在臨床實驗室，操作感染性標本時或作病原體分離培養(yǎng)、制備菌種時會因為樣品的振蕩、搖動、傾注、攪拌、移液等操作或液體的灑落，產(chǎn)生肉眼看不見的直徑<5／zrn的氣溶膠或產(chǎn)生直徑為5～100腫的液滴，這些微粒中含有活的致病微生物，可以被操作者吸入或污染工作臺面上的其他樣品。生物安全柜是一種設備，它的作用就是有效地降低實驗室獲得性感染的機會，減少人與樣品或樣品與樣品之間交叉污染的機會，用于保護操作人員，保護實驗室環(huán)境，保護實驗材料的生物安全。

生物安全柜的種類及特點

在過去的幾年中，生物安全柜的設計已經(jīng)過幾次改進。主要的改進包括兩方面:一是在排風系統(tǒng)增加高效微�？諝鉃V器(high．efficiency particulate air HEPA)。HEPA濾器可以捕捉99．97％的直徑在0．3 ban的粒子；對>0．3腫粒子的捕獲達99．9％。這使所有已知的感染因子均可被有效地截留，保證排出的氣體中不含微生物；其二，經(jīng)HEPA濾過的氣體覆蓋工作臺表面，使臺面上操作器材免受污染。根據(jù)對生物遏制程度的不同，目前設計的生物安全柜有3種類型：工、Ⅱ級(A1、A2、B1、B2型)、Ⅲ級(圖1。4)。購買時可根據(jù)各自工作性質(zhì)確定需要防護的類型，選擇相應的生物安全柜(表1)。

I級生物安全柜(圖1)允許實驗室內(nèi)空氣從前面開口處以0．38 m／s的最小速率進入生物安全柜，并經(jīng)排風管排出安全柜。定向流動的空氣可以將工作臺上形成的氣溶膠迅速帶離，不與操作人員接觸，直接經(jīng)管道再經(jīng)HEPA過濾后排出。有3種排放形式：

①排入實驗室，再通過實驗室排風系統(tǒng)排到建筑物外面；

②直接通過建筑物的排風系統(tǒng)排到建筑物外面；

③直接排到建筑物外面。

HEPA濾器可以裝在生物安全柜的壓力排風系統(tǒng)內(nèi)或裝在建筑物的排風系統(tǒng)內(nèi)。有的生物安全柜有一體式排風扇，其他的借助建筑物排風系統(tǒng)的排風扇。I級生物安全柜的設計簡單，應用廣泛。可提供個人和環(huán)境的保護作用，也可用于接觸放射性核素或揮發(fā)性化學物質(zhì)的操作。由于進入的氣體是實驗室未凈化的空氣，因此對操作物品不具防污染保護作用。

Ⅱ級生物安全柜又稱為層流生物安全柜。與工級生物安全柜不同之處是進入的空氣先經(jīng)HEPA過濾，保證覆蓋臺面上的空氣是無菌的，不僅提供個人防護，也保護樣品不受污染。Ⅱ級生物安全柜共分Ⅱ級A和Ⅱ級B型2種，又可進一步再分為Ⅱ級A 1、Ⅱ級A 2、Ⅱ級B 1、Ⅱ級B2型。Ⅱ級生物安全是自遏型的。流動空氣中的70％可以反復循環(huán)再利用。

此種生物安全柜適合于細胞或組織培養(yǎng)、接觸2～3級危險等級病原體的操作，如果穿正壓防護服可在Ⅱ級生物安全柜上從事接觸4級危險等級感染因子的操作。

(1)Ⅱ級A型生物安全柜

Ⅱ級A型生物安全柜(圖2)有1個內(nèi)置風機將實驗室空氣以0．38 m／s的速率吸入安全柜，通過HEPA濾器后向下，在距工作臺表面6．18 cm處分開，一半通過前面的排風格柵，另一半通過后面的排風格柵。所有實驗中產(chǎn)生的氣溶膠或液滴均被向下氣流帶走。氣流經(jīng)排出通道到達安全柜頂部的2個HEPA濾器之間，此時，約70％的氣體經(jīng)供風HEPA過濾器重新返回柜內(nèi)操作區(qū)域被再利用，其余30％的氣體經(jīng)排風過濾器后被排到實驗室再反復利用，或通過建筑物的排風系統(tǒng)排到外界。

(2)外排風Ⅱ級

A2型、B1型、B 2型生物安全柜外排風Ⅱ級A2型、B1型、B 2型生物安全柜都由Ⅱ級A1型生物安全柜變化而來。這些生物安全柜各有特點(見表2)，包括從開口吸人空氣的速度、工作臺面上再循環(huán)的空氣量、柜內(nèi)空氣的排出量、安全柜的排風系統(tǒng)、壓力裝置，不同型別的生物安全柜可用于不同的實驗目的(表1)。

