2025-12-26
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更多在上一期文章中，我们探讨了应对化学危害的核心装备——通风橱。它通过定向气流为实验者筑起了一道至关重要的安全屏障。
然而当实验室的研究对象从化学品转变为病原微生物、细胞培养物等生物性危害时，单纯的定向排风已不足以提供全面保护；我们不仅需要保护操作者，还需保护样品与环境免受污染；此时防护的核心便从通风橱转向了功能更集成、要求更严苛的生物安全柜。
生物安全柜：双向防护的精密设备
核心价值：
生物安全柜是一种设计用于操作具有感染性气溶胶的微生物时，能同时保护操作者、实验样品及实验室环境的负压过滤通风设备。其核心价值在于实现了“双向防护”，这与仅保护操作者的通风橱有本质区别。
工作原理：
生物安全柜通过内置的高效空气过滤器来净化气流。工作时柜内维持负压状态，外部空气经HEPA过滤后以特定的层流模式进入工作区，一方面防止样品被污染，另一方面将操作过程中产生的气溶胶牢牢限制在工作区内。最后，被污染的空气会经过另一道HEPA过滤器进行过滤，然后排入实验室或室外（取决于安全柜级别），从而确保排出的空气是洁净的，保护了环境。
一、精准匹配：选型与分级指南
生物安全柜的选择并非随心所欲，而是必须严格依据所操作生物因子的危险等级（根据《实验室生物安全通用要求》划分为第一类至第四类病原微生物）来进行科学匹配。
1.分级与适用场景
（1）Ⅰ级生物安全柜
仅提供人员和环境保护，不保护样品。空气从前窗吸入，经HEPA过滤后排出；适用于操作对样品纯度无要求的1、2级生物安全水平（BSL-1, BSL-2）的物质。
（2）Ⅱ级生物安全柜
提供人员、环境和样品的三重保护，是应用最广泛的类型。根据排气比例、气流方式等，又细分为A1, A2, B1, B2等多个亚型。
■Ⅱ级 A2型（主流型）
70%空气循环使用，30%排出，可连接管道排至室内或室外。适用于大多数BSL-1, BSL-2和BSL-3（非挥发性化学品）的实验。
■Ⅱ级 B2型（全排型）
100%空气全部排出室外，无循环。适用于操作涉及微量挥发性有毒化学品的BSL-3实验。
（3）Ⅲ级生物安全柜
完全密闭、气密性最高的最高安全等级设备。通过手套箱进行操作，进出空气均经过双重HEPA或高温灭菌处理；专为BSL-4实验室设计，用于操作致命性病原体。
2.关键性能指标
（1）气流模式：确保是垂直层流，无涡流和死区。
（2）下降气流与流入气流风速：需符合各级别安全柜的标准，确保形成有效的气流屏障。
（3）过滤器效率：HEPA过滤器对0.3微米颗粒的截留效率应不低于99.99%。
（4）认证与检测：必须通过专业的现场性能检测（如EN 12469标准），并定期进行年检。
二、系统布局：安装与环境考量
生物安全柜的效能高度依赖于其安装环境。
1.避开气流紊乱区
必须远离门口、走廊、送风口及人员频繁走动的区域。这些地方的交叉气流会干扰通风橱操作面的气流模式，破坏负压，将污染物吹向操作者。
2.预留维修空间
通风橱后方及顶部应预留足够的空间（通常不小于60厘米），以便于管道连接、风机维护和性能检测。
3.考虑协同布局
多台通风橱同时工作时，应合理规划其相对位置，避免相互产生气流干扰。将其置于实验室的固定区域，而非作为临时移动设备。
三、规范操作：流程与细节管控
再先进的设备也需依赖规范的操作才能发挥其效能。
1.视窗高度
操作时，视窗应降至安全高度标记线（通常有指示标签）以下，一般为15-20厘米。这是经过计算能有效控制气流的最佳高度，非操作期间，应完全关闭视窗。
2.内部布局
设备与物品应放置在内部至少15厘米深处，为气流提供顺畅的通道。避免堆放过多杂物，以免阻碍空气流动。
3.操作习惯
操作动作应平缓，将手臂伸入柜内后，应静待片刻，让气流稳定。
4.定期检测与维护
结语
生物安全柜是现代生物医学实验室的“心脏”，其选择的精准性、布局的科学性及操作的规范性，共同构成了实验室生物安全的坚实底座。从通风橱到生物安全柜，我们看到，针对不同的危害，必须采用与之精确匹配的工程控制措施。
然而，再完善的预防措施也无法保证绝对的事故零发生。当预防失效，意外发生时，能够立即启动并挽救生命的紧急安全设备便成为了最后的防线。
在下期“基础安全（三）”中，嘉东将聚焦于紧急冲淋装置、应急洗眼器、灭火器等设备，详解其正确配置和使用，助您构建一个从预防到应急的全方位安全体系，敬请期待！
