1、實驗室生物安全主要設(shè)備與儀器 實驗室生物平安的目的是減少實驗室人員暴露于感染性物質(zhì)的時機，防止感染性事件的發(fā)生和防止實驗室廢棄物對公眾產(chǎn)生危害。 熟悉并掌握實驗室生物平安的主要設(shè)備與儀器的使用，可以降低實驗室危險事件的發(fā)生概率。 第一節(jié) 生物平安柜 一、生物平安柜概述 生物平安柜biological safety cabinet，BSC是為操作具有感染性的實驗材料時，用來保護操作者本人、實驗室環(huán)境及實驗材料，使其防止暴露于操作過程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設(shè)計的負(fù)壓排氣柜。 一種箱形空氣凈化負(fù)壓平安裝置 工作原理主要是： 將柜內(nèi)空氣向外抽吸，使柜內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)，通過垂直氣流來保護工作人

2、員； 外界空氣經(jīng)高效空氣過濾器HEPA 過濾后進入平安柜內(nèi)，以防止處理樣品被污染； 柜內(nèi)的空氣經(jīng)過HEPA過濾后再排放到大氣中，以保護環(huán)境。 簡單說，工作原理主要是：*送入柜內(nèi)工作區(qū)的空氣經(jīng)HEPA過濾，保護操作人員；*平安柜內(nèi)形成負(fù)壓，防止氣溶膠外泄，從而保護操作人員；*從柜內(nèi)排出的空氣經(jīng)HEPA過濾后釋放，保護外環(huán)境 由于肉眼無法看到直徑小于5m的氣溶膠以及直徑為5m100m的微小液滴，因此實驗室工作人員通常意識不到有這樣大小的顆粒在生成，并可能被吸入或交叉污染工作臺面的其他材料。 研究說明，正確使用生物平安柜可以有效減少由于氣溶膠暴露所造成的實驗室感染以及培養(yǎng)物交叉污染。 生物平安柜同時

3、也能保護環(huán)境和實驗對象。 多年以來，生物平安柜的根本設(shè)計已經(jīng)歷屢次改進。主要改進是在排風(fēng)系統(tǒng)增加了高效空氣過濾器(HEPA)。對于直徑0.3m的顆粒， HEPA可以截留99.97%，而對于更大或更小的顆粒那么可以截留99.99%。高效空氣過濾器的這種特性使其能夠有效地截留所有的傳染因子，并確保從平安柜中排出的空氣完全不含微生物。 生物平安柜設(shè)計中的第2個改進是，將經(jīng)高效空氣過濾器過濾的空氣輸送到工作臺面上，從而保護工作臺面上的物品不受污染。這一特點通常被稱為實驗對象保護。 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、排風(fēng)比例及保護對象和程度的不同，可將生物平安柜分為級、級和級表5-1。 表5-1 級、級和級生物平安柜間的差

4、異生物安全柜正面氣流速度（m/s）氣流百分?jǐn)?shù)（%） 排風(fēng)系統(tǒng)重新循環(huán)部分排出部分級a0.360100硬管級A1型0.380.517030排到房間或套管連接處外排風(fēng)式級A2型a0.517030排到房間或套管連接處級B1型a0.513070硬管級B2型a0.510100硬管級aNA0100硬管級生 物 平安 柜二、各級生物平安柜的工作原理一級和級生物平安柜的工作原理 1.級生物平安柜的工作原理 圖5-1為級生物平安柜的模式圖。操作者的雙臂可以從前面的開口伸到平安柜內(nèi)的工作臺面上，并可以通過玻璃窗觀察工作臺面的情況。圖5-1 級生物平安柜模式圖A前開口；B窗口；C排風(fēng)；D壓力排風(fēng)房間空氣從前面的開口

