生物安全柜選購的部分“安全”要點(diǎn)

生物安全柜選購的部分“安全”要點(diǎn)

生物安全柜是一種負壓過(guò)濾排風(fēng)柜，用于生物安全實(shí)驗室和其他實(shí)驗室的生物安全防護，可以防止操作者和環(huán)境暴露于實(shí)驗過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣溶膠；對操作人員、樣品及樣品間交叉污染和環(huán)境提供安全保護。目前市場(chǎng)上的生物安全柜品牌眾多，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,也很不規范，給廣大用戶(hù)選購造成許多不便。Heal Force（力康）品牌作為亞洲地區最早的生物安全柜知名品牌，現已經(jīng)躋身國際著(zhù)名的生物安全柜品牌之列，是中華人民共和國醫藥行業(yè)YY0569-2005生物安全柜強制性產(chǎn)品標準的主要參編單位。我們將陸續推出一些關(guān)于生物安全柜的選購文章與各位分享，希望能對各位老師選購生物安全柜時(shí)應該注意的事項起到一些幫助。

選購生物安全柜的目的就是要保證一個(gè)安全的實(shí)驗操作環(huán)境，所以對安全柜的唯一要求就是“安全”。隨著(zhù)中華人民共和國醫藥行業(yè)生物安全柜強制性標準“YY0569-2005”于2006年6月1日正式實(shí)施，對于規范市場(chǎng)，確保生物安全柜的安全性能將起到重要作用。以下我們將圍繞新的國家行業(yè)標準以及安全柜的選擇時(shí)應該注意的關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)介紹“什么樣的安全柜是真正安全的”。

一、選擇適合的安全柜級別、類(lèi)型

根據您所從事實(shí)驗的危害性來(lái)確定合適的安全柜類(lèi)型。目前大部分的實(shí)驗室（包括P3實(shí)驗室）選購二級生物安全柜已經(jīng)完全能夠滿(mǎn)足日常的工作需要和對安全的防護需要；再根據您在實(shí)驗中是否會(huì )用到揮發(fā)性有毒化學(xué)品或者放射性核素以及其用量的多少來(lái)決定選用二級A2型或是二級B2型的柜子。
國家行業(yè)標準規定A2型安全柜可以用于進(jìn)行以微量揮發(fā)性有毒化學(xué)品和痕量放射性核素為輔助劑的微生物實(shí)驗，但必須加裝外排管道。如果有毒化學(xué)品或放射性核素用量較大則應當使用完全外排的B2型安全柜。

二、選擇真正“安全”的生物安全柜

生物安全柜說(shuō)到根本上就是依靠合理的高效過(guò)濾膜和氣流模式來(lái)達到保護操作者、保護樣品、保護環(huán)境的目的。而氣流模式又是依靠安全柜內的結構和風(fēng)機等重要部件來(lái)確保的，所以我們認為真正“安全”的生物安全柜最核心的幾個(gè)要點(diǎn)是：一是高效過(guò)濾膜，二是安全柜的柜體結構和氣密性，三是生物安全柜的防泄露測試三是優(yōu)化的氣流流速和優(yōu)良的風(fēng)機，四是必不可少的報警功能。下來(lái)我們逐一進(jìn)行討論這幾個(gè)安全要素。

圖1. 高效過(guò)濾器結構

1. 高效空氣過(guò)濾器的過(guò)濾效果
安裝在生物安全柜里的高效/超高效空氣粒子過(guò)濾器（HEPA/ULPA）是由堅硬外殼支撐的一次性的、具有延伸/皺褶介質(zhì)的過(guò)濾膜組成的，主要目的有三個(gè)：
（1）、過(guò)濾流入安全柜工作區的空氣里的灰塵等微粒，確保安全柜里的空氣達到規定的潔凈度。
（2）、將試驗時(shí)樣品產(chǎn)生的氣溶膠等危險粒子過(guò)濾掉，保護樣品并避免樣品間的交叉污染，
（3）、防止安全柜外排空氣里的危險粒子直接排放到環(huán)境中去。為此國家規定了安全柜高效過(guò)濾器的過(guò)濾效果和完整性的行業(yè)標準。對于直徑為0.3微米的微粒，高效過(guò)濾器的過(guò)濾效率不低于99.99%；在檢測過(guò)濾器密閉效果的完整性方面，規定對于可進(jìn)行掃描檢測的過(guò)濾器在任何點(diǎn)的漏過(guò)率不應超過(guò)0.01%，不能進(jìn)行掃描檢測的過(guò)濾器在檢測點(diǎn)的漏過(guò)率不應超過(guò)0.005%。只有滿(mǎn)足這些要求時(shí)，才能保證過(guò)濾器對流入流出安全柜的空氣里的灰塵和試驗時(shí)產(chǎn)生的氣溶膠等微粒安全有效的過(guò)濾率，進(jìn)而實(shí)現安全柜的安全作用。Heal Force（力康）牌HF safe系列生物安全柜所安裝的高效空氣過(guò)濾器的過(guò)濾膜都采用了硼硅酸鹽玻璃纖維材質(zhì)制成，其支撐外殼和隔離板采用了鋁合金制成，能耐100%的相對濕度和試驗情況下的溫度、腐蝕性和機械強度，對于空氣中直徑為0.3微米微粒的過(guò)濾效率為99.999%，每一臺生物安全柜在出廠(chǎng)前均需要通過(guò)過(guò)濾器可掃描檢測漏過(guò)率測試，性能均超過(guò)了國家規定的行業(yè)標準，充分保證了對安全柜中流動(dòng)空氣的過(guò)濾效果，確保了對所保護對象的安全保護。同時(shí)Heal Force安全柜還配備了世界獨一無(wú)二的過(guò)濾器壽命顯示條碼，能準確實(shí)時(shí)的顯示高效過(guò)濾器的使用壽命，并在過(guò)濾器失效前做出警報來(lái)提醒使用者提前做好更換的準備，既不會(huì )因為過(guò)濾器損壞而耽誤試驗的進(jìn)度，也為安全柜的安全性提供了更好的保障。

