生物安全柜原理

1、 第第21 21章章 生物安全柜生物安全柜 学学 习习 要要 求求 了解生物安全柜的：了解生物安全柜的： 安装要求安装要求 维护与保养维护与保养 熟悉生物安全柜的熟悉生物安全柜的： 基本结构基本结构 生物安全实验室选用生物安全柜的原则生物安全实验室选用生物安全柜的原则 级生物安全柜的级生物安全柜的主要性能特点及应用范围主要性能特点及应用范围 级生物安全柜的主要性能特点及应用范围级生物安全柜的主要性能特点及应用范围 掌握生物安全柜掌握生物安全柜: 基本基本工作原理工作原理、分类分类 级生物安全柜（包括级生物安全柜（包括A、A2、B1、B2四个类型）的主要四个类型）的主要 性能特点及应用范围性能特

2、点及应用范围 日常日常操作注意事项操作注意事项 前前 言言 生物安全柜生物安全柜 是防止操作者和环境暴露于实验过是防止操作者和环境暴露于实验过 程中产生的生物气溶胶的负压过滤排风柜，是防程中产生的生物气溶胶的负压过滤排风柜，是防 止实验室获得性感染的主要设备。止实验室获得性感染的主要设备。 v气溶胶气溶胶 是指悬浮于气体介质中、粒径一般为是指悬浮于气体介质中、粒径一般为 0.001m100m的固态、液态微粒所形成的胶溶的固态、液态微粒所形成的胶溶 态分散体系。态分散体系。 第一节第一节 生物安全柜的生物安全柜的 工作原理和分类工作原理和分类 一、生物安全柜的基本工作原理一、生物安全柜的基本工作

3、原理 v生物安全柜的工作原理主要是将柜内空气向外抽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、安全柜内的气体不能吸，使柜内保持负压状态、安全柜内的气体不能 外泄从而保护工作人员；外泄从而保护工作人员； v外界空气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜内，外界空气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜内， 以避免处理样品被污染；以避免处理样品被污染； v柜内的空气也需经过高效空气过滤器过滤后再排柜内的空气也需经过高效空气过滤器过滤后再排 放到大气中以保护环境。放到大气中以保护环境。 一、生物安全柜的基本工作原理一、生物安全柜的基本工作原理 生物安全柜的工作原理生物安全柜的工作原理气流

4、示意图气流示意图 生物安全柜的工作原理生物安全柜的工作原理 气流示意图气流示意图 房间空气房间空气 污染空气污染空气 经滤过器过滤气体经滤过器过滤气体 二、生物安全柜的分类二、生物安全柜的分类 v生物安全柜领域执行的重要标准有欧洲标准生物安全柜领域执行的重要标准有欧洲标准 EN12469: 2000和美国国家卫生基金会的第和美国国家卫生基金会的第49号标号标 (NSF49)等等 v我国于我国于2006年正式实施年正式实施中华人民共和国医药行中华人民共和国医药行 业标准：生物安全柜业标准：生物安全柜 (YY0569-2005) v根据气流及隔离屏障设计结构，将生物安全柜分根据气流及隔离屏障设计结

5、构，将生物安全柜分 为为、级级(YY0569-2005) 级生物安全柜级生物安全柜 级生物安全柜是指用于保护操作人员与环境安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全、而不保护样品安全的通风安全柜 级生物安全柜结构示意图级生物安全柜结构示意图 房间空气房间空气 过滤后排出气体过滤后排出气体 v 级生物安全柜因不考虑处理样品是否会被进入柜内的空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。气污染，故对进入柜内的空气洁净度要求不高。 v 空气通过前窗操作口进入柜内，流过工作台表面后被过滤空气通过前窗操作口进入柜内，流过

6、工作台表面后被过滤 并经排气口排到大气。空气的流动为单向、非循环式。并经排气口排到大气。空气的流动为单向、非循环式。 v 前窗操作口向内吸入的负压气流保护操作人员的安全。前窗操作口向内吸入的负压气流保护操作人员的安全。 v 从安全柜内排出的气流经高效空气过滤器过滤后排出，保从安全柜内排出的气流经高效空气过滤器过滤后排出，保 护环境不受污染。护环境不受污染。 二、生物安全柜的分类二、生物安全柜的分类 （一）（一）级生物安全柜级生物安全柜 级生物安全柜是指用于保护操作人员、处理样品安全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与环境安全的通风安全柜 v 前窗操作口向内吸

