生物安全柜（Biological safety cabinets，BSCs）是為操作原代培養(yǎng)物、菌毒株以及診斷性標(biāo)本等具有感染性的實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，用來(lái)保護(hù)操作者本人、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)材料，使其避免暴露于上述操作過(guò)程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設(shè)計(jì)的。當(dāng)操作液體或半流體，例如搖動(dòng)、傾注、攪拌，或?qū)⒁后w滴加到固體表面上或另一種液體中時(shí)，均有可能產(chǎn)生氣溶膠。在對(duì)瓊脂板劃線接種、用吸管接種細(xì)胞培養(yǎng)瓶、采用多道加樣器將感染性試劑的混懸液轉(zhuǎn)移到微量培養(yǎng)板中、對(duì)感染性物質(zhì)進(jìn)行勻漿及渦旋振蕩、對(duì)感染性液體進(jìn)行離心以及進(jìn)行動(dòng)物操作時(shí)，這些實(shí)驗(yàn)室操作都可能產(chǎn)生感染性氣溶膠。由于肉眼無(wú)法看到直徑小于5μm 的氣溶膠以及直徑為5～100μm 的微小液滴，因此實(shí)驗(yàn)室工作人員通常意識(shí)不到有這樣大小的顆粒在生成，并可能吸入或交*污染工作臺(tái)面的其他材料。已經(jīng)表明，正確使用生物安全柜可以有效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*污染。生物安全柜同時(shí)也能保護(hù)環(huán)境。

      多年以來(lái)，生物安全柜的基本設(shè)計(jì)已經(jīng)歷了多次改進(jìn)。主要的變化是在排風(fēng)系統(tǒng)增加了HEPA 過(guò)濾器。對(duì)于直徑0.3μm 的顆粒，HEPA 過(guò)濾器可以截留99.97%，而對(duì)于更大或更小的顆粒則可以截留99.99%。HEPA 過(guò)濾器的這種特性使得它能夠有效地截留所有已知傳染因子，并確保從安全柜中排出的是*不含微生物的空氣。生物安全柜設(shè)計(jì)中的第二個(gè)改進(jìn)是將經(jīng)HEPA 過(guò)濾的空氣輸送到工作臺(tái)面上，從而保護(hù)工作臺(tái)面上的物品不受污染。這一特點(diǎn)通常被稱為實(shí)驗(yàn)對(duì)象保護(hù)（product protection ）。這些基本設(shè)計(jì)上的變化使得三種的生物安全柜都得到了改進(jìn)，表1. 列出了各種安全柜所能提供的保護(hù)。

注：水平和垂直方向流出氣流的工作柜（ “超凈工作臺(tái)”）不屬于生物安全柜，也不能應(yīng)用于生物安全操作。

表1.不同保護(hù)類型及生物安全柜的選擇

Ⅰ級(jí)生物安全柜

    房間空氣從前面的開口處以0.38 m/s 的低速率進(jìn)入安全柜，空氣經(jīng)過(guò)工作臺(tái)表面，并經(jīng)排風(fēng)管排出安全柜。定向流動(dòng)的空氣可以將工作臺(tái)面上可能形成的氣溶膠迅速帶離實(shí)驗(yàn)室工作人員而被送入排風(fēng)管內(nèi)。操作者的雙臂可以從前面的開口伸到安全柜內(nèi)的工作臺(tái)面上，并可以通過(guò)玻璃窗觀察工作臺(tái)面的情況。安全柜的玻璃窗還能*抬起來(lái)，以便清潔工作臺(tái)面或進(jìn)行其他處理。

安全柜內(nèi)的空氣可以通過(guò)HEPA 過(guò)濾器按下列方式排出：

（a）排到實(shí)驗(yàn)室中，然后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)排到建筑物外面；

（b） 通過(guò)建筑物的排風(fēng)系統(tǒng)排到建筑物外面；

（c） 直接排到建筑物外面。HEPA 過(guò)濾器可以裝在生物安全柜的壓力排風(fēng)系統(tǒng)（the exhaust plenum ）里，也可以裝在建筑物的排風(fēng)系統(tǒng)里。有些Ⅰ級(jí)生物安全柜裝有一體式排風(fēng)扇，而其他的則是借助建筑物排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)扇。

Ⅰ級(jí)生物安全柜是早得到認(rèn)可的，并且由于其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，目前仍在世界各地廣泛使用。Ⅰ 級(jí)生物安全柜能夠?yàn)槿藛T和環(huán)境提供保護(hù)，也可用于操作放射性核素和揮發(fā)性有毒化學(xué)品。但因未滅菌的房間空氣通過(guò)生物安全柜正面的開口處直接吹到工作臺(tái)面上，因此Ⅰ級(jí)生物安全柜對(duì)操作對(duì)象不能提供切實(shí)可行的保護(hù)。

