生物安全第五章设备仪器

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• 灭菌时间短、效率高、节省人力、时间和能源,对需 灭菌的物品损害较小等优点 。 • 缺点是设备昂贵,维修费用较高,存在小装量效应, 即如果灭菌物品放的过少,灭菌效果反而较差。瓶装液 体不能使用此法灭菌。

• 4. 使用高压蒸气灭菌器的注意事项 • (1)需要灭菌的包裹不应过大、过紧。 • (2)包裹放置不要太密、太挤,以免妨碍蒸气透入。

• 2.Ⅱ级生物安全柜的工作原理 Ⅱ级生物安全柜在设计上 不但能提供个体防护,而且能保护工作台面的物品不受房 间空气的污染。 • Ⅱ级生物安全柜有4种不同的类型,分别为A1、A2、 B1和B2型,它们不同于Ⅰ级生物安全柜之处是,只让经高 效空气过滤器过滤的(无菌的)空气流过工作台面。

• Ⅱ级生物安全柜可用于危险度2级和3级的感染性物质的 操作。 • 在使用正压防护服的条件下,Ⅱ级生物安全柜也可用于 危险度4级感染性物质的操作。
100 硬管
100 硬管
•Ⅱ级生 物 安全 柜

• 二、各级生物安全柜的工作原理 • (一)Ⅰ级和Ⅱ级生物安全柜的工作原理 • 1.Ⅰ级生物安全柜的工作原理 图5-1为Ⅰ级生物安全 柜的模式图。操作者的双臂可以从前面的开口伸到安全 柜内的工作台面上,并可以通过玻璃窗观察工作台面的 情况。

•房间空气从前面的开 口处进入安全柜,经过 工作台表面,经排风管 排除柜外

• 2. 下排气式高压蒸气灭菌器 这种灭菌器利用重力 置换原理,使热蒸气在灭菌器中从上而下,将冷空气由 下排气孔排出,排出的冷空气全部由饱和蒸气取代,蒸 气的压力增高,温度也随之增高。利用蒸气释放的潜热 使物品达到灭菌的要求。 • 这种灭菌器又分为手提式和卧式。

•不同物品灭菌所需压力、温度及时间见表5-3。

• 生物安全柜设计中的第2个改进是,将经高效空气 过滤器过滤的空气输送到工作台面上,从而保护工作 台面上的物品不受污染。这一特点通常被称为实验对 象保护。

•根据结构设计、排风比例及保护对象和程度的不同,可将 生物安全柜分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级(表5-1)。
•表5-1 Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级生物安全柜间的差异
•开始工作之前,应使生物安全柜的风机事先运转至少 3min~5min以净化柜内空气。手臂放进安全柜内约 1min后,才能进行操作。

• 工作人员穿实验工作服,带乳胶手套保护双手。背 扣式隔离衣比传统的实验服的防护效果好,手套应套 在实验服衣袖外面。
• 生物安全柜的工作台面、内壁表面、观察窗内面, 应以乙醇、次氯酸钠、过氧化氢、过氧乙酸等消毒剂 擦拭。所有放置于生物安全柜中的材料和容器的表面 也应以70%乙醇擦拭,以免将外界环境中的可污染物 带入。
•图5-2 Ⅱ级A1 型生物安全柜模式 图 •A前开口;B窗口;C排风HEPA ;D压 力排风;E供风HEPA ;F风机

•图5-3 Ⅱ级B1 型生物安 全柜模式图
•A前开口;B窗口;C排风
HEPA ;D 供风HEPA ;E
负压排风;F风机;G送风

•由Ⅱ级A1型演化而来。 •(1)维持穿过工作台开口面的最 小平均吸入口风速;(2)经HEPA 过滤后的垂直气流中的绝大部分 是由未污染的循环吸入气流; (3) 经HEPA过滤后的大部分污染 的垂直气流,通过专用风道过滤 后排入大气;(4)所有被生物污 染的风道和静压箱应保持负压。
• (3)定期进行灭菌效果监测, 化学指示卡广泛用 于高压蒸气灭菌效果的常规监测,卡上的色带在一定 的温度及饱和蒸气结合条件下受热变色。
生物安全第五章设备仪 器
2020年7月21日星期二
• 实验室生物安全的目的是减少实验室人员暴露于感
染性物质的机会,避免感染性事件的发生和防止实验 室废弃物对公众产生危害。 • 熟悉并掌握实验室生物安全的主要设备与仪器的使 用,可以降低实验室危险事件的发生概率。

• 第一节
• 生物安全柜

• 一、生物安全柜概述 • 生物安全柜(biological safety cabinet,BSC)是为
•表5-3 灭菌所需时间、温度和压力
物品种类
橡胶类 敷料类 器械类 器皿类 瓶装溶液类
灭菌所需时间 (min)
15 15~45
10 15 20~40
蒸气压力 (kPa)
104.0~107.9 104.0~137.3 104.0~137.0 104.0~137.0 104.0~137.0
表压 (lbf/in2)

• 简单说,工作原理主要是: •*送入柜内工作区的空气经HEPA过滤,保护操作人员; •*安全柜内形成负压,防止气溶胶外泄,从而保护操作人员; •*从柜内排出的空气经HEPA过滤后释放,保护外环境