圖2. 生物安全柜的柜體結構
2． 安全柜的柜體結構和氣密性
安全柜的柜體結構和氣道密閉性同樣是關(guān)系著(zhù)安全柜是否安全的重要方面。中國YY0569－2005安全柜標準規定二級A2、B1、B2型安全柜的工作區均應采用四面（左右兩側、后部、底部）雙層結構，所有級別安全柜的污染部位應均處于負壓狀態(tài)或被負壓通道和通風(fēng)系統包圍。這樣在安全柜里進(jìn)行試驗操作時(shí)，樣品所釋放的氣溶膠或者危險顆粒由于柜內下降氣流和前窗進(jìn)氣氣流以及柜內操作區底部的負壓作用，在沒(méi)擴散到周?chē)�或逃逸到窗外時(shí)便直接被吸進(jìn)安全柜底部的負壓通道里，通過(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾后的潔凈空氣，或者部分循環(huán)回到柜內或者外排到環(huán)境中。由于柜體的雙層結構，即使操作區的內壁發(fā)生泄露，被污染的氣體也會(huì )被包圍的負壓通道的負壓通風(fēng)系統所捕獲，不會(huì )直接排放到環(huán)境中。同時(shí)標準還規定安全柜裸露工作區內三面側壁板應為一體成型結構，內表面的拼接處必須做密封處理。Heal Force安全柜的工作區采用了三面不銹鋼一體化的雙層結構，在交界處采用了8毫米的大圓角過(guò)渡處理，這樣做的好處就是安全柜工作區的所有污染部位均沒(méi)有藏匿危險因子的可能，所有試驗產(chǎn)生的氣溶膠粒子都會(huì )被負壓氣流吸進(jìn)負壓通風(fēng)系統最后被過(guò)濾掉，也十分便于對柜體進(jìn)行清潔和消毒。

3．生物安全柜柜體防泄漏性能測試
柜體防泄漏性能測試有兩種方法，一是壓力衰減法測試，即將安全柜的前窗和排風(fēng)口封閉，柜體內加壓到500Pa，保持30分鐘后，在測試區連接壓力計或壓力傳感器系統以顯示內壓，要求柜內的氣壓不低于450Pa。壓力衰減法測試生物安全柜柜體防泄漏性能是最準確、要求最高的一種測試方法，對生物安全柜的氣道密閉性和柜體整體設計要求非常高，也是被包括中國YY0569-2005、美國NSF49等生物安全柜標準所推薦使用的測試方法；另一種是肥皂泡法測試，即沿安全柜壓力通風(fēng)系統的所有焊縫、套接處和封口處的外表面噴或涂刷檢漏肥皂溶液，同時(shí)對柜內加壓到500pa,看是否有氣泡產(chǎn)生，如果發(fā)生大的泄漏，可通過(guò)輕微的氣流感覺(jué)和聲音發(fā)現。雖然肥皂泡法也被中國YY0569-2005標準認可，但其測試效果遠不如壓力衰減法精確可靠，希望老師選擇安全柜時(shí)必須弄清廠(chǎng)家是通過(guò)何種方法進(jìn)行柜體防泄漏測試的。Heal Force安全柜是國內唯一通過(guò)嚴格的柜體防泄露壓力衰減法進(jìn)行測試的安全柜品牌，優(yōu)良的氣密性更加保證了污染氣體和微粒無(wú)外泄的可能，使安全無(wú)“泄”可擊。