5、處進入平安柜，經(jīng)過工作臺外表，經(jīng)排風(fēng)管排除柜外操作者的雙臂可以從前面的開口伸到平安柜內(nèi)的工作臺面上，并可以通過玻璃窗觀察工作臺面的情況。 平安柜內(nèi)空氣可通過高效空氣過濾器按下方式排出： 排到實驗室中，然后再通過實驗室排風(fēng)系統(tǒng)排到建筑物外面； 通過建筑物的排風(fēng)系統(tǒng)排到建筑物外面； 直接排到建筑物外面。 級生物平安柜是最早得到認(rèn)可的，并且由于其設(shè)計簡單，目前仍在世界各地廣泛使用。 級生物平安柜能夠為操作人員和環(huán)境提供保護，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生物平安柜正面開口處直接吹到工作臺面上，因此級生物平安柜對操作對象如標(biāo)本不能提供切實可靠的保護。 2.級生物平

6、安柜的工作原理 級生物平安柜在設(shè)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。 級生物平安柜有4種不同的類型，分別為A1、A2、B1和B2型，它們不同于級生物平安柜之處是，只讓經(jīng)高效空氣過濾器過濾的無菌的空氣流過工作臺面。 級生物平安柜可用于危險度2級和3級的感染性物質(zhì)的操作。 在使用正壓防護服的條件下，級生物平安柜也可用于危險度4級感染性物質(zhì)的操作。 1級A1型生物平安柜：如圖5-2所示圖5-2 級A1 型生物平安柜模式圖A前開口；B窗口；C排風(fēng)HEPA ；D壓力排風(fēng)；E供風(fēng)HEPA ；F風(fēng)機1.內(nèi)置風(fēng)機將房間空氣供給空氣經(jīng)前面的操作面引入平安柜內(nèi)并進入前面的排風(fēng)格柵。

7、2.供氣先通過供風(fēng)高效空氣過濾器，再向下流動通過工作臺面。3.空氣在向下流動到距工作臺面大約618cm 處分開，其中一半會通過前面的排風(fēng)格柵，而另一半那么通過后面的排風(fēng)格柵排出。圖5-3 級B1 型生物平安柜模式圖A前開口；B窗口；C排風(fēng)HEPA ；D 供風(fēng)HEPA ；E負(fù)壓排風(fēng)；F風(fēng)機；G送風(fēng)圖5-3 級B1 型生物平安柜模式圖A前開口；B窗口；C排風(fēng)HEPA ；D 供風(fēng)HEPA ；E負(fù)壓排風(fēng)；F風(fēng)機；G送風(fēng)由級A1型演化而來。(1)維持穿過工作臺開口面的最小平均吸入口風(fēng)速；(2)經(jīng)HEPA過濾后的垂直氣流中的絕大局部是由未污染的循環(huán)吸入氣流；(3) 經(jīng)HEPA過濾后的大局部污染的垂直氣流，

8、通過專用風(fēng)道過濾后排入大氣；(4)所有被生物污染的風(fēng)道和靜壓箱應(yīng)保持負(fù)壓。 二級生物平安柜的工作原理 級生物平安柜用于操作危險度4級的微生物材料，可以提供最好的個體防護。級生物平安柜的所有接口都是“密封的，其送風(fēng)經(jīng)數(shù)個高效空氣過濾器過濾，排風(fēng)那么經(jīng)過2個高效空氣過濾器。級生物平安柜由一個外置的專門的排風(fēng)系統(tǒng)來控制氣流，使平安柜內(nèi)部始終處于負(fù)壓狀態(tài)。只有通過連接在平安柜上的結(jié)實的橡膠手套，手才能伸到工作臺面。 圖5-4 級生物平安柜(手套箱)模式圖 A連手套的開口；B窗口；C兩個排風(fēng)HEPA ；D 送風(fēng)HEPA；E雙開門高壓滅菌器；F化學(xué)浸泡槽表5-2 不同保護類型及生物平安柜的選擇保護類型生物

9、安全柜的選擇個體防護，針對危險度1級3級微生物級、級、級生物安全柜個體防護，針對危險度4級微生物，手套箱型實驗室級生物安全柜個體防護，針對危險度4級微生物，防護服型實驗室級、級生物安全柜實驗對象保護級生物安全柜，柜內(nèi)氣流是層流的級生物安全柜少量揮發(fā)性放射性核素/化學(xué)品的防護 級B1型生物安全柜，外排風(fēng)式級A2型生物安全柜揮發(fā)性放射性核素/化學(xué)品的防護級、級B2型、級生物安全柜不同類型的級A型和級B型生物平安柜的詳細(xì)介紹可參考生產(chǎn)商的說明手冊。四生物平安柜的選擇 生物平安柜與超凈工作臺的區(qū)別？超凈工作臺的工作原理通過風(fēng)機將空氣吸入，通過高效過濾器過濾，形成連續(xù)的無塵無菌的超凈氣層流，然后以垂直或

