生物安全柜是一種在微生物學、生物醫學、生物制藥等領域廣泛使用的負壓過濾排風裝置,主要用于保護操作人員、實驗環境和實驗材料免受生物危害物質(如細菌、病毒、毒素等)的污染,同時防止有害生物因子擴散到外界環境中。
生物安全柜的核心功能
1. 人員保護:通過定向氣流和高效過濾系統,阻止實驗操作中產生的氣溶膠(含有微生物的微小顆粒)接觸操作人員。
2. 樣品保護:避免實驗材料被環境中的微生物(如空氣中的雜菌)污染,確保實驗結果的準確性。
3. 環境保護:將操作過程中產生的有害生物因子過濾后再排放,防止其污染實驗室或外部環境。
生物安全柜的分類(按防護等級和用途)
根據美國生物安全柜標準(NSF/ANSI 49),生物安全柜主要分為以下 3 類:
1. Ⅰ 級生物安全柜
? 結構特點:僅提供單向氣流(從外部流入柜內),氣體從操作窗口進入后,經過高效空氣過濾器(HEPA)過濾再排出。
? 防護范圍:僅保護操作人員和環境,不保護實驗樣品(樣品可能被外界空氣污染)。
? 適用場景:處理低風險生物因子,或用于對樣品污染不敏感的操作(如廢棄物處理、離心管開封等)。
2. Ⅱ 級生物安全柜(最常用)
? 核心設計:采用 “垂直層流” 和 “HEPA 雙重過濾”(進氣和排氣均過濾),柜內形成負壓環境,防止污染物外泄。
? 細分類型:
? Ⅱ-A1 型:排氣部分循環回柜內,適合處理低至中等風險生物因子(如普通細菌、真菌),不可用于揮發性化學品或放射性物質。
? Ⅱ-A2 型:允許少量排氣外排,可處理少量揮發性化學品,適用于臨床實驗室(如病毒培養)。
? Ⅱ-B1 型:大部分氣體直接外排,適合處理高風險生物因子及少量揮發性化學品。
? Ⅱ-B2 型:全排風設計,所有氣體經過濾后直接排出,可用于高風險病原體、揮發性化學品或放射性物質操作。
3. Ⅲ 級生物安全柜
? 最高防護等級:完全密閉的負壓柜體,操作人員通過 “長臂手套” 進行操作,氣體進出均經 HEPA 過濾,且排氣需經雙重 HEPA 過濾或焚燒處理。
? 適用場景:處理高致病性生物因子(如埃博拉病毒、炭疽桿菌),或需要絕對隔離的實驗(如四級生物安全實驗室操作)。
生物安全柜與超凈工作臺的區別
對比項
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生物安全柜
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超凈工作臺
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核心目的
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保護人員、環境和樣品
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僅保護樣品(提供無菌環境)
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氣流方向
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氣體從外部流入,經過濾后排出
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氣體從頂部向下吹,形成正壓環境
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風險防護
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防止生物因子外泄
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無防外泄設計,可能污染環境
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適用場景
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生物危害實驗(如病原體培養)
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無菌操作(如細胞接種、試劑配制)
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使用注意事項
1. 操作前需開機運行 10-15 分鐘,確保柜內氣流穩定。
2. 避免在柜內放置過多物品,以免阻擋氣流。
3. 操作時手臂應緩慢進出,減少氣流擾動。
4. 定期(每 6-12 個月)檢測 HEPA 過濾器效率和負壓值,確保過濾效果。
5. 實驗結束后,需關閉操作窗口,繼續運行 30 分鐘以上,徹底凈化柜內空氣。
生物安全柜是生物實驗室安全防護的 “核心屏障”,其選擇需根據實驗材料的風險等級、是否涉及化學品等因素確定,正確使用可有效降低生物安全事故風險。