7、入的气流用以保护操作人员的安全；前窗操作口向内吸入的气流用以保护操作人员的安全； v 工作空间为经高效空气过滤器净化的垂直下降气流用以保工作空间为经高效空气过滤器净化的垂直下降气流用以保 护产品的安全；护产品的安全； v 柜内的气流经高效空气过滤后排出，以保护环境不受污染。柜内的气流经高效空气过滤后排出，以保护环境不受污染。 v 级生物安全柜按排放气流占系统总流量的比例及内部设级生物安全柜按排放气流占系统总流量的比例及内部设 计结构，将其划分为计结构，将其划分为A1、A2、B1、B2四个类型。四个类型。 1、级级A1型生物安全柜型生物安全柜 1）结构示意图）结构示意图 供风过滤器供风过滤器 排

8、风过滤器排风过滤器 房间空气房间空气 风机风机 2）级级A1型生物安全柜气流原理型生物安全柜气流原理 图图 3）级级A1型生物安全柜型生物安全柜 参数参数 v 前窗操作口流入气流的最低平均流速为前窗操作口流入气流的最低平均流速为0.40m/s。 v 安全柜内的下降气流为部分流入气流和部分下降气流的混安全柜内的下降气流为部分流入气流和部分下降气流的混 合气体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区，合气体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区，即安全柜即安全柜 内内70%气体通过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区，气体通过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区， 30%气体通过排气口的高效空气过滤器排出。气体

9、通过排气口的高效空气过滤器排出。 v 安全柜内的污染气流经过高效空气过滤器过滤后可以排到安全柜内的污染气流经过高效空气过滤器过滤后可以排到 实验室或经安全柜的外排接口通过排风管道排到大气中。实验室或经安全柜的外排接口通过排风管道排到大气中。 v 安全安全柜内的污染部位可以处于正压状态柜内的污染部位可以处于正压状态，并且这些正压区，并且这些正压区 域可以没有负压的风道和静压箱包围。域可以没有负压的风道和静压箱包围。 2、级级A2型生物安全柜型生物安全柜 1）结构示意图）结构示意图 排风过滤器排风过滤器 供风过滤器供风过滤器 压力排压力排 风系统风系统 风机风机 2）级级A2型生物安全柜气流示意型

10、生物安全柜气流示意 图图 房间空气房间空气 经过滤器过滤空气经过滤器过滤空气 负压区未过滤空气负压区未过滤空气 正压区未过滤空气正压区未过滤空气 3）A2型生物安全柜型生物安全柜 参数参数 v 前窗操作口流入气流的最小平均流速为前窗操作口流入气流的最小平均流速为0.50m/s。 v 安全柜内的下降气流为部分流入气流和部分下降气流的混安全柜内的下降气流为部分流入气流和部分下降气流的混 合气体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区；合气体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区；即安全柜即安全柜 内内70%气体通过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区，气体通过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区， 30%气体通

11、过排气口的高效空气过滤器过滤后排出气体通过排气口的高效空气过滤器过滤后排出。 v 安全柜内的污染气流经过高效空气过滤器过滤后可以排到安全柜内的污染气流经过高效空气过滤器过滤后可以排到 实验室或经安全柜的外排接口通过排风管道排到大气中实验室或经安全柜的外排接口通过排风管道排到大气中 v 安全安全柜内所有生物污染部位均应保持负压柜内所有生物污染部位均应保持负压或者被负压的风或者被负压的风 道和静压箱包围。道和静压箱包围。 3、 级级B1型生物安全柜型生物安全柜 1）结构示意图）结构示意图 风机风机 前操作口前操作口 观察窗观察窗 负压压力负压压力 排风系统排风系统 2）B1型生物安全柜型生物安全柜

12、 参数参数 v前窗操作口流入气流的最低流速为前窗操作口流入气流的最低流速为0.50m/s。 v柜内气体中柜内气体中30%气体通过高效空气过滤器气体通过高效空气过滤器 过滤后再循环使用，过滤后再循环使用，70%气体排出。气体排出。 v排出的气体过滤后通过专用风道排入大气排出的气体过滤后通过专用风道排入大气 中中 v所有所有被生物污染的部位均应保持负压被生物污染的部位均应保持负压，或，或 被负压的通道和负压通风系统包围被负压的通道和负压通风系统包围 4、级级B2型生物安全柜型生物安全柜（也称为（也称为“全排全排”型）型） 1）结构示意图结构示意图 供风过滤器供风过滤器 排风过滤器排风过滤器 负压压

