選擇二級(jí)生物安全柜存在的問題和遵從的基本原則

在復(fù)雜而有效的病原微生物實(shí)驗(yàn)室中，為了給有生物危害的工作提供一個(gè)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(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的污染和擴(kuò)散，即控制環(huán)境污染。在病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全中，已經(jīng)將環(huán)境污染控制作為對(duì)人員和實(shí)驗(yàn)對(duì)象保護(hù)的基本要求。控制實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室感染性材料工作區(qū)域內(nèi)通風(fēng)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(shí)驗(yàn)室生物安全要素，通過適當(dāng)選擇和使用生物安全柜（biological safety cabinet，BSC）等安全設(shè)備，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室工作人員暴露于感染性病原微生物氣溶膠的危險(xiǎn)程度減小到小。
1　生物安全柜類型和工作原理
　　在微生物實(shí)驗(yàn)室使用的生物安全柜（biological safety cabinet，BSC）有三個(gè)級(jí)別，即Ⅰ級(jí)BSC、Ⅱ級(jí)BSC和Ⅲ級(jí)BSC。前開式的Ⅰ級(jí)BSC、Ⅱ級(jí)BSC是主要的防護(hù)屏障，在使用良好的微生物操作技術(shù)前提下，它們能夠?qū)ぷ魅藛T和環(huán)境提供顯著的防護(hù)水平；Ⅱ級(jí)BSC對(duì)在其中操作的材料（例如：細(xì)胞培養(yǎng)、血液等）也有保護(hù)和防止污染的作用；Ⅲ級(jí)BSC是一個(gè)密閉的袖套箱，同樣具有保護(hù)人員、試驗(yàn)對(duì)象和環(huán)境的功能，更多的情況是在動(dòng)物感染試驗(yàn)中使用。BSC基本參數(shù)見表1。
 

表1　Ⅱ級(jí)生物安全柜之間的差異
 
　　在美國，Ⅱ級(jí)生物安全柜的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該符合NSF49的要求；在歐洲，Ⅱ級(jí)生物安全柜的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)符合YY0569－2005《生物安全柜》的要求。
　　Ⅱ級(jí)生物安全柜在設(shè)計(jì)上不但能提供個(gè)體防護(hù)，而且能保護(hù)工作臺(tái)面的物品不受房間空氣的污染。它們不同于Ⅰ級(jí)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(tái)面。Ⅱ級(jí)生物安全柜可用于操作2類和3類風(fēng)險(xiǎn)組的傳染性材料。在使用正壓服的條件下，Ⅱ級(jí)生物安全柜也可用于操作4類風(fēng)險(xiǎn)組的傳染性材料（見圖1～3）。

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

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

圖3 Ⅱ級(jí)B2型BSC原理圖
A：前開口，B：可視窗，C：排風(fēng)HEPA過濾器，D：供風(fēng)HEPA過濾器，E：負(fù)壓壓力排風(fēng)系統(tǒng)，F：風(fēng)機(jī)，G：用于送風(fēng)的HEPA過濾器。安全柜需要有與建筑物排風(fēng)系統(tǒng)相連接的排風(fēng)接口和送風(fēng)口。
 
　　根據(jù)結(jié)構(gòu)、氣流動(dòng)力學(xué)和排氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，Ⅱ級(jí)BSC又可以分為A1型、A2型、B1型和B2型。由于Ⅱ級(jí)A1型BSC內(nèi)的空氣是在柜內(nèi)循環(huán)的，排出的空氣又進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的空間，因此，Ⅱ級(jí)A1型BSC適合于沒有揮發(fā)或有毒的化學(xué)物質(zhì)和放射性物質(zhì)的工作；Ⅱ級(jí)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(shí)驗(yàn)室，因此，Ⅱ級(jí)B型生物安全柜適合于某些揮發(fā)或有毒的化學(xué)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(hù)類型對(duì)生物安全柜的選擇
 
