实验室生物安全防护设备
生物安全实验室一般实施两级隔离。一级隔离通过生物安全柜、灭菌器、负压隔离器、正压防护服、手套、眼罩等实现;二级隔离通过实验室的建筑、空调净化和电气控制系统来实现;二级～四级生物安全实验室应实施两级隔离。生物安全实验室主要通过三项技术措施防范生物危险因子的扩散:样品隔离技术(机械、气幕),以防止传染因子进入环境接触人体;定向流技术(三级负压系统,防止传染因子扩散);消毒灭菌技术(物理、化学),灭活传染因子。对此要配备不同的设备满足不同的防护能力。
1.生物安全实验室的公用防护设备
(1)生物安全柜
生物安全柜 (biological safety cabinet,BSC)可分为一级、二级、三级,以满足不同的生物研究和防疫要求。
一级生物安全柜可保护工作人员和环境而不保护样品,其气流原理和实验室常用的通风橱一样,不同之处在于排气口安装有HEPA过滤器。一级生物安全柜本身无风机,依赖外接通风管中的风机带动气流,由于不能对试验品或产品提供保护,目前已较少使用。HEPA即高效空气过滤器(high efficiency particulate air filter,HEPA),HEPA网的特点是空气可以通过,但细小的微粒却无法通过,对于0.1μm和0.3μm的有效率达到99.7%。所有类型的生物安全柜都在排气和进气口使用HEPA过滤器。
二级生物安全柜是目前应用最为广泛的柜型,可提供工作人员、环境和样品的保护。
三级生物安全柜为4级实验室生物安全等级而设计,柜体完全气密,工作人员通过连接在柜体的手套进行操作,俗称手套箱(golve box),实验品通过双门的传递箱进出安全柜以确保不受污染,适用于高风险的生物实验。
(2)灭菌器
灭菌器是实验室常规设备,按生物防护等级,一级和二级实验室用普通灭菌器,三级实验室则需用双扉(双开门)灭菌器。
按灭菌方法设计了不同的灭菌器。
①高压灭菌器:利用高温、高压的水蒸气进行灭菌,灭菌物必须是能承受高温,高压,及不怕潮湿的物质,灭菌温度范围在105～140℃间。
②干热灭菌器:利用高温进行灭菌,灭菌物必须是能耐高温,灭菌温度范围在105～300℃间。
③低温等离子灭菌器:利用加入化学物质进行灭菌,如过氧化氢灭菌器,通过加入化学特质,产生过氧化氢达到灭菌效果,灭菌温度4～80℃间。
④环氧乙烷灭菌器:通过加入环氧乙烷气体,达到灭菌效果。
⑤紫外灭菌器:通过产生紫外线来达到灭菌的一种容器。
按体积及形状分类如下。
①卡式灭菌器:体积最小,灭菌量小,可以放在桌子上,灭菌腔容量小,不到1L,可以快速灭菌。
②台式灭菌器:可以放在桌子上,一般灭菌腔30L以下,灭菌腔为桶状。
③立式灭菌器:灭菌器立于地上,顶开门,灭菌腔一般是30～110L,灭菌腔为桶状。
④卧式灭菌器:灭菌器立于地上,侧开门,灭菌腔110L以上,灭菌腔正常为柜形,少量有桶状。按开门的方式有顶开门(从灭菌器的顶部取放被灭菌物)、侧开门(从灭菌器的侧部取放被灭菌物)、双开门(从灭菌器的一端装进被灭菌物品,物品灭菌完从另一侧取出)。
(3)隔离系统
隔离系统为实验操作隔离系统,多为负压设计,可应用于较高环境要求(如BSL-Ⅲ),需要无菌、无尘、厌氧或特殊气氛的各项实验和操作,也可应用于对人体或环境有毒、有危险性的各项操作,使操作者、外界环境和操作对象完全隔离,避免了操作者、操作环境和操作对象之间的互相干扰和污染。隔离技术一般采用密闭的装置,例如 Isolator(隔离器)、RABS(限制进入屏障)以及手套箱等。
隔离技术的应用主要有三方面的考虑:保护无菌操作过程中不受交叉污染或外部环境的影响;保护人员远离高活性、高致敏性和毒性物质的侵害;保护环境免受高活性、高致敏性和毒性物质在无控制的条件下传播。
2.生物安全实验室的个人防护装备与使用原则
个人防护装备是指用于防止工作人员受到物理、化学和生物等有害因子伤害的器材和用品。在生物安全实验室中,这些器材和用品主要是保护实验人员免于暴露于生物危害物质(气溶胶、喷溅物以及意外接种等)危险的一种物理屏障。
所涉及的防护部位:眼睛、头面、躯体、手、足、耳(听力)、呼吸道。对应的防护装备包括:眼镜(安全镜、护目镜),口罩、面罩、防毒面具、帽子,防护衣(实验服、隔离衣、连体衣、围裙),手套,鞋套,听力保护器等。
实验室工作人员应根据不同生物安全水平级别的操作,选择个人防护装置。
BSL-1实验室,工作人员在实验时应穿工作服,戴手套;必要时佩戴防护眼镜完成实验,工作服必须脱下留在实验室并定期消毒洗涤。
BSL-2实验室,除符合BSL-1的要求外,还应该符合下列条件:在实验室中应穿着工作服或罩衫等防护服。离开实验室时,防护服必须脱下留在实验室内先消毒,然后统一洗涤或丢弃;戴帽子和口罩。如可能发生感染性材料的溢出或溅出,宜戴两副手套。工作完全结束后方可除去手套。不得戴着手套离开实验室。当微生物的操作不可能在生物安全柜内进行,而必须采取外部操作时,为防止感染性材料溅出或雾化危害,必须使用面部保护装置(护目镜、面罩、个体呼吸保护用品或其他防溅出保护设备)。
BSL-3实验室除符合BSL-2的要求外,还应该符合下列条件:在进行感染性组织培养、有可能产生感染性气溶胶的操作时,必须使用个体防护设备(两层防护服,两层手套,生物安全专业防护口罩)。当不能安全有效地将气溶胶限定在一定范围内时,应使用呼吸保护装置、佩戴眼罩等。工作人员在进入实验室工作区前,应在专用的更衣室(或缓冲间)穿着背开式工作服或其他防护服。工作完毕必须脱下工作服,不得穿工作服离开实验室。可再次使用的工作服必须先消毒后清洗。在实验室中必须配备有效的消毒剂、眼部清洗剂或生理盐水,且易于取用。应配备应急药品。在使用已被传染性物质污染的仪器时,需戴手套。在使用电话、计算机等设备进行文书工作前,必须脱掉手套。谨记不能戴着手套离开BSL-3实验室。所有离开BSL-3实验室的物品必须正确消除污染,并放在干净的容器或袋子中。
