生物安全柜专题(1):生物安全柜的级别、类型与适用场景
生物安全柜专题(1):生物安全柜的级别、类型与适用场景
生物安全柜是生物实验过程中防止生物污染的重要设备,其主要作用是保护实验室人员安全以及实验室环境的安全。本文将详细介绍生物安全柜的级别、类型与适用场景,帮助实验室工作人员更好地选择和使用生物安全柜。
生物安全柜的分级
生物安全柜主要分为I级、II级和III级几大类,可提供不同级别的保护,防止危险或传染污染。对于所有类别的生物安全柜,空气在作为废气离开系统之前均需要经过HEPA或ULPA过滤。
I级生物安全柜
I级生物安全柜旨在保护实验人员和环境,而不对样品加以保护,因为负压装置只能用于将外部空气吸入工作区,而对吸入空气不做任何处理。目前,人们已经很少专门提及I级生物安全柜,但实际上在很多应用场合,I级生物安全柜仍可以完美地满足使用需求,如新冠病毒样品前处理等。不少II级生物安全柜的用户,大多数实验其实只是用到了人员保护的功能。I级生物安全柜的实例,可参见这里。
II级生物安全柜
II级生物安全柜同时为操作人员和样品提供保护,因为空气在通过工作空间之前已经过HEPA或ULPA过滤装置的过滤,操作视窗的负压又切断了内部气流逸出的通道。通常未加说明的“生物安全柜”,实际上就是指的II级生物安全柜。II级生物安全柜主要分为四种类型(A1、A2、B1和B2),其中A1/A2型为内排式,B1/B2型为外排式,1型和2型是根据柜内的再循环空气量来进行区分的。目前,市面上常见的类型主要有A2型和B2型,关于它们之间的区别和使用范围参见下节。
III级生物安全柜
III级生物安全柜为生物安全P4级密闭实验室的工作提供较大程度的保护,实质是一个密封的手套箱,只可以通过一个可以去污的灌篮或者双门箱进入。
A2/B2型生物安全柜
如前所述,A2/B2型生物安全柜都是常见的II级生物安全柜,在工作区都可以形成稳定的ISO 5级(100级,HEPA过滤)或ISO 4级(10级,ULPA过滤)的洁净度,都同时具备操作者保护的功能。二者的区别在于:A2型的排出气流是直接排到室内,B2型的排出气流是全部排往室外,从气流图中可以明显看到这一区别。
图1:A2型(左图)和B2型(右图)生物安全柜气流图
关于A2型与B2型生物安全柜的使用,最常见的误区是认为B2型外排式更安全。实际上在安全性方面A2型和B2型没有区别,因为A2型的排出气流是经过HEPA过滤器过滤处理后的ISO 5级(100级)洁净气流,在这个水平下是不可能有生物安全隐患的。退一步说,如果HEPA过滤系统存在生物安全隐患,像B2型那样直接排到大气中将会带来更大的灾难。
事实上,A2型和B2型在应用层面上的真正区别在于:A2型不能处理挥发性化学气体,这是由HEPA过滤系统的局限性带来的;B2型虽然同样无法在柜内去除化学气体,但是可以把化学气体处理转移到室外集中处理(通常是通过活性炭吸附箱和/或喷淋塔实现的)。因此,如果实验过程中不会用到具有危害性的化学试剂,而只需要防护微生物气溶胶,那么A2型是最佳选择,因为购置成本低,而且几乎不需要特别的安装,以后还可以随时搬动;反之,如果在柜内要用到有危害性的挥发性化学试剂(如盐酸、甲醛等),适合选B2型生物安全柜。
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