10、水平氣流的狀態(tài)送出，使操作區(qū)域持續(xù)在潔凈空氣的控制下。 三、生物平安柜的使用 一使用前的準(zhǔn)備 工作之前，在平安柜內(nèi)放置必需材料，本次實驗不用的材料如額外的手套、培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)基應(yīng)放在平安柜以外。 放慢手臂的進出速度，以直角進出平安柜的開口。房間內(nèi)減少非實驗人員的活動，以免干擾平安柜的氣幕屏障。 開始工作之前，應(yīng)使生物平安柜的風(fēng)機事先運轉(zhuǎn)至少3min5min以凈化柜內(nèi)空氣。手臂放進平安柜內(nèi)約1min后，才能進行操作。 工作人員穿實驗工作服，帶乳膠手套保護雙手。背扣式隔離衣比傳統(tǒng)的實驗服的防護效果好，手套應(yīng)套在實驗服衣袖外面。 生物平安柜的工作臺面、內(nèi)壁外表、觀察窗內(nèi)面，應(yīng)以乙醇、次氯酸鈉、

11、過氧化氫、過氧乙酸等消毒劑擦拭。所有放置于生物平安柜中的材料和容器的外表也應(yīng)以70%乙醇擦拭，以免將外界環(huán)境中的可污染物帶入。 二柜內(nèi)材料的放置 工作臺面上可放置一塊塑料襯底的吸水毛巾但不可放置于前格柵和后格柵通風(fēng)口上。這塊毛巾可用于日常清潔，有液體灑出時能減少氣溶膠和噴濺物的形成。工作結(jié)束后，將毛巾折疊放進生物平安柜滅菌包內(nèi)進行高溫高壓消毒。 生物平安柜內(nèi)一切材料應(yīng)盡量放置在遠(yuǎn)離前格柵，靠近操作臺面后緣的位置；易產(chǎn)生氣溶膠的設(shè)備如旋轉(zhuǎn)攪拌機、臺式離心機也應(yīng)安置在柜內(nèi)操作臺面后部。實際操作應(yīng)按照沿工作面由清潔區(qū)流向污染區(qū)的方向進行。 三使用中的本卷須知 (1)平行擺放柜內(nèi)物品，避開排風(fēng)孔； (

12、2)操作宜緩慢； (3)柜內(nèi)移動物品時應(yīng)盡量防止交叉污染； (4)柜內(nèi)盡量不要使用明火; (5)不需要紫外燈; (6) 一旦平安柜中發(fā)生危害物品溢出時，應(yīng)在平安柜處于工作狀態(tài)下立即進行清理 ； (7)定期對平安柜的性能進行檢查和認(rèn)證資質(zhì)人員 四、生物平安柜的操作流程 1. 開啟生物平安柜外排風(fēng)機的電源開關(guān)。 2. 緩慢翻開操作窗口，窗口開啟距離20 cm或設(shè)定值，一般生物平安柜應(yīng)有窗口極限報警。 3. 開啟工作照明。 4. 10 min后即可以開始實驗操作。 5. 生物平安柜內(nèi)的操作平面上擺放實驗用品時應(yīng)注意避開排風(fēng)孔，以免影響排氣流。 6. 操作完畢后要注意對柜內(nèi)進行消毒清洗工作。 第二節(jié)滅

13、 菌 器一、定義滅菌器泛指能到達(dá)滅菌要求的一切設(shè)備，即能在一定時間內(nèi)殺滅一切活的微生物包括細(xì)菌芽胞的設(shè)備，滅菌的保證水平為10-6即物品經(jīng)滅菌后仍然有微生物存活的概率為10-6。現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教學(xué)及科研單位。 二、滅菌器的種類與原理一高壓蒸氣滅菌器 1. 概述 高壓蒸氣滅菌器應(yīng)用最普遍，效果可靠。根據(jù)排放冷空氣的方式和程度不同，分為下排氣式和預(yù)真空壓力蒸氣滅菌器兩大類。后者的滅菌時間短，對需要滅菌的物品的損害輕微，但價貴，應(yīng)用未普及。目前在國內(nèi)廣泛應(yīng)用的為下排氣式滅菌器，滅菌時間較長。 2. 下排氣式高壓蒸氣滅菌器 這種滅菌器利用重力置換原理，使熱蒸氣在滅菌器中從上而下，將冷空氣由下排

