選擇二級生物安全柜存在的問題和遵從的基本原則

在復雜而有效的病原微生物實驗室中，為了給有生物危害的工作提供一個理想和安全的工作環(huán)境，必須特別注重感染性病原微生物氣溶膠對實驗室環(huán)境的污染和擴散，即控制環(huán)境污染。在病原微生物實驗室生物安全中，已經(jīng)將環(huán)境污染控制作為對人員和實驗對象保護的基本要求。控制實驗室環(huán)境污染的主要方法有：一是感染性氣溶膠與工作人員的隔離；二是控制實驗室感染性材料工作區(qū)域內(nèi)通風的方法、流量和方向。人員與感染性物質(zhì)或氣溶膠的隔離是實驗室生物安全要素，通過適當選擇和使用生物安全柜（biological safety cabinet，BSC）等安全設備，能夠?qū)嶒炇夜ぷ魅藛T暴露于感染性病原微生物氣溶膠的危險程度減小到小。
1　生物安全柜類型和工作原理
　　在微生物實驗室使用的生物安全柜（biological safety cabinet，BSC）有三個級別，即Ⅰ級BSC、Ⅱ級BSC和Ⅲ級BSC。前開式的Ⅰ級BSC、Ⅱ級BSC是主要的防護屏障，在使用良好的微生物操作技術前提下，它們能夠?qū)ぷ魅藛T和環(huán)境提供顯著的防護水平；Ⅱ級BSC對在其中操作的材料（例如：細胞培養(yǎng)、血液等）也有保護和防止污染的作用；Ⅲ級BSC是一個密閉的袖套箱，同樣具有保護人員、試驗對象和環(huán)境的功能，更多的情況是在動物感染試驗中使用。BSC基本參數(shù)見表1。
 

表1　Ⅱ級生物安全柜之間的差異
 
　　在美國，Ⅱ級生物安全柜的設計、結構和性能標準應該符合NSF49的要求；在歐洲，Ⅱ級生物安全柜的設計、結構和性能標準應該符合EN12469的要求；中國2005年已經(jīng)頒布了生物安全柜的行業(yè)標準YY0569－2005《生物安全柜》，也就是說，今后國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)生物安全柜應符合YY0569－2005《生物安全柜》的要求。
　　Ⅱ級生物安全柜在設計上不但能提供個體防護，而且能保護工作臺面的物品不受房間空氣的污染。它們不同于Ⅰ級生物安全柜之處在于只讓經(jīng)HEPA過濾器過濾的（無菌的）空氣流過工作臺面。Ⅱ級生物安全柜可用于操作2類和3類風險組的傳染性材料。在使用正壓服的條件下，Ⅱ級生物安全柜也可用于操作4類風險組的傳染性材料（見圖1～3）。

圖1 Ⅱ級A1型BSC原理圖
A：前開口，B：可視窗，C：排風HEPA過濾器，D：后面的壓力排風系統(tǒng)，E：供風HEPA過濾器，F：風機。

圖2 Ⅱ級A2和B1型BSC原理圖
A：前開口，B：可視窗，C：排風HEPA過濾器，D：供風HEPA過濾器，E：負壓壓力排風系統(tǒng)，F：風機，G：用于送風的HEPA過濾器。安全柜需要有與建筑物排風系統(tǒng)相連接的排風接口。

圖3 Ⅱ級B2型BSC原理圖
A：前開口，B：可視窗，C：排風HEPA過濾器，D：供風HEPA過濾器，E：負壓壓力排風系統(tǒng)，F：風機，G：用于送風的HEPA過濾器。安全柜需要有與建筑物排風系統(tǒng)相連接的排風接口和送風口。
 