Ⅱ級(jí)生物安全柜

      在應(yīng)用細(xì)胞和組織培養(yǎng)物來(lái)進(jìn)行病毒繁殖或其他培養(yǎng)時(shí)，未經(jīng)滅菌的房間空氣通過(guò)工作臺(tái)面是不符合要求的。Ⅱ級(jí)生物安全柜在設(shè)計(jì)上不但能提供個(gè)體防護(hù)，而且能保護(hù)工作臺(tái)面的物品不受房間空氣的污染。Ⅱ級(jí)生物安全柜有四種不同的類型（分別為A1、A2、B1 和B2 型），它們不同于Ⅰ級(jí)生物安全柜之處為，只讓經(jīng)HEPA 過(guò)濾的（ 無(wú)菌的）空氣流過(guò)工作臺(tái)面。Ⅱ級(jí)生物安全柜可用于操作危險(xiǎn)度2 級(jí)和3 級(jí)的感染性物質(zhì)。在使用正壓防護(hù)服的條件下，Ⅱ級(jí)生物安全柜也可用于操作危險(xiǎn)度4 級(jí)的感染性物質(zhì)。

Ⅱ 級(jí)A1 型生物安全柜

Ⅱ 級(jí)A1 型生物安全柜。內(nèi)置風(fēng)機(jī)將房間空氣（供給空氣） 經(jīng)前面的開口引入安全柜內(nèi)并進(jìn)入前面的進(jìn)風(fēng)格柵。在正面開口處的空氣流入速度少應(yīng)該達(dá)0.38 m/s。然后，供氣先通過(guò)供風(fēng)HEPA 過(guò)濾器，再向下流動(dòng)通過(guò)工作臺(tái)面。空氣在向下流動(dòng)到,  距工作臺(tái)面大約6～18 cm 處分開， 其中的一半會(huì)通過(guò)前面的排風(fēng)格柵，而另一半則通過(guò)后面的排風(fēng)格柵排出。所有在工作臺(tái)面形成的氣溶膠立刻被這樣向下的氣流帶走，并經(jīng)兩組排風(fēng)格柵排出，從而為實(shí)驗(yàn)對(duì)象提供的保護(hù)。氣流接著通過(guò)后面的壓力通風(fēng)系統(tǒng)到達(dá)位于安全柜頂部、介于供風(fēng)和排風(fēng)過(guò)濾器之間的空間。由于過(guò)濾器大小不同，大約70%的空氣將經(jīng)過(guò)供風(fēng)HEPA 過(guò)濾器重新返回到生物安全柜內(nèi)的操作區(qū)域，而剩余的30% 則經(jīng)過(guò)排風(fēng)過(guò)濾器進(jìn)入房間內(nèi)或被排到外面。

Ⅱ 級(jí)A1 型生物安全柜排出的空氣可以重新排入房間里，也可以通過(guò)連接到 通風(fēng)管道上的套管或通過(guò)建筑物的排風(fēng)系統(tǒng)排到建筑物外面。

安全柜所排出的經(jīng)過(guò)加熱和∕或冷卻的空氣重新排入房間內(nèi)使用時(shí)，與直接排到外面環(huán)境相比具有降低能源消耗的優(yōu)點(diǎn)。有些生物安全柜通過(guò)與排風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管道連接，還可以進(jìn)行揮發(fā)性放射性核素以及揮發(fā)性有毒化學(xué)品的操作（表1.）。

外排風(fēng)式Ⅱ級(jí)A2 型以及Ⅱ級(jí)B1 型和Ⅱ級(jí)B2 型生物安全柜

     外排風(fēng)式Ⅱ級(jí)A2 型以及Ⅱ級(jí)B1型（圖3.）和Ⅱ級(jí)B2 型生物安全柜都是由Ⅱ級(jí)A1 型生物安全柜變化而來(lái)，這些不同類型的Ⅱ級(jí)生物安全柜，連同Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)生物安全柜的特點(diǎn)見表9。生物安全柜設(shè)計(jì)上的每一種變化可以使不同的類型適用于特定的目的（參見表1） 。這些生物安全柜相互間都有一定的差異，包括從前面的開口吸入空氣的速度、在工作臺(tái)面上再循環(huán)空氣的量以及從安全柜中排出空氣的量、安全柜的排風(fēng)系統(tǒng)（是通過(guò)專門的排風(fēng)系統(tǒng)還是通過(guò)建筑物的排風(fēng)系統(tǒng)？是排到房間內(nèi)還是排到建筑物的外面？）以及壓力設(shè)置（安全柜是負(fù)壓狀態(tài)下的生物學(xué)污染管道和壓力通風(fēng)系統(tǒng)，還是由負(fù)壓管道和壓力通風(fēng)系統(tǒng)所包圍的生物學(xué)污染管道和壓力通風(fēng)系統(tǒng)？）。 

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