Ⅱ級生物安全柜A型與B型的差異在于：覆蓋工作臺表面的循環(huán)氣體和排出氣體的量不同，排出系統(tǒng)不同，詳細材料可以從制造商的說明書中獲得(圖3)。

Ⅲ級生物安全柜(圖4)整個環(huán)境是完全密閉的，進入的氣體經(jīng)HEPA過濾，排出的氣體經(jīng)2層HEPA過濾。有1個專門的系統(tǒng)保持柜內(nèi)壓力在124．5Pa，呈負壓狀態(tài)，可提供最好的個人防護作用，用于4級危險程度病原體的操作。實驗時可容2位操作人員將手伸人手套箱內(nèi)進行操作。柜旁配備1個可以滅菌的裝有HEPA過濾排風裝置的傳遞箱。柜底下有化學消毒劑浸泡的盒子，安全柜可與雙門的高壓滅菌器連接，接受已滅菌的物品并將用過的材料移出安全柜作滅菌處理�？梢詫�幾個手套箱連在一起以增大工作面積。Ⅲ級生物安全柜適用于Ⅲ級或Ⅳ級生物安全水平的實驗室。

Ⅱ級A1型和A2型外排式生物安全柜有“套管式”或“傘形排氣罩式”的連接。套管安裝在安全柜的排風管上，將安全柜內(nèi)排出的氣體，引入建筑物的排氣系統(tǒng)。在套管與安全柜排風管之間留有1個直徑差為2．5 cm的開口，以便讓實驗室內(nèi)的空氣一起抽人建筑物的排風系統(tǒng)中。建筑物的排風能力必須能滿足房間和柜中排風的要求。套管必須是可拆卸的或設計成可對生物安全柜進行操作測試類型。通常，建筑物氣流的波動對套管式連接的生物安全柜的功能不會有太大的影響。

Ⅱ級B1和B2型生物安全柜通過硬管，亦即沒有任何開口地、牢固地連接到建筑物的排風系統(tǒng)，或者最好是連接到專門的排風系統(tǒng)。建筑物排風系統(tǒng)的排風量和靜壓必須與生產(chǎn)商所指定的要求正好一致。對硬管道連接的生物安全柜進行認證時，要比將空氣再循環(huán)送回房間或采用套管連接的生物安全柜更費時。

購買生物安全柜時應考慮所提供的生物防護作用是針對操作人員個人的還是針對實驗樣品的；若是針對操作人員的防護應明確是針對病原微生物的還是針對有毒化學物質(zhì)或兩者兼而有之。若是針對病原微生物的還應強調(diào)微生物的生物危害級別；若是針對有毒化學物質(zhì)的可按照以下原則作選擇：工級或Ⅱ級A型生物安全柜中不進行揮發(fā)性或毒性化學物質(zhì)操作。Ⅱ級B1型生物安全柜只可用于少量的揮發(fā)性或毒性化學物質(zhì)的操作，如要進行一定量的揮發(fā)性或毒性化學物質(zhì)的操作必須使用Ⅱ級B2型生物安全柜。不同型別的生物安全柜排氣特點不同，見表2。

1．安放

進入生物安全柜的空氣速率約是0．45 m／s，按照這種速率，氣流的完整性很容易受附近人員的走動、窗戶的開關(guān)、門的開啟和關(guān)閉、空調(diào)運行等因素的影響。為避免上述因素的干擾，生物安全柜應放在遠離人員活動、物品流動以及可能會擾亂氣流的地方。為了方便起見，應在安全柜的后面、左右兩側(cè)面各留30 cm的空間，以利于安全柜的維護。上端應留30～35 cnl空間，以便準確測量空氣通過排風過濾器的速度及排風過濾器的更換。

2．操作人員

使用生物安全柜時，操作人員手臂的伸入或取出時應緩慢，垂直于前端開口處，從而保證安全柜前端氣流的完整性。應在手或胳膊伸入柜中1 min后開始操作，以便安全柜對手或胳膊表面的空氣進行凈化處理。實驗所需器材應一次性放人生物安全柜，盡量減少或限制操作人員手在安全柜中的進出次數(shù)。

