眼罩或者面罩。生物安全柜内物品摆放原则按照从洁净区到污染区的方向摆放；所有物品尽可能放在工作台后部；将废弃物袋、盛放废弃吸管的盘子以及吸滤瓶等体积较大的物品放在柜内某一侧；前部流入气流格栅不能被纸、仪器设备或者其他物品阻挡。对紫外灯的三点要求每周进行清洁，除去可能影响杀菌效果的灰尘和污垢；每次生物安全柜的认证，要检查紫外线强度，以确保有适当的光发射量；房间中有人时一定要关闭紫外灯，以保护眼睛和皮肤，避免因不慎暴露而造成伤害；避免使用明火，因为：明火可造成生物安全柜的气流紊乱，干扰气流模

20、式；可损坏HEPA过滤器；处理挥发性物品和易燃物品时易造成危险。工作前需要准备的内容首先紫外灯照射30分钟；关紫外灯，打开安全柜的日光灯和风机，用消毒剂对生物安全柜的内表面进行消毒擦拭；将实验中需要用到的物品集中用消毒剂擦拭后放在台面相应位置上（切记勿阻挡风口！）；等待5min，净化工作区的空气污染物。工作时操作规范双臂垂直缓慢进入前面的开口，在生物安全柜中等待大约一分钟，以使安全柜调整完毕后才可对物品进行处理；所有操作应在离前窗10cm以外的工作区进行；废弃物应丢弃在生物安全柜内的处理容器中。操作时注意事项避免胳膊在前开口处快速移动和频繁进出。尽量避免污染的物品进入洁净区。在生物安全柜内进行

21、操作时，不能进行文字工作。尽量减少操作者身后的人员活动。溢出处理按GB194892007实验室生物安全通用要求中生物安全柜内溢出时的处理方法执行：滴状溢出或体积不足1 mL的，可简单地用消毒剂擦洗。大量溢出时的特殊处理：使生物安全柜保持开启状态；在溢出物上覆盖浸有消毒剂的吸水材料，作用大约10分钟，以发挥消毒作用。在安全柜内对污染的手套消毒后，脱下手套。如果衣服已经污染，也要先脱下消毒。穿戴干净的手套和衣服作如下进一步的清洁工作。用消毒剂喷洒或擦拭安全柜内壁、工作表面以及透视窗的内侧。作用20 min后，擦干消毒剂并将擦拭物置于生物危害袋中。如果溢出情况需要浸泡接液槽，则不得现场清理接液槽。应

22、报告实验室主管后采用适当的气体消毒方式。将所有清理用物品以及防护服进行高压消毒。用消毒肥皂和水洗手和暴露皮肤。立即通知实验室主管。如果溢出物流入安全柜内，可能需要对安全柜进行更为广泛的消毒处理。工作结束后的要求将安全柜继续运行至少3min完成“净化”过程。将柜内物品移出前，应使用有效的消毒剂擦拭每天实验结束后，对生物安全柜的内壁和台面进行擦拭。等待5分钟后，关闭前窗，关灯，关风机，紫外灯照射30分钟。生物安全柜的维护生物安全柜的维护保持生物安全柜表面清洁和无污染状态用70%酒精或者合适的消毒剂擦拭内壁和工作台面；如果使用漂白剂等腐蚀性消毒剂后，需要用无菌水再次进行擦拭除去残余的消毒剂；定期抬起

23、工作台面对其下面的区域进行清洁；消毒后，用玻璃清洁器对前窗玻璃和紫外灯进行清洁。定期保养用湿布擦拭内壁和工作台面；每年按需要更换紫外灯和日光灯；每年至少认证一次医学实验室安全要求YY0569-2005生物安全柜实验室生物安全手册（第三版，2004）生物安全柜的污染清除甲醛、过氧化氢熏蒸等应由有资质的专业人员来进行。在以下情况下需要进行熏蒸：在检查和维修之前；在更换HEPA滤器之前；在移动安全柜之前；安全柜被严重地污染；变换使用目的；长时间未用；需要熏蒸的其它时间。甲醛熏蒸步骤之一-准备电炉两个；福尔马林；氨水；100mL烧杯4个；胶带；透明塑料薄膜、75%酒精等。使用75%酒精对生物安全柜内、

24、外表面进行消毒清洁；将生物安全柜和放置在同一房间内的冰箱、CO2培养箱等仪器用胶带纸进行密封处理。甲醛熏蒸步骤之二-熏蒸将电炉放在生物安全柜中，连接电源；用两个烧杯分取福尔马林20mL、水50mL，置电炉上；关闭透视窗，用胶带封严窗门；开启电源，水和福尔马林同时被加热，待福尔马林挥发完毕时，关闭电源,保持密闭状态，过夜。甲醛熏蒸步骤之三-中和取氨水36mL、水50mL，分放于2个烧杯中，置电炉上；再次将生物安全柜门密封；开启电源，待氨水挥发完后，关闭电源；密闭过夜。生物安全柜的检测生物安全柜检测的情况发生在：最初的购买安装完毕；年检；移动；修理。生物安全柜的检测应由有资质的单位实施在美国必须有

