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杭州實了個驗生物科技有限公司
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一、引言
在生物科學、醫學研究、制藥工業及公共衛生等領域中，實驗室工作人員經常需要處理可能原體的樣本。這些微生物或生物材料可能對實驗人員、環境乃至整個社會構成風險。為保障操作安全、避免交叉污染和環境擴散，實驗室常配備一種重要設備——生物安全柜。
生物安全柜（Biological Safety Cabinet，簡稱 BSC）是一種專門設計的實驗室設備，用于在處理生物樣本時提供防護屏障。它通過控制氣流、防止污染、凈化空氣，有效保護操作者、樣品和實驗環境，是實驗室生物安全體系的重要組成部分。
二、生物安全柜的功能
生物安全柜的主要功能可歸納為三類：
保護人員：防止操作者暴露于感染性氣溶膠或濺灑的生物材料。
保護樣品：避免外部空氣或操作人員帶來的微生物污染。
保護環境：防止污染性物質隨排氣釋放到實驗室或大氣中。
這一多重保護機制，使得生物安全柜廣泛應用于處理細菌、病毒、真菌、細胞培養物及其他潛在風險樣品的實驗過程中。
三、生物安全柜的分類
根據氣流設計與保護功能，生物安全柜可分為三級（Class I、II、III），每一類又有子類型，適用于不同的實驗需求和生物風險等級。
1. 一級生物安全柜（Class I）
保護對象：操作人員和環境。
工作原理：通過負壓進風，氣流在操作口吸入，經高效過濾器（HEPA）凈化后排出。
局限性：不對樣品提供保護，適合低至中等風險的生物操作，如樣品預處理或動物組織處理。
2. 二級生物安全柜（Class II）
保護對象：操作人員、環境和樣品。
應用，適用于絕大多數實驗室。
原理：部分氣體循環（通常約70%內循環，30%排出），在保持操作口負壓的同時向工作區提供層流空氣，保障樣品無菌。
二級柜細分如下：
A1型：工作區部分為正壓，回風和排風均經 HEPA 過濾。
A2型：更常見，70%內循環、30%排出；工作區保持負壓，更安全。
B1型：約70%空氣排出，適合操作含有少量揮發性化學品的實驗。
B2型：100%空氣排出，適用于大量使用有毒或揮發性試劑的場合，但需要接入專用排風系統。
3. 三級生物安全柜（Class III）
封閉系統，通過手套孔進行操作。
用于生物安全等級最高（BSL-4）實驗室，如病毒學、生物防御研究等。
進出氣體全部經過多級過濾，樣品進出通過雙門傳遞艙進行滅菌處理。
四、生物安全柜的結構組成
生物安全柜由多個關鍵結構構成，各自承擔特定功能：
工作腔體：主要操作區域，通常采用不銹鋼內膽，便于清潔和消毒。
前窗：部分型號為固定式，部分可升降，配合操作。
HEPA或ULPA過濾器：用于過濾空氣中≥0.3 μm 的微粒，過濾效率 ≥99.99%。
風機系統：維持規定的風速和氣流模式，確保負壓和層流效果。
照明與紫外燈：提供足夠照明；紫外燈用于非操作時的空間滅菌。
控制面板：用于設定風速、照明、滅菌、報警等功能。
五、生物安全柜的使用要求與注意事項
為了確保設備的有效性與安全性，使用生物安全柜時應遵循以下操作規范：
1. 使用前
啟動風機并預運行 10–15 分鐘，以形成穩定氣流。
清潔工作臺面，移除不必要物品。
檢查紫外燈是否關閉，避免對眼睛和皮膚造成傷害。
2. 操作中
避免頻繁開關前窗或快速移動手臂，以免擾亂氣流。
操作順序應從清潔區域到污染區域，防止交叉污染。
樣品與物品應距通風口一定距離，保持氣流通暢。
3. 使用后
移除廢物，使用消毒劑擦拭工作區。
運行風機數分鐘后關閉。
可開啟紫外燈 15–30 分鐘進行空間滅菌（確保無人環境）。
4. 定期維護
HEPA過濾器應每 6–12 個月檢測或更換。
需定期進行 氣流校驗、泄漏測試與完整性檢查。
建議委托專業機構進行年度性能驗證，確保符合國家/國際標準。
六、生物安全柜與潔凈工作臺的區別
有時生物安全柜與潔凈工作臺容易混淆，兩者在結構和功能上有本質區別：
| 項目 | 生物安全柜 | 潔凈工作臺 |
|---|---|---|
| 保護人員 | 有 | 無 |
| 保護樣品 | 有 | 有 |
| 排風方式 | 經HEPA過濾后排出 | 局部循環或直排 |
| 使用場景 | 含病原體/感染性樣品 | 需無菌但無生物風險樣品 |
| 是否負壓 | 是（或部分） | 否 |
七、適用場景
生物安全柜應用于以下領域：
醫院檢驗科：血液、痰液、體液等臨床樣本分析。
疾控中心：微生物分離、病原體檢測。
制藥行業：無菌生產、質量檢驗。
科研實驗室：細胞培養、DNA克隆、基因編輯。
高校教學：實驗教學中處理微生物樣品。
不同應用場景需根據樣本類型、生物危害等級和實驗內容選擇合適類型與規格的生物安全柜。
八、相關標準與認證
使用或采購生物安全柜時，需確認其符合以下標準之一：
NSF/ANSI 49（美國）
EN 12469（歐洲）
YY 0569（中國）
ISO 14644（潔凈室標準）
此外，某些場合（如GMP制藥環境）還可能要求設備符合附加認證與驗證文檔支持。
九、結語
生物安全柜作為實驗室安全防護的重要設備，在保障實驗室人員健康、樣本純凈以及環境安全方面起到關鍵作用。其設計理念融合空氣動力學、微生物學和工程控制原理，已被廣泛應用于多個領域。科學合理地使用和維護生物安全柜，是建設規范、安全實驗室體系的重要一環。