14、氣孔排出，排出的冷空氣全部由飽和蒸氣取代，蒸氣的壓力增高，溫度也隨之增高。利用蒸氣釋放的潛熱使物品到達(dá)滅菌的要求。 這種滅菌器又分為手提式和臥式。不同物品滅菌所需壓力、溫度及時間見表5-3。物品種類滅菌所需時間（min）蒸氣壓力（kPa）表壓（lbf/in2）飽和蒸氣相對溫度（）橡膠類15104.0107.91516121敷料類1545104.0137.31520121126器械類10104.0137.01520121126器皿類15104.0137.01520121126瓶裝溶液類2040104.0137.01520121126表5-3 滅菌所需時間、溫度和壓力舊制壓力單位磅力每平方寸lbf

15、/in2， 1kPa=0.145 lbf/in2 3預(yù)真空式高壓蒸氣滅菌器 抽真空，使滅菌柜室內(nèi)形成負(fù)壓，蒸氣能迅速穿透到物品內(nèi)部進行滅菌。 預(yù)真空壓力蒸氣滅菌器由于要抽真空，故不適用于液體的滅菌。 滅菌時間短、效率高、節(jié)省人力、時間和能源，對需滅菌的物品損害較小等優(yōu)點 。 缺點是設(shè)備昂貴，維修費用較高，存在小裝量效應(yīng)，即如果滅菌物品放的過少，滅菌效果反而較差。瓶裝液體不能使用此法滅菌。 4. 使用高壓蒸氣滅菌器的本卷須知 1需要滅菌的包裹不應(yīng)過大、過緊。 2包裹放置不要太密、太擠，以免阻礙蒸氣透入。 3定期進行滅菌效果監(jiān)測， 化學(xué)指示卡廣泛用于高壓蒸氣滅菌效果的常規(guī)監(jiān)測，卡上的色帶在一定的溫

16、度及飽和蒸氣結(jié)合條件下受熱變色。 4易燃和易爆炸物品如碘仿、苯類等，禁用高壓蒸氣滅菌法。刀、剪等不宜用此法滅菌，以免變鈍。 5瓶裝液體滅菌時，要用玻璃紙和紗布包扎瓶口，如用橡皮塞的，應(yīng)插入針頭排氣。所盛液體為瓶體積的3/4，以免沸騰泄漏。 6已滅菌的物品應(yīng)做記號，注明有效日期，以便識別，并需與未滅菌的分開放置，以免弄錯。7每次滅菌前，專人負(fù)責(zé)應(yīng)檢查平安閥的性能，使用中也應(yīng)密切觀察運行是否正常，以免發(fā)生意外。 8應(yīng)注意先排凈滅菌器內(nèi)的冷空氣，即在升溫到排汽且有連續(xù)水蒸氣噴出10min15min時再關(guān)閉排汽孔。9到達(dá)滅菌時間后，關(guān)閉電源，使壓力自然下降，壓力指針到“0后，翻開鍋蓋。 二干熱滅菌器烤箱 1原理 干熱是指相對濕度在20%以下的高熱。它由空氣導(dǎo)熱，一般繁殖體在干熱80100中經(jīng)1h可以被殺死，芽胞需160170經(jīng)2h方可被殺死。干熱滅菌器能夠?qū)Ψ勰钗矬w進行滅菌，這是其他滅菌設(shè)備所難以實現(xiàn)的。 缺點是干熱傳導(dǎo)較慢，可有冷空氣存留在烤箱內(nèi)，需要較高溫度和較長時間才能到達(dá)消毒的目的。 此法適用于瓷器、玻璃器皿、明膠海綿、液體石蠟、各種粉劑、軟膏等。