3．實驗材料的放置

Ⅱ級生物安全柜前端開口處嚴禁被紙張、設備或其他物品覆蓋。物品放人生物安全柜后，表面要用70％的乙醇擦拭。柜內(nèi)應備有1塊浸過消毒劑的毛巾，以便蘸吸濺出的液體。實驗材料盡量放在柜的后面，笨重的物品放在一邊，產(chǎn)生氣溶膠的物品也應放在柜的后面。實驗器材應按順序從清潔的排放到污染的。污染的實驗材料不。應隨時拿出柜外，操作者的手也不應頻繁地進出安全柜。

4．操作和維持

大多數(shù)的生物安全柜設計成一天24 h開機，調(diào)查發(fā)現(xiàn)連續(xù)開機有利于控制實驗室灰塵和粒子。Ⅱ級A型不用時可以關(guān)閉。Ⅱ級B型在使用時要保持實驗室空氣平衡，因此一天中若有數(shù)個操作過程，其間不應中斷運行。實驗開始前5 rain就應啟動生物安全柜，凈化局部空氣。使用中若出現(xiàn)任何故障均應及時向上級人員報告并請專職技術(shù)人員維修。

5．紫外線

生物安全柜中不需要紫外燈。假女盯要用，每周應對燈管作清潔，除去塵埃，保證殺菌效果。應定期監(jiān)測紫外燈的輻射強度。要防止紫外線對眼睛或皮膚的灼傷。

6．明火

生物安全柜內(nèi)近似無菌的環(huán)境中應避免使用明火，一方面它可干擾氣流運行，其次，若操作中使用揮發(fā)性或易燃物質(zhì)時會造成危險。操作時需用接種環(huán)的，盡可能地用一次性的塑料接種環(huán)，使用金屬接種環(huán)的應該用微型燃燒器或電爐滅菌而不應該使用明火。

7．溢出

在實驗室工作的每一個人都應熟知含微生物的樣品溢出時的處理程序。一旦生物安全柜中發(fā)生有生物危害的物品溢出時，應在安全柜處于工作狀態(tài)下立即進行清理。要使用有效的消毒劑，并在處理過程中盡可能減少氣溶膠生成。實驗完畢后，柜中所有接觸病原體的材料均應作消毒滅菌處理。

8．清潔和消毒

工作完畢后，柜中所有的物品都應清除表面污染并移出柜外，柜內(nèi)工作臺表面和柜的內(nèi)壁應用含氯石灰(漂白粉)或70％乙醇消毒。若用腐蝕性的化學劑消毒后還應用滅菌水再擦洗。關(guān)機前應運行5 min，以便對殘留氣體進行凈化。

9．清除污染

濾膜更換之前生物安全柜要由專業(yè)人員用甲醛熏蒸消毒。

10．個人防護設施

使用生物安全柜的操作人員應穿工作服。在生物安全1～2級實驗室中工作的人員可穿普通的工作服；在3～4級實驗室工作的人穿反背式實驗隔離衣具有更好的保護效果。手套應能包住腕關(guān)節(jié)上的防護服。有些操作可能要戴口罩和眼罩。

11．警報

生物安全柜有發(fā)出1種或2種警報的功能。一當窗框移動時，警報會響，表明操作者將窗框移到一個不合適的地方去了，糾正以后警報解除。氣流警報表明柜中正常氣流運行模式中斷，對操作者的保護作用和對樣品防污染的作用減至最低，存在危險。警報響時，應立即停止工作并迅速報告上級人員。作為制造商，在產(chǎn)品的使用說明書的操作部分應詳細論述這一內(nèi)容，對有關(guān)人員使用生物安全柜的培訓材料中也應有此內(nèi)容。

12．生物安全柜的認證

每臺生物安全柜功能的完整性和操作的有效性能都應作檢定。安裝時應按國家或國際標準檢定，以后應根據(jù)制造商說明書定期由專職技術(shù)人員檢定。對生物安全柜使用有效性的評價應包括以下內(nèi)容：功能完整性實驗，HEPA濾器密封性試驗，對向下氣流速度、正面氣流速度、負壓／換氣次數(shù)、氣流的煙幕模式，以及警報和互鎖系統(tǒng)進行測試。還可選擇漏電、光照度、紫外光輻射強度，噪音級別，振動性等試驗。檢測人員要經(jīng)過專門的培訓，采用專門的技術(shù)和儀器設備。建議由有資質(zhì)的專業(yè)人員來進行測試。

對醫(yī)學實驗室的管理人員而言，正確選擇生物安全柜的類型，合理安放，正確使用，每年認證是一·個復雜但又必要的過程。這些活動應在有經(jīng)驗并訓練有素的專家的指導下進行。這些專家應熟悉相關(guān)文獻，受過與生物安全柜有關(guān)方面的培訓。作為操作人員則應在使用前接受操作、保養(yǎng)、維護的正規(guī)培訓。