13、力排风系统负压压力排风系统 供风过滤器供风过滤器 排风过滤器排风过滤器 负压压力排风系统负压压力排风系统 供风过滤器供风过滤器 排风过滤器排风过滤器 负压压力排风系统负压压力排风系统 供风过滤器供风过滤器 排风过滤器排风过滤器 负压压力排风系统负压压力排风系统 供风过滤器供风过滤器 排风过滤器排风过滤器 2）级级B2型生物安全柜气流示意型生物安全柜气流示意 图图 房间空气房间空气 经过滤器过滤空气经过滤器过滤空气 污染空气污染空气 3）B2型生物安全柜型生物安全柜 参数参数 v前窗操作口流入气流的最低流速为前窗操作口流入气流的最低流速为0.5m/s。 v柜内下降气流全部是由柜外供给，即安全柜内

14、下降气流全部是由柜外供给，即安全 柜排出的气体不再循环使用。柜排出的气体不再循环使用。 v柜内外流的气流过滤后排入大气，不允许柜内外流的气流过滤后排入大气，不允许 再进入安全柜循环或返流回实验室。再进入安全柜循环或返流回实验室。 v所有污染部位均应处于负压状态或者被负所有污染部位均应处于负压状态或者被负 压区包围压区包围 二）二）级生物安全柜级生物安全柜 1、结构示意图、结构示意图 双开门高双开门高 压灭菌器压灭菌器 或传递箱或传递箱 手套手套 两个排风两个排风 过滤器过滤器 双开门高双开门高 压灭菌器压灭菌器 或传递箱或传递箱 手套手套 两个排风两个排风 过滤器过滤器 双开门高双开门高 压灭

15、菌器压灭菌器 或传递箱或传递箱 2、级生物安全柜级生物安全柜气流示意图气流示意图 房间空气房间空气 经过滤器过滤空气经过滤器过滤空气 污染空气污染空气 3、级生物安全柜参数级生物安全柜参数 v工作空间为经高效空气过滤器净化的无涡流的单工作空间为经高效空气过滤器净化的无涡流的单 向流空气向流空气 v在安全柜内的操作是通过与安全柜密闭连接的手在安全柜内的操作是通过与安全柜密闭连接的手 套完成的套完成的 v安全柜内对实验室的负压应不低于安全柜内对实验室的负压应不低于120Pa，下降，下降 气流经高效空气过滤器过滤后进入安全柜，而排气流经高效空气过滤器过滤后进入安全柜，而排 出的气流应经过双层高效空气

16、过滤器过滤或通过出的气流应经过双层高效空气过滤器过滤或通过 一层高效空气过滤器过滤和焚烧来处理。一层高效空气过滤器过滤和焚烧来处理。 第二节第二节 生物安全柜的结构与功能生物安全柜的结构与功能 v 生物安全柜一般均由箱体和支架两部分组成生物安全柜一般均由箱体和支架两部分组成 v 箱体部分包括有前玻璃门、风机、门电机、进风预过滤罩、箱体部分包括有前玻璃门、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。等设备。 正面示意图正面示意图 侧面示意图侧面示意图 1.前玻璃门前玻璃门 v 操作时安全柜正面玻璃门推

17、开一半，上部为观察窗，下部操作时安全柜正面玻璃门推开一半，上部为观察窗，下部 为操作口。操作者的手臂可通过操作口伸到柜子里，并且为操作口。操作者的手臂可通过操作口伸到柜子里，并且 通过观察窗观察工作台面。通过观察窗观察工作台面。 2.空气过滤系统空气过滤系统 v 是保证设备性能的最主要的系统是保证设备性能的最主要的系统 v 主要功能是保证洁净空气不断地进入工作室，使工作室内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，的垂直气流保持一定的流速，保证工作室内的洁净度达到保证工作室内的洁净度达到 100级级。同时使外排的气体也被净化，防止环境污染。同时使外排的气体也