　　根據(jù)結構、氣流動力學和排氣系統(tǒng)的特點，Ⅱ級BSC又可以分為A1型、A2型、B1型和B2型。由于Ⅱ級A1型BSC內(nèi)的空氣是在柜內(nèi)循環(huán)的，排出的空氣又進入實驗室的空間，因此，Ⅱ級A1型BSC適合于沒有揮發(fā)或有毒的化學物質(zhì)和放射性物質(zhì)的工作；Ⅱ級B型生物安全柜內(nèi)的污染空氣經(jīng)過濾器過濾后，通過管道系統(tǒng)部分或全部排出實驗室，因此，Ⅱ級B型生物安全柜適合于某些揮發(fā)或有毒的化學物質(zhì)和放射性物質(zhì)的工作（見表2）。

表2　根據(jù)不同保護類型對生物安全柜的選擇
 
　　綜上所述，Ⅱ級BSC內(nèi)的污染空氣通過下列方式排出：（a）先經(jīng)安全柜的HEPA過濾器排到實驗室中，然后再通過實驗室排風系統(tǒng)排到建筑物外面；（b）通過實驗室排風系統(tǒng)的HEPA過濾器排到建筑物外面；（c）直接經(jīng)安全柜的HEPA過濾器排到建筑物外面。HEPA過濾器可以裝在生物安全柜的壓力排風系統(tǒng)里，也可以裝在建筑物的排風系統(tǒng)里。
2　Ⅱ級生物安全柜選擇中存在的一些問題
2．1　不了解Ⅱ級BSC的性能，誤認為型別越高越好
　　Ⅱ級BSC分為A1型、A2型、B1型和B2型四個型別（差異見表1），它們對微生物氣溶膠的防護性能是一樣的。根據(jù)國內(nèi)外和世界衛(wèi)生組織的相關要求和標準，微生物和生物學實驗室的生物安全防護等級（Biosafety level， BSL）的要求，可以分為BSL-1實驗室、BSL-2實驗室、BSL-3實驗室和BSL-4實驗室，其中BSL-1實驗室防護等級低，BSL-4實驗室防護等級高。BSL-1實驗室一般選擇I級BSC和Ⅱ級A1型BSC；BSL-2實驗室一般選擇Ⅱ級BSC分為A1型、A2型、B1型的三種BSC；BSL-3實驗室和防護服型BSL-4實驗室一般選擇Ⅱ級BSC分為A2型、B1型、B2型的三種BSC。
　　但是，目前國內(nèi)許多BSL-2實驗室在選擇Ⅱ級BSC時，都選擇Ⅱ級B2型BSC。選購者認為在BSL-2實驗室中使用Ⅱ級B2型BSC，生物安全防護更好。其實不然，所有Ⅱ級BSC的生物防護性能（人員保護、樣品保護和交叉污染）是一致的，不存在越高越好的問題。正常情況下，Ⅱ級BSC的使用壽命為5年，如果使用這種全新風的Ⅱ級B2型BSC，其使用壽命將大大地縮短；此外，頻繁更換粒子過濾器（HEPA），也將嚴重影響工作。
2．2　沒有考慮實驗室工作的性質(zhì)
　　Ⅱ級BSC的A1型、A2型、B1型和B2型四個型別，對微生物氣溶膠的防護性能是一樣的，對化學試劑、放射性物質(zhì)等物質(zhì)的氣溶膠或蒸氣的防護性能存在著一定的差異（見表3）。