圖 3. 生物安全柜的氣流模式
4．優(yōu)化的氣流流速和優(yōu)良的風(fēng)機
中國YY0569-2005標準中規定安全柜的前窗操作口流入氣流的最低平均流速應為0.50m/s，對于下降氣流的平均流速應在0.25m/s和0.5m/s之間,并且要能在控制面板上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示出安全柜的流入氣流流速和下降氣流流速。這樣的氣流流速保證了氣流對試驗時(shí)產(chǎn)生的氣溶膠等危險粒子在發(fā)生擴散或逃逸時(shí)的阻斷作用，氣溶膠和粒子在流入氣流和下降氣流聯(lián)合作用下被吸入負壓排風(fēng)系統被過(guò)濾器過(guò)濾掉。Heal Force安全柜的前窗流入氣流速度0.53m/s，下降氣流速度0.35m/s，保證了柜內氣流流速到達最佳的配比比例，而且在控制面板上能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示兩個(gè)氣流的流速，使操作者時(shí)刻了解安全柜的風(fēng)速，一旦流入氣流或下降氣流流速低于或者高于廠(chǎng)家規定的流速標稱(chēng)值，安全柜會(huì )發(fā)出聲光報警，更好的起到人員保護和產(chǎn)品保護的作用。

5． 優(yōu)良的自感應風(fēng)機
在安全柜的各項安全保障中，除了高效率的過(guò)濾器和完善的柜體結構以及良好的柜體氣密性外，另一項重要的保證就是性能可靠的風(fēng)機。隨著(zhù)安全柜使用時(shí)間的增加，過(guò)濾膜表面的粒子積累的數量也會(huì )增多，對通過(guò)的空氣會(huì )產(chǎn)生很大的阻力而使柜內氣流的流速和流量減弱，為此標準中規定安全柜風(fēng)機在安全柜正常運行時(shí)，在不調整風(fēng)機中電機功率的情況下，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的風(fēng)壓下降50%時(shí)風(fēng)機的排風(fēng)量下降不應超過(guò)10%，也規定系統應配備風(fēng)機調速裝置來(lái)應對發(fā)生的排風(fēng)量損失。Heal Force安全柜在風(fēng)機的配置上采用了世界知名品牌的能夠自動(dòng)調節電機功率的自感應風(fēng)機，能根據高效過(guò)濾器承受的壓力大小自動(dòng)增加風(fēng)機的功率來(lái)加大排風(fēng)量，確保柜內的氣流流速和風(fēng)壓一直處于安全的范圍，避免了柜內氣流流速和風(fēng)量發(fā)生損失時(shí)對安全柜的安全性能的威脅。

圖4. 生物安全柜的報警及顯示功能

6． 必備的報警提示功能
在選購安全柜時(shí)，除了應該注意上述幾點(diǎn)關(guān)系安全柜安全性能的硬性指標外，還有一項軟性指標也非常重要，那就是安全柜必備的各項報警功能。通過(guò)上述的介紹，我們知道為了保障生物安全柜實(shí)現真正的“安全”，我們在安全柜的選材、結構設計和各個(gè)關(guān)鍵部件上都進(jìn)行了必要合理的優(yōu)化，但是在實(shí)際的使用中，安全柜會(huì )因為各種原因，如機器故障、人為誤操作或其他原因等發(fā)生“不安全”的隱患。當這種狀況出現時(shí)，操作人員可能并不會(huì )察覺(jué)。針對這種情況，中國YY0569-2005行業(yè)標準規定了安全柜必須具有可能出現隱患的各項報警功能。如：安全柜前窗開(kāi)啟高度如超過(guò)規定的高度時(shí)報警，柜內下降氣流或流入氣流達不到規定的流速時(shí)報警，采用雙風(fēng)機的安全柜必須具有下降風(fēng)機和排氣風(fēng)機失效時(shí)聯(lián)鎖報警等。

以上，我們闡述了在選購生物安全柜時(shí)，應該注意的幾項保障安全柜實(shí)現“安全”作用的關(guān)鍵點(diǎn)。但是如果只是單單達到了行業(yè)標準規定的技術(shù)性指標而沒(méi)有對這些參數有深刻的理解，從而在針對實(shí)際應用時(shí)遇到的各種問(wèn)題而對安全柜做出各種相應的優(yōu)化設計，也是很難完全保證安全柜真正安全的。所以我們建議您在選購生物安全柜時(shí)，不能只看安全柜是否達到了行業(yè)標準，還要看生產(chǎn)安全柜的廠(chǎng)家是否在此領(lǐng)域里有長(cháng)時(shí)間的技術(shù)經(jīng)驗的積累，并由此對安全柜進(jìn)行關(guān)鍵的技術(shù)優(yōu)化處理。因為只有這樣，才能更加保證生物安全柜實(shí)現真正的安全。