18、被净化，防止环境污染 。 3.高效空气过滤器高效空气过滤器 v 是生物安全柜的主要生物防护结构是生物安全柜的主要生物防护结构 v 过滤效率可达过滤效率可达99.99%100%，对直径，对直径23nm的病毒颗粒的病毒颗粒 也可完全拦截。也可完全拦截。 4.外排风箱系统外排风箱系统 v 外排风机提供排气的动力，将工作室的不洁净气体抽出，外排风机提供排气的动力，将工作室的不洁净气体抽出， 并由外排过滤器净化，起保护所操作的样品或标本的目的。并由外排过滤器净化，起保护所操作的样品或标本的目的。 v 由于工作室内为负压，使玻璃门处向内的补给空气平均风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

19、达到一定程度，防止安全柜内空气外溢，起到保护操作速达到一定程度，防止安全柜内空气外溢，起到保护操作 者的目的。者的目的。 5.前玻璃门驱动系统前玻璃门驱动系统 由门电机、前玻璃门、牵引机构、传动轴和限位开关等组成。由门电机、前玻璃门、牵引机构、传动轴和限位开关等组成。 6.紫外光源紫外光源 位于前玻璃门内侧，固定在工作室的顶端，装有紫外灯管，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。用于消毒。 7.照明光源照明光源 位于前面板内侧，保证工作室内有一定的亮度。位于前面板内侧，保证工作室内有一定的亮度。 8.控制面板控制面板 有电源开关，紫外灯、照明灯开关，风机开关，控制前玻

20、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。液晶显示屏等。 第三节第三节 生物安全柜的临床应用、生物安全柜的临床应用、 维护与保养维护与保养 按照按照实验室实验室-生物安全通用要求生物安全通用要求 （GB19489-2008）,根据对所操作生物因子采取根据对所操作生物因子采取 的防护措施，将实验室生物安全防护水平分为一的防护措施，将实验室生物安全防护水平分为一 级、二级、三级和四级。在各级生物安全实验室级、二级、三级和四级。在各级生物安全实验室 选用生物安全柜的原则见下表

21、。选用生物安全柜的原则见下表。 实验室级别实验室级别生物安全柜选用原则生物安全柜选用原则 一级一级一般一般无须使用无须使用生物安全柜，或使用生物安全柜，或使用级级生物安全柜生物安全柜 二级二级 当可能产生微生物气溶胶或出现溅出的操作时，可使用当可能产生微生物气溶胶或出现溅出的操作时，可使用I 级级生物安全柜；当处理感染性材料时，应使用部分或全生物安全柜；当处理感染性材料时，应使用部分或全 部排风的部排风的级级生物安全柜；若涉及处理化学致癌剂、放生物安全柜；若涉及处理化学致癌剂、放 射性物质和挥发性溶媒，则只能使用射性物质和挥发性溶媒，则只能使用-B级全排风级全排风(B2型型) 生物安全柜。生物

22、安全柜。 三级三级 应使用应使用II级或级或级级生物安全柜；所有涉及感染材料的操生物安全柜；所有涉及感染材料的操 作，应使用作，应使用全全排风型排风型-B级级(B2型型)或或级级生物安全柜。生物安全柜。 四级四级 应使用应使用级级全排风生物安全柜。当人员穿着正压防护服全排风生物安全柜。当人员穿着正压防护服 时，可使用时，可使用-B-B级级生物安全柜。生物安全柜。 二、仪器的安装二、仪器的安装 v 生物安全柜在搬运过程中，严禁将其横倒放置和拆卸，宜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。在搬入安装现场后拆开包装。 v 生物安全柜生物安全柜应安装于排风口附近，

23、不应安装在气流激烈变应安装于排风口附近，不应安装在气流激烈变 化和人员走动多的地方，不应安装在门口。生物安全柜应化和人员走动多的地方，不应安装在门口。生物安全柜应 处于空气气流方向的下游处于空气气流方向的下游。 v 生物安全柜的背面、侧面离墙的距离宜保持不小于生物安全柜的背面、侧面离墙的距离宜保持不小于150 300的检修距离，顶部也应留有不小于的检修距离，顶部也应留有不小于300的空间。的空间。 v 排风系统应能保证生物安全柜内相对于其所在房间为负压，排风系统应能保证生物安全柜内相对于其所在房间为负压， 且安装时需注意必须方便排风高效空气过滤器的更换。且安装时需注意必须方便排风高效空气过滤器