表3  Ⅱ級生物安全柜防護特征比較
 
　　有些微生物實驗室、生物學實驗室在選擇Ⅱ級BSC時，如果不考慮工作性質(zhì)，僅考慮價格等非性能因素，是片面的，購置的Ⅱ級BSC為必滿足工作的需要，或造成經(jīng)費的浪費。
2．3　沒有考慮實驗室設施的狀況
　　目前，國內(nèi)微生物實驗室和生物學實驗室，購置Ⅱ級BSC的實驗室主要于BSL-2實驗室和BSL-3實驗室。但許多BSL-2實驗室購置單位的實驗室設施在建造時，沒有考慮到給Ⅱ級BSC預留的位置和排風管道和室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)。有的實驗室在購置Ⅱ級BSC時沒有考慮設施的問題，Ⅱ級BSC買回來后，沒有合適的放置位置，或沒有排風管道的位置，有額外花一筆經(jīng)費改造實驗室。
2．4　沒有與實驗室工作人員溝通
　　微生物實驗室和生物學實驗室在購置Ⅱ級BSC時，沒考慮實驗室工作人員的素質(zhì)，對Ⅱ級BSC的工作原理和防護性能是否了解，如何使用和維護等，僅憑Ⅱ級BSC銷售商或生產(chǎn)廠家的介紹或推薦，進行選購。其結果是，買回來的Ⅱ級BSC不是自己想要的，或不能*工作的需要。有的Ⅱ級BSC的操作較為復雜，工作人員不會操作，甚至因誤操作，導致Ⅱ級BSC在不正常的狀態(tài)下工作，導致意外的事故發(fā)生。
3　選擇Ⅱ級BSC遵從的基本原則
3．1　實驗室危害評估
　　無論是微生物實驗室，還是生物學實驗室；無論是BSL-2實驗室，還是BSL-3實驗室，在選擇和購置Ⅱ級BSC之前，應根據(jù)實驗室開展的研究工作的性質(zhì)，進行實驗室危害評估。實驗室危害評估包括：病原微生物的危害評估、放射性核素的危害評估和揮發(fā)性有毒化學試劑的危害評估。在實驗室危害評估的基礎上，主要根據(jù)所需保護的類型來選擇適當?shù)纳锇踩瘢簩嶒瀸ο蟊Ｗo、對于1～4類危險組微生物的個體防護、暴露于放射性核素和揮發(fā)性有毒化學試劑時的個體防護、或上述各種防護的不同組合。表2和3列出了每一種防護類型所推薦的生物安全柜。
　　所有可能使致病微生物及其毒素濺出或產(chǎn)生氣溶膠的操作，都必須在生物安全柜內(nèi)進行。不得用超凈工作臺代替生物安全柜。在必要時，實驗室還應配備其他安全設備，如設置配有排風凈化裝置的排氣罩等，或采用其它不使致病微生物逸出，才能確保其安全。
　　通常Ⅱ級A型BSC是用于不涉及有害化學品的日常的微生物實驗； Ⅱ級B型BSC是為了更好的除去有害氣體、煙塵或限制其擴散的生物研究。為此，選Ⅱ級A型BSC，還是Ⅱ級B型BSC的關鍵：不是取決于病原微生物的因素，而是操作人員是否會用到揮發(fā)性的有害物質(zhì)或放射性物質(zhì)的因素來決定的。操作揮發(fā)性或有毒化學試劑時，不應該使用Ⅱ級A1型及A2型生物安全柜，Ⅱ級B1型BSC可用于操作少量揮發(fā)性化學試劑和放射性核素，Ⅱ級B2型BSC也稱為全排放型安全柜，在需要操作大量放射性核素和揮發(fā)性化學試劑時，必須使用Ⅱ級B2型BSC（見表3）。因而，在選用Ⅱ級BSC時必須綜合考慮，即要滿足實際工作需求，又能達到安全的目的。
3．2　應考慮實驗室設施的結構特征
　　有些實驗室沒有預留專門的排風管道，或其他管道；有的實驗室是中央空調(diào)送風系統(tǒng)，實驗室房間天花板上有固定的送風口；有的實驗室空氣的補充是通過開窗或開門來實現(xiàn)的，因此，在選擇和購置Ⅱ級BSC時，應充分考慮和分析這些因素，選擇合適的Ⅱ級BSC。
3．3　應考慮Ⅱ級BSC使用時消毒的簡捷性
　　Ⅱ級BSC在每天使用完畢后，都應進行工作區(qū)域表面消毒，消毒時應能夠保證工作人員的手臂能夠方便地伸到工作區(qū)的各個角落，進行消毒處理。
3．4　應考慮Ⅱ級BSC工作時的噪音問題
　　因為，Ⅱ級BSC是實驗室生物安全的道防護屏障，有時工作人員要在Ⅱ級BSC中工作很長時間。因而，Ⅱ級BSC的噪音大小非常重要，應盡可能選擇噪音小的Ⅱ級BSC。