25、美国NSF授权的单位。没有NSF授权，也得有以下经历：有过检测经验；参加过技术课程或者厂商培训会；检测设备拥有校准证书。我国有检测资质的单位：国家食品药品监督管理局授权的医疗器械质量监督检验中心。安全柜防护效果的评估涉及到以下内容安全柜的完整性；人员、产品及交叉污染保护；HEPA过滤器的泄漏；垂直下降气流平均流速；前部工作窗口流入气流流速；压差（级）；负压换气次数；气流的烟雾模式；警报和互锁系统；电气安全；还包括紫外线强度、光照度、噪声、振动、集液槽泄漏、柜体稳定性（包括柜体抗翻倒、柜体抗变形、工作台面抗变形、柜体抗向前倾倒）、温升、电机与风机等性能的测试。搬动生物安全柜比较高大，把它搬进室内

26、需要沿途足够宽敞。搬动过程中不准许横倒放置，更不准许拆卸，最好等搬入实验室后再拆开包装箱。生物安全柜的使用生物安全柜的使用正常使用为维持生物安全柜对柜的正常运行，必须定期检查高效空气过滤器是否有堵塞、泄漏等情况，风量及其平衡情况，以及联锁控制、报警装置的完好性。为对柜内的污染充分稀释，并保持下次正常运行，操作完毕后至少应空转10min。基于使用安全目的，前部开口高度不能超过额定值，不能随意改变其面积和形状。应特别注意使手、材料、器具等通过前部开口部位的次数最少，在操作开始前就把必要的器具和材料放到适当的位置上。控制平行于开口部位的室内风速很重要，如果超过开口部位平均风速将影响生物安全柜回风能力

27、，使前窗开口处的隔离效果很快下降，手背能感觉的风速通常已有0.5m/s，而人步行导致的风速很容易达到m/s，所以应特别控制人员走动引起的干扰气流。吸附垫在操作台面放一层贴有吸附材料的塑料薄膜，每日更换，可使操作台面的污染减少到最低限度。回收容器在安全柜内应配置回收污染物质的容器。其中吸球（即吸管）用的容器23个，污染的玻璃器具和废弃物等用的容器至少45个。容器中必须盛足消毒液，如：有效含量为500ppm以上的雅妍酸钠，把污染物质完全浸没。这些回收容器至少每天操作完毕后盖好以防污染。再用时应重新清洗容器或者用新的容器。柜内实验器材和材料的取出凡废弃的污染性材料、使用过的包装材料、容器、纸张等废弃

28、物统统收装好或者经高压灭菌器灭菌后拿到缓冲区。在实验中或完毕后，必须从生物安全柜内取出非活灭的病原体时，应装好放在药液槽中，使容器外侧被消毒后取出，消毒液种类因病原体不同而异。高效过滤器更换1）高效过滤器更换前，一定要将柜内表面及原高效过滤器采用甲醛灭菌。2）过滤器更换时，让使用的试验人员在场，以便询问实验时使用的细菌。3）手和身体有外伤者不得进行操作，操作人员一定要戴防毒面具和橡胶手套。4）取出的过滤器应立即密封放入塑料袋内，再放入纸箱内，使用过的面具、手套也同样处理，然后一起烧毁。5）安装新过滤器时，不要随便将头和身体伸到柜内，并高度谨慎操作。瓶盖在生物安全柜内使用的瓶子不用橡胶塞，而应使

29、用螺旋盖，开启时可减少气溶胶的发生。消毒火焰用火焰消毒是古典的微生物学方法，但是会产生气溶胶，并使柜内气流紊乱，应尽量不使用，而可以用最近研制成功的小型电加热器、无焰管口加热器进行消毒。在不得已使用火焰消毒时，美国建议在安全柜内用手动灯头，日本建议用脚踏式灯头，首先用小火点燃，然后在脚下将脚蹬开关一踏，主要火焰就被点着。脚蹬开关一旦停止踏时，主要火焰立即熄灭，并且采用不开通风机则不点火的联锁气闸方式，因而也比较安全。溢出处理GB194892007实验室生物安全通用要求对生物安全柜内溢出时的处理给出了方法：滴状溢出或体积不足1 mL的，可简单地用消毒剂擦洗。大量溢出，则要做特殊的处理1） 使生物

30、安全柜保持开启状态。2） 在溢出物上覆盖浸有消毒剂的吸水材料，作用大约10分钟以发挥消毒作用。3） 在安全柜内对污染的手套消毒后，脱下手套。如果衣服已经污染，也要先脱下消毒。穿戴干净的手套和衣服作如下进一步的清洁工作。4） 用消毒剂喷洒或擦拭安全柜内壁、工作表面以及前视窗的内侧。作用20 min后，擦干消毒剂并将擦拭物置于生物危害袋中。5)如果溢出情况需要浸泡接液槽，则不得现场清理接液槽。应报告实验室主管后采用适当的气体消毒方式。6）将所有清理用物品以及防护服进行高压消毒。用消毒肥皂和水洗手和暴露皮肤。7） 立即通知实验室主管。如果溢出物流入安全柜内，可能需要对安全柜进行更为广泛的消毒处理。 工作结束后的要求将安全柜继续运行至少3min来完成“净化”过程。将柜内物品移出前，应使用有效的消毒剂擦拭每天实验结束后，对生物安全柜的内壁和