24、的更换。 v 如果安全柜内需要其他气体，应同时安装气体管道。如果安全柜内需要其他气体，应同时安装气体管道。 三、生物安全柜内实验操作三、生物安全柜内实验操作 注意事项注意事项 1. 做好相应个人防护做好相应个人防护 v2.安全柜内物品摆放原则安全柜内物品摆放原则 v3. 紫外灯的使用紫外灯的使用 v4.避免使用明火避免使用明火 v5.操作宜缓慢操作宜缓慢 v6.柜内移动物品时应尽量避免交叉污染柜内移动物品时应尽量避免交叉污染 v7. 避免震动避免震动 v8. 操作结束后选用合适的消毒剂清洁安全柜内表操作结束后选用合适的消毒剂清洁安全柜内表 面面 v9. 安全柜只有在工作正常时才能使用安全柜只有

25、在工作正常时才能使用 1、 每次实验结束后应对工作室进行清洗和消毒。每次实验结束后应对工作室进行清洗和消毒。 v 2、预过滤器一旦受损，应及时更换。、预过滤器一旦受损，应及时更换。 v 3、高效空气过滤器有一定的使用寿命，随着使用期的延长，细菌和尘、高效空气过滤器有一定的使用寿命，随着使用期的延长，细菌和尘 埃积聚在过滤器上，会导致高效空气过滤器压力损失的增大。高效空埃积聚在过滤器上，会导致高效空气过滤器压力损失的增大。高效空 气过滤器的使用寿命到期后，应立即更换。由于过滤器可能带有污染气过滤器的使用寿命到期后，应立即更换。由于过滤器可能带有污染 物，操作时应注意安全防护，最好请专业人员来更换

26、物，操作时应注意安全防护，最好请专业人员来更换 。 v 4、有下列情况时，应对生物安全柜进行现场检测、有下列情况时，应对生物安全柜进行现场检测 生物安全实验室竣工后及使用前，生物安全柜安装完毕生物安全实验室竣工后及使用前，生物安全柜安装完毕 生物安全柜移动位置生物安全柜移动位置 对生物安全柜进行检修对生物安全柜进行检修 生物安全柜更换生物安全柜更换HEPA过滤器后过滤器后 一年一度常规检测一年一度常规检测 对生物安全柜进行现场测试内容对生物安全柜进行现场测试内容 v 1）垂直气流平均风速检测）垂直气流平均风速检测 在高效过滤器以下在高效过滤器以下0.15米处用风速仪均米处用风速仪均 匀布点测量

27、截面风速，点距匀布点测量截面风速，点距0.15m,每列至少测每列至少测3点，每行至少测点，每行至少测5点。点。 评价标准：评价标准：平均风速不低于平均风速不低于0.25m/s，且单点风速与平均风速之差，且单点风速与平均风速之差 20%。 v 2）工作窗口的气流流向检测）工作窗口的气流流向检测 可采用发烟法或丝线法在操作窗口的可采用发烟法或丝线法在操作窗口的 四周边缘和中间区域的断面检测，评价标准：所有位置的气流流向四周边缘和中间区域的断面检测，评价标准：所有位置的气流流向 内。内。 v 3）工作窗口的气流流速检测）工作窗口的气流流速检测 采用风速计检测操作窗口断面风速，采用风速计检测操作窗口断

28、面风速， 测点间距测点间距0.19m,每列至少测每列至少测2点，每行至少测点，每行至少测3点。各断面测定结果点。各断面测定结果 均不低于产品标准。均不低于产品标准。 v 其它测试内容还有：其它测试内容还有：工作区洁净度检测、噪声检测、光照度检测及工作区洁净度检测、噪声检测、光照度检测及 在有条件时进行箱体的漏泄检测等内容。它们在有条件时进行箱体的漏泄检测等内容。它们均须符合产品标准。均须符合产品标准。 五、五、级生物安全柜常见错误信息和处级生物安全柜常见错误信息和处 理理 常见的错误情况有：常见的错误情况有： 1、照明灯或紫外线灯不亮、照明灯或紫外线灯不亮 2、风机不运行但指示灯亮、风机不运行但指示灯亮 3、启动风机后无风吹出、启动风机后无风吹出 4、平均风速偏低、平均风速偏低 5、玻璃门高度