　　綜上所述，Ⅱ級(jí)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(shí)驗(yàn)室中，然后再通過實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)排到建筑物外面；（b）通過實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)里，也可以裝在建筑物的排風(fēng)系統(tǒng)里。
2　Ⅱ級(jí)生物安全柜選擇中存在的一些問題
2．1　不了解Ⅱ級(jí)BSC的性能，誤認(rèn)為型別越高越好
　　Ⅱ級(jí)BSC分為A1型、A2型、B1型和B2型四個(gè)型別（差異見表1），它們對(duì)微生物氣溶膠的防護(hù)性能是一樣的。根據(jù)國內(nèi)外和世界衛(wèi)生組織的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，微生物和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全防護(hù)等級(jí)（Biosafety level， BSL）的要求，可以分為BSL-1實(shí)驗(yàn)室、BSL-2實(shí)驗(yàn)室、BSL-3實(shí)驗(yàn)室和BSL-4實(shí)驗(yàn)室，其中BSL-1實(shí)驗(yàn)室防護(hù)等級(jí)低，BSL-4實(shí)驗(yàn)室防護(hù)等級(jí)高。BSL-1實(shí)驗(yàn)室一般選擇I級(jí)BSC和Ⅱ級(jí)A1型BSC；BSL-2實(shí)驗(yàn)室一般選擇Ⅱ級(jí)BSC分為A1型、A2型、B1型的三種BSC；BSL-3實(shí)驗(yàn)室和防護(hù)服型BSL-4實(shí)驗(yàn)室一般選擇Ⅱ級(jí)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(shí)驗(yàn)室在選擇Ⅱ級(jí)BSC時(shí)，都選擇Ⅱ級(jí)B2型BSC。選購者認(rèn)為在BSL-2實(shí)驗(yàn)室中使用Ⅱ級(jí)B2型BSC，生物安全防護(hù)更好。其實(shí)不然，所有Ⅱ級(jí)BSC的生物防護(hù)性能（人員保護(hù)、樣品保護(hù)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(jí)BSC的使用壽命為5年，如果使用這種全新風(fēng)的Ⅱ級(jí)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(yán)重影響工作。
2．2　沒有考慮實(shí)驗(yàn)室工作的性質(zhì)
　　Ⅱ級(jí)BSC的A1型、A2型、B1型和B2型四個(gè)型別，對(duì)微生物氣溶膠的防護(hù)性能是一樣的，對(duì)化學(xué)試劑、放射性物質(zhì)等物質(zhì)的氣溶膠或蒸氣的防護(hù)性能存在著一定的差異（見表3）。

