1、實驗室生物安全主要設備與儀器 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的時機，防止感染性事件的發生和防止實驗室廢棄物對公眾產生危害。 熟悉并掌握實驗室生物平安的主要設備與儀器的使用，可以降低實驗室危險事件的發生概率。 第一節 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、實驗室環境及實驗材料，使其防止暴露于操作過程中可能產生的感染性氣溶膠和濺出物而設計的負壓排氣柜。 一種箱形空氣凈化負壓平安裝置 工作原理主要是： 將柜內空氣向外抽吸，使柜內保持負壓狀態，通過垂直氣流來保護工作人

2、員； 外界空氣經高效空氣過濾器HEPA 過濾后進入平安柜內，以防止處理樣品被污染； 柜內的空氣經過HEPA過濾后再排放到大氣中，以保護環境。 簡單說，工作原理主要是：*送入柜內工作區的空氣經HEPA過濾，保護操作人員；*平安柜內形成負壓，防止氣溶膠外泄，從而保護操作人員；*從柜內排出的空氣經HEPA過濾后釋放，保護外環境 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物交叉污染。 生物平安柜同時

3、也能保護環境和實驗對象。 多年以來，生物平安柜的根本設計已經歷屢次改進。主要改進是在排風系統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。 生物平安柜設計中的第2個改進是，將經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。 根據結構設計、排風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）氣流百分數（%） 排風系統重新循環部分排出部分級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；D壓力排風房間空氣從前面的開口

5、處進入平安柜，經過工作臺外表，經排風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系統排到建筑物外面； 通過建筑物的排風系統排到建筑物外面； 直接排到建筑物外面。 級生物平安柜是最早得到認可的，并且由于其設計簡單，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境提供保護，也可用于操作放射性核素和揮發性有毒化學品。 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HEPA ；D壓力排風；E供風HEPA ；F風機1.內置風機將房間空氣供給空氣經前面的操作面引入平安柜內并進入前面的排風格柵。

7、2.供氣先通過供風高效空氣過濾器，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格柵，而另一半那么通過后面的排風格柵排出。圖5-3 級B1 型生物平安柜模式圖A前開口；B窗口；C排風HEPA ；D 供風HEPA ；E負壓排風；F風機；G送風圖5-3 級B1 型生物平安柜模式圖A前開口；B窗口；C排風HEPA ；D 供風HEPA ；E負壓排風；F風機；G送風由級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速；(2)經HEPA過濾后的垂直氣流中的絕大局部是由未污染的循環吸入氣流；(3) 經HEPA過濾后的大局部污染的垂直氣流，

8、通過專用風道過濾后排入大氣；(4)所有被生物污染的風道和靜壓箱應保持負壓。 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，其送風經數個高效空氣過濾器過濾，排風那么經過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系統來控制氣流，使平安柜內部始終處于負壓狀態。只有通過連接在平安柜上的結實的橡膠手套，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HEPA ；D 送風HEPA；E雙開門高壓滅菌器；F化學浸泡槽表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，柜內氣流是層流的級生物安全柜少量揮發性放射性核素/化學品的防護 級B1型生物安全柜，外排風式級A2型生物安全柜揮發性放射性核素/化學品的防護級、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介紹可參考生產商的說明手冊。四生物平安柜的選擇 生物平安柜與超凈工作臺的區別？超凈工作臺的工作原理通過風機將空氣吸入，通過高效過濾器過濾，形成連續的無塵無菌的超凈氣層流，然后以垂直或

10、水平氣流的狀態送出，使操作區域持續在潔凈空氣的控制下。 三、生物平安柜的使用 一使用前的準備 工作之前，在平安柜內放置必需材料，本次實驗不用的材料如額外的手套、培養皿或培養瓶、培養基應放在平安柜以外。 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，應使生物平安柜的風機事先運轉至少3min5min以凈化柜內空氣。手臂放進平安柜內約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的實驗服的防護效果好，手套應套在實驗服衣袖外面。 生物平安柜的工作臺面、內壁外表、觀察窗內面，應以乙醇、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以70%乙醇擦拭，以免將外界環境中的可污染物帶入。 二柜內材料的放置 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。工作結束后，將毛巾折疊放進生物平安柜滅菌包內進行高溫高壓消毒。 生物平安柜內一切材料應盡量放置在遠離前格柵，靠近操作臺面后緣的位置；易產生氣溶膠的設備如旋轉攪拌機、臺式離心機也應安置在柜內操作臺面后部。實際操作應按照沿工作面由清潔區流向污染區的方向進行。 三使用中的本卷須知 (1)平行擺放柜內物品，避開排風孔； (

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

13、 菌 器一、定義滅菌器泛指能到達滅菌要求的一切設備，即能在一定時間內殺滅一切活的微生物包括細菌芽胞的設備，滅菌的保證水平為10-6即物品經滅菌后仍然有微生物存活的概率為10-6?，F已被廣泛應用于醫療、教學及科研單位。 二、滅菌器的種類與原理一高壓蒸氣滅菌器 1. 概述 高壓蒸氣滅菌器應用最普遍，效果可靠。根據排放冷空氣的方式和程度不同，分為下排氣式和預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，應用未普及。目前在國內廣泛應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預真空式高壓蒸氣滅菌器 抽真空，使滅菌柜室內形成負壓，蒸氣能迅速穿透到物品內部進行滅菌。 預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、節省人力、時間和能源，對需滅菌的物品損害較小等優點 。 缺點是設備昂貴，維修費用較高，存在小裝量效應，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測， 化學指示卡廣泛用于高壓蒸氣滅菌效果的常規監測，卡上的色帶在一定的溫

16、度及飽和蒸氣結合條件下受熱變色。 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，專人負責應檢查平安閥的性能，使用中也應密切觀察運行是否正常，以免發生意外。 8應注意先排凈滅菌器內的冷空氣，即在升溫到排汽且有連續水蒸氣噴出10min15min時再關閉排汽孔。9到達滅菌時間后，關閉電源，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。它由空氣導熱，一般繁殖體在干熱80100中經1h可以被殺死，芽胞需160170經2h方可被殺死。干熱滅菌器能夠對粉末狀物體進行滅菌，這是其他滅菌設備所難以實現的。 缺點是干熱傳導較慢，可有冷空氣存留在烤箱內，需要較高溫度和較長時間才能到達消毒的目的。 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。