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然而当实验室的研究对象从化学品转变为病原微生物、细胞培养物等生物性危害时，单纯的定向排风已不足以提供全面保护；我们不仅需要保护操作者，还需保护样品与环境免受污染；此时防护的核心便从通风橱转向了功能更集成、要求更严苛的生物安全柜。
生物安全柜：双向防护的精密设备
核心价值：
生物安全柜是一种设计用于操作具有感染性气溶胶的微生物时，能同时保护操作者、实验样品及实验室环境的负压过滤通风设备。其核心价值在于实现了“双向防护”，这与仅保护操作者的通风橱有本质区别。
工作原理：
生物安全柜通过内置的高效空气过滤器来净化气流。工作时柜内维持负压状态，外部空气经HEPA过滤后以特定的层流模式进入工作区，一方面防止样品被污染，另一方面将操作过程中产生的气溶胶牢牢限制在工作区内。最后，被污染的空气会经过另一道HEPA过滤器进行过滤，然后排入实验室或室外（取决于安全柜级别），从而确保排出的空气是洁净的，保护了环境。
一、精准匹配：选型与分级指南
生物安全柜的选择并非随心所欲，而是必须严格依据所操作生物因子的危险等级（根据《实验室生物安全通用要求》划分为第一类至第四类病原微生物）来进行科学匹配。
1.分级与适用场景
（1）Ⅰ级生物安全柜
仅提供人员和环境保护，不保护样品。空气从前窗吸入，经HEPA过滤后排出；适用于操作对样品纯度无要求的1、2级生物安全水平（BSL-1, BSL-2）的物质。
（2）Ⅱ级生物安全柜
提供人员、环境和样品的三重保护，是应用最广泛的类型。根据排气比例、气流方式等，又细分为A1, A2, B1, B2等多个亚型。
■Ⅱ级 A2型（主流型）
70%空气循环使用，30%排出，可连接管道排至室内或室外。适用于大多数BSL-1, BSL-2和BSL-3（非挥发性化学品）的实验。
■Ⅱ级 B2型（全排型）
100%空气全部排出室外，无循环。适用于操作涉及微量挥发性有毒化学品的BSL-3实验。
（3）Ⅲ级生物安全柜
完全密闭、气密性最高的最高安全等级设备。通过手套箱进行操作，进出空气均经过双重HEPA或高温灭菌处理；专为BSL-4实验室设计，用于操作致命性病原体。
2.关键性能指标
（1）气流模式：确保是垂直层流，无涡流和死区。
（2）下降气流与流入气流风速：需符合各级别安全柜的标准，确保形成有效的气流屏障。
（3）过滤器效率：HEPA过滤器对0.3微米颗粒的截留效率应不低于99.99%。
（4）认证与检测：必须通过专业的现场性能检测（如EN 12469标准），并定期进行年检。
二、系统布局：安装与环境考量
生物安全柜的效能高度依赖于其安装环境。
1.避开气流紊乱区
必须远离门口、走廊、送风口及人员频繁走动的区域。这些地方的交叉气流会干扰通风橱操作面的气流模式，破坏负压，将污染物吹向操作者。
2.预留维修空间
通风橱后方及顶部应预留足够的空间（通常不小于60厘米），以便于管道连接、风机维护和性能检测。
3.考虑协同布局
多台通风橱同时工作时，应合理规划其相对位置，避免相互产生气流干扰。将其置于实验室的固定区域，而非作为临时移动设备。
三、规范操作：流程与细节管控
再先进的设备也需依赖规范的操作才能发挥其效能。
1.视窗高度
操作时，视窗应降至安全高度标记线（通常有指示标签）以下，一般为15-20厘米。这是经过计算能有效控制气流的最佳高度，非操作期间，应完全关闭视窗。
2.内部布局
设备与物品应放置在内部至少15厘米深处，为气流提供顺畅的通道。避免堆放过多杂物，以免阻碍空气流动。
3.操作习惯
操作动作应平缓，将手臂伸入柜内后，应静待片刻，让气流稳定。
4.定期检测与维护
结语
生物安全柜是现代生物医学实验室的“心脏”，其选择的精准性、布局的科学性及操作的规范性，共同构成了实验室生物安全的坚实底座。从通风橱到生物安全柜，我们看到，针对不同的危害，必须采用与之精确匹配的工程控制措施。
然而，再完善的预防措施也无法保证绝对的事故零发生。当预防失效，意外发生时，能够立即启动并挽救生命的紧急安全设备便成为了最后的防线。
在下期“基础安全（三）”中，嘉东将聚焦于紧急冲淋装置、应急洗眼器、灭火器等设备，详解其正确配置和使用，助您构建一个从预防到应急的全方位安全体系，敬请期待！
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