表3  Ⅱ級(jí)生物安全柜防護(hù)特征比較
 
　　有些微生物實(shí)驗(yàn)室、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室在選擇Ⅱ級(jí)BSC時(shí)，如果不考慮工作性質(zhì)，僅考慮價(jià)格等非性能因素，是片面的，購置的Ⅱ級(jí)BSC為必滿足工作的需要，或造成經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)。
2．3　沒有考慮實(shí)驗(yàn)室設(shè)施的狀況
　　目前，國內(nèi)微生物實(shí)驗(yàn)室和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，購置Ⅱ級(jí)BSC的實(shí)驗(yàn)室主要于BSL-2實(shí)驗(yàn)室和BSL-3實(shí)驗(yàn)室。但許多BSL-2實(shí)驗(yàn)室購置單位的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施在建造時(shí)，沒有考慮到給Ⅱ級(jí)BSC預(yù)留的位置和排風(fēng)管道和室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)。有的實(shí)驗(yàn)室在購置Ⅱ級(jí)BSC時(shí)沒有考慮設(shè)施的問題，Ⅱ級(jí)BSC買回來后，沒有合適的放置位置，或沒有排風(fēng)管道的位置，有額外花一筆經(jīng)費(fèi)改造實(shí)驗(yàn)室。
2．4　沒有與實(shí)驗(yàn)室工作人員溝通
　　微生物實(shí)驗(yàn)室和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室在購置Ⅱ級(jí)BSC時(shí)，沒考慮實(shí)驗(yàn)室工作人員的素質(zhì)，對(duì)Ⅱ級(jí)BSC的工作原理和防護(hù)性能是否了解，如何使用和維護(hù)等，僅憑Ⅱ級(jí)BSC銷售商或生產(chǎn)廠家的介紹或推薦，進(jìn)行選購。其結(jié)果是，買回來的Ⅱ級(jí)BSC不是自己想要的，或不能*工作的需要。有的Ⅱ級(jí)BSC的操作較為復(fù)雜，工作人員不會(huì)操作，甚至因誤操作，導(dǎo)致Ⅱ級(jí)BSC在不正常的狀態(tài)下工作，導(dǎo)致意外的事故發(fā)生。
3　選擇Ⅱ級(jí)BSC遵從的基本原則
3．1　實(shí)驗(yàn)室危害評(píng)估
　　無論是微生物實(shí)驗(yàn)室，還是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室；無論是BSL-2實(shí)驗(yàn)室，還是BSL-3實(shí)驗(yàn)室，在選擇和購置Ⅱ級(jí)BSC之前，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室開展的研究工作的性質(zhì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室危害評(píng)估。實(shí)驗(yàn)室危害評(píng)估包括：病原微生物的危害評(píng)估、放射性核素的危害評(píng)估和揮發(fā)性有毒化學(xué)試劑的危害評(píng)估。在實(shí)驗(yàn)室危害評(píng)估的基礎(chǔ)上，主要根據(jù)所需保護(hù)的類型來選擇適當(dāng)?shù)纳锇踩瘢簩?shí)驗(yàn)對(duì)象保護(hù)、對(duì)于1～4類危險(xiǎn)組微生物的個(gè)體防護(hù)、暴露于放射性核素和揮發(fā)性有毒化學(xué)試劑時(shí)的個(gè)體防護(hù)、或上述各種防護(hù)的不同組合。表2和3列出了每一種防護(hù)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(jìn)行。不得用超凈工作臺(tái)代替生物安全柜。在必要時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)配備其他安全設(shè)備，如設(shè)置配有排風(fēng)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(jí)A型BSC是用于不涉及有害化學(xué)品的日常的微生物實(shí)驗(yàn)； Ⅱ級(jí)B型BSC是為了更好的除去有害氣體、煙塵或限制其擴(kuò)散的生物研究。為此，選Ⅱ級(jí)A型BSC，還是Ⅱ級(jí)B型BSC的關(guān)鍵：不是取決于病原微生物的因素，而是操作人員是否會(huì)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(xué)試劑時(shí)，不應(yīng)該使用Ⅱ級(jí)A1型及A2型生物安全柜，Ⅱ級(jí)B1型BSC可用于操作少量揮發(fā)性化學(xué)試劑和放射性核素，Ⅱ級(jí)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(xué)試劑時(shí)，必須使用Ⅱ級(jí)B2型BSC（見表3）。因而，在選用Ⅱ級(jí)BSC時(shí)必須綜合考慮，即要滿足實(shí)際工作需求，又能達(dá)到安全的目的。
3．2　應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)室設(shè)施的結(jié)構(gòu)特征
　　有些實(shí)驗(yàn)室沒有預(yù)留專門的排風(fēng)管道，或其他管道；有的實(shí)驗(yàn)室是中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)室房間天花板上有固定的送風(fēng)口；有的實(shí)驗(yàn)室空氣的補(bǔ)充是通過開窗或開門來實(shí)現(xiàn)的，因此，在選擇和購置Ⅱ級(jí)BSC時(shí)，應(yīng)充分考慮和分析這些因素，選擇合適的Ⅱ級(jí)BSC。
3．3　應(yīng)考慮Ⅱ級(jí)BSC使用時(shí)消毒的簡捷性
　　Ⅱ級(jí)BSC在每天使用完畢后，都應(yīng)進(jìn)行工作區(qū)域表面消毒，消毒時(shí)應(yīng)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(gè)角落，進(jìn)行消毒處理。
3．4　應(yīng)考慮Ⅱ級(jí)BSC工作時(shí)的噪音問題
　　因?yàn)椋蚣?jí)BSC是實(shí)驗(yàn)室生物安全的道防護(hù)屏障，有時(shí)工作人員要在Ⅱ級(jí)BSC中工作很長時(shí)間。因而，Ⅱ級(jí)BSC的噪音大小非常重要，應(yīng)盡可能選擇噪音小的Ⅱ級(jí)BSC。