實驗室生物安全防護設備
生物安全實驗室一般實施兩級隔離。一級隔離通過生物安全柜、滅菌器、負壓隔離器、正壓防護服、手套、眼罩等實現;二級隔離通過實驗室的建筑、空調凈化和電氣控制系統來實現;二級～四級生物安全實驗室應實施兩級隔離。生物安全實驗室主要通過三項技術措施防范生物危險因子的擴散:樣品隔離技術(機械、氣幕),以防止傳染因子進入環境接觸人體;定向流技術(三級負壓系統,防止傳染因子擴散);消毒滅菌技術(物理、化學),滅活傳染因子。對此要配備不同的設備滿足不同的防護能力。
1.生物安全實驗室的公用防護設備
(1)生物安全柜
生物安全柜 (biological safety cabinet,BSC)可分為一級、二級、三級,以滿足不同的生物研究和防疫要求。
一級生物安全柜可保護工作人員和環境而不保護樣品,其氣流原理和實驗室常用的通風櫥一樣,不同之處在于排氣口安裝有HEPA過濾器。一級生物安全柜本身無風機,依賴外接通風管中的風機帶動氣流,由于不能對試驗品或產品提供保護,目前已較少使用。HEPA即高效空氣過濾器(high efficiency particulate air filter,HEPA),HEPA網的特點是空氣可以通過,但細小的微粒卻無法通過,對于0.1μm和0.3μm的有效率達到99.7%。所有類型的生物安全柜都在排氣和進氣口使用HEPA過濾器。
二級生物安全柜是目前應用最為廣泛的柜型,可提供工作人員、環境和樣品的保護。
三級生物安全柜為4級實驗室生物安全等級而設計,柜體完全氣密,工作人員通過連接在柜體的手套進行操作,俗稱手套箱(golve box),實驗品通過雙門的傳遞箱進出安全柜以確保不受污染,適用于高風險的生物實驗。
(2)滅菌器
滅菌器是實驗室常規設備,按生物防護等級,一級和二級實驗室用普通滅菌器,三級實驗室則需用雙扉(雙開門)滅菌器。
按滅菌方法設計了不同的滅菌器。
①高壓滅菌器:利用高溫、高壓的水蒸氣進行滅菌,滅菌物必須是能承受高溫,高壓,及不怕潮濕的物質,滅菌溫度范圍在105～140℃間。
②干熱滅菌器:利用高溫進行滅菌,滅菌物必須是能耐高溫,滅菌溫度范圍在105～300℃間。
③低溫等離子滅菌器:利用加入化學物質進行滅菌,如過氧化氫滅菌器,通過加入化學特質,產生過氧化氫達到滅菌效果,滅菌溫度4～80℃間。
④環氧乙烷滅菌器:通過加入環氧乙烷氣體,達到滅菌效果。
⑤紫外滅菌器:通過產生紫外線來達到滅菌的一種容器。
按體積及形狀分類如下。
①卡式滅菌器:體積最小,滅菌量小,可以放在桌子上,滅菌腔容量小,不到1L,可以快速滅菌。
②臺式滅菌器:可以放在桌子上,一般滅菌腔30L以下,滅菌腔為桶狀。
③立式滅菌器:滅菌器立于地上,頂開門,滅菌腔一般是30～110L,滅菌腔為桶狀。
④臥式滅菌器:滅菌器立于地上,側開門,滅菌腔110L以上,滅菌腔正常為柜形,少量有桶狀。按開門的方式有頂開門(從滅菌器的頂部取放被滅菌物)、側開門(從滅菌器的側部取放被滅菌物)、雙開門(從滅菌器的一端裝進被滅菌物品,物品滅菌完從另一側取出)。
(3)隔離系統
隔離系統為實驗操作隔離系統,多為負壓設計,可應用于較高環境要求(如BSL-Ⅲ),需要無菌、無塵、厭氧或特殊氣氛的各項實驗和操作,也可應用于對人體或環境有毒、有危險性的各項操作,使操作者、外界環境和操作對象完全隔離,避免了操作者、操作環境和操作對象之間的互相干擾和污染。隔離技術一般采用密閉的裝置,例如 Isolator(隔離器)、RABS(限制進入屏障)以及手套箱等。
隔離技術的應用主要有三方面的考慮:保護無菌操作過程中不受交叉污染或外部環境的影響;保護人員遠離高活性、高致敏性和毒性物質的侵害;保護環境免受高活性、高致敏性和毒性物質在無控制的條件下傳播。
2.生物安全實驗室的個人防護裝備與使用原則
個人防護裝備是指用于防止工作人員受到物理、化學和生物等有害因子傷害的器材和用品。在生物安全實驗室中,這些器材和用品主要是保護實驗人員免于暴露于生物危害物質(氣溶膠、噴濺物以及意外接種等)危險的一種物理屏障。
所涉及的防護部位:眼睛、頭面、軀體、手、足、耳(聽力)、呼吸道。對應的防護裝備包括:眼鏡(安全鏡、護目鏡),口罩、面罩、防毒面具、帽子,防護衣(實驗服、隔離衣、連體衣、圍裙),手套,鞋套,聽力保護器等。
實驗室工作人員應根據不同生物安全水平級別的操作,選擇個人防護裝置。
BSL-1實驗室,工作人員在實驗時應穿工作服,戴手套;必要時佩戴防護眼鏡完成實驗,工作服必須脫下留在實驗室并定期消毒洗滌。
BSL-2實驗室,除符合BSL-1的要求外,還應該符合下列條件:在實驗室中應穿著工作服或罩衫等防護服。離開實驗室時,防護服必須脫下留在實驗室內先消毒,然后統一洗滌或丟棄;戴帽子和口罩。如可能發生感染性材料的溢出或濺出,宜戴兩副手套。工作完全結束后方可除去手套。不得戴著手套離開實驗室。當微生物的操作不可能在生物安全柜內進行,而必須采取外部操作時,為防止感染性材料濺出或霧化危害,必須使用面部保護裝置(護目鏡、面罩、個體呼吸保護用品或其他防濺出保護設備)。
BSL-3實驗室除符合BSL-2的要求外,還應該符合下列條件:在進行感染性組織培養、有可能產生感染性氣溶膠的操作時,必須使用個體防護設備(兩層防護服,兩層手套,生物安全專業防護口罩)。當不能安全有效地將氣溶膠限定在一定范圍內時,應使用呼吸保護裝置、佩戴眼罩等。工作人員在進入實驗室工作區前,應在專用的更衣室(或緩沖間)穿著背開式工作服或其他防護服。工作完畢必須脫下工作服,不得穿工作服離開實驗室。可再次使用的工作服必須先消毒后清洗。在實驗室中必須配備有效的消毒劑、眼部清洗劑或生理鹽水,且易于取用。應配備應急藥品。在使用已被傳染性物質污染的儀器時,需戴手套。在使用電話、計算機等設備進行文書工作前,必須脫掉手套。謹記不能戴著手套離開BSL-3實驗室。所有離開BSL-3實驗室的物品必須正確消除污染,并放在干凈的容器或袋子中。
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