• 由于肉眼无法看到直径小于5μm的气溶胶以及直径
为5μm~100μm的微小液滴,因此实验室工作人员通 常意识不到有这样大小的颗粒在生成,并可能被吸入或 交叉污染工作台面的其他材料。
15~16 15~20 15~20 15~20 15~20
饱和蒸气相对 温度(℃)
121 121~126 121~126 121~126 121~126
•旧制压力单位磅力每平方寸(lbf/in2), 1kPa=0.145 lbf/in2

• 3.预真空式高压蒸气灭菌器 抽真空,使灭菌柜室内 形成负压,蒸气能迅速穿透到物品内部进行灭菌。 • 预真空压力蒸气灭菌器由于要抽真空,故不适用于液体 的灭菌。
•图5-1 Ⅰ级生物安全柜模式图
•A前开口;B窗口;C排风;D压力排风

• 操作者的双臂可以从前面的开口伸到安全柜内的 工作台面上,并可以通过玻璃窗观察工作台面的情 况。

• 安全柜内空气可通过高效空气过滤器按下方式排出: • ①排到实验室中,然后再通过实验室排风系统排到建 筑物外面; • ②通过建筑物的排风系统排到建筑物外面; • ③直接排到建筑物外面。 •
操作具有感染性的实验材料时,用来保护操作者本人、 实验室环境及实验材料,使其避免暴露于操作过程中可 能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的负压排气柜。
• 一种箱形\空气净化\负压\安全装置

• 工作原理主要是: • 将柜内空气向外抽吸,使柜内保持负压状态,通过垂直 气流来保护工作人员; • 外界空气经高效空气过滤器(HEPA )过滤后进入安全 柜内,以避免处理样品被污染; • 柜内的空气经过HEPA过滤后再排放到大气中,以保护 环境。

• 研究表明,正确使用生物安全柜可以有效减少由于 气溶胶暴露所造成的实验室感染以及培养物交叉污染 。 • 生物安全柜同时也能保护环境和实验对象。

• 多年以来,生物安全柜的基本设计已经历多次改进。 •主要改进是在排风系统增加了高效空气过滤器(HEPA)。 对于直径0.3μm的颗粒, HEPA可以截留99.97%,而对于 更大或更小的颗粒则可以截留99.99%。高效空气过滤器的 这种特性使其能够有效地截留所有已知的传染因子,并确 保从安全柜中排出的空气完全不含微生物。

•第二节
•灭 菌 器

• 一、定义 • 灭菌器泛指能达到灭菌要求的一切设备,即能在一定时 间内杀灭一切活的微生物(包括细菌芽胞)的设备,灭菌 的保证水平为10-6(即物品经灭菌后仍然有微生物存活的概 率为10-6)。现已被广泛应用于医疗、教学及科研单位。

• 二、灭菌器的种类与原理 • (一)高压蒸气灭菌器 • 1. 概述 高压蒸气灭菌器应用最普遍,效果可靠。根据 排放冷空气的方式和程度不同,分为下排气式和预真空压 力蒸气灭菌器两大类。后者的灭菌时间短,对需要灭菌的 物品的损害轻微,但价贵,应用未普及。目前在国内广泛 应用的为下排气式灭菌器,灭菌时间较长。

•图5-4 Ⅲ级生物安全柜( 手套箱)模式图
•A连手套的开口;B窗口;
C两个排风HEPA ;D 送风
HEPA;E双开门高压灭菌器 ;F化学浸泡槽

•(四)生物安全柜的选择
•表5-2 不同保护类型及生物安全柜的选择
保护类型
个体防护,针对危险度1级~3级微生物 个体防护,针对危险度4级微生物,手套箱 型实验室 个体防护,针对危险度4级微生物,防护服 型实验室 实验对象保护
•图5-3 Ⅱ级B1 型生物安全柜模式图 •A前开口;B窗口;C排风HEPA ;D 供 风HEPA ;E负压排风;F风机;G送风

•(二)Ⅲ级生物安全柜的工作原理 • Ⅲ级生物安全柜用于操作危险度4级的微生物材料, 可以提供最好的个体防护。Ⅲ级生物安全柜的所有接口 都是“密封的”,其送风经数个高效空气过滤器过滤,排 风则经过2个高效空气过滤器。Ⅲ级生物安全柜由一个 外置的专门的排风系统来控制气流,使安全柜内部始终 处于负压状态。只有通过连接在安全柜上的结实的橡胶 手套,手才能伸到工作台面。

• Ⅰ级生物安全柜是最早得到认可的,并且由于其设计 简单,目前仍在世界各地广泛使用。 • Ⅰ级生物安全柜能够为操作人员和环境提供保护,也 可用于操作放射性核素和挥发性有毒化学品。 • 但因未灭菌的房间空气通过生物安全柜正面开口处直 接吹到工作台面上,因此Ⅰ级生物安全柜对操作对象( 如标本)不能提供切实可靠的保护。
少量挥发性放射性核素/化学品的防护
挥发性放射性核素/化学品的防护
生物安全柜Fra Baidu bibliotek选择
Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级生物安全柜 Ⅲ级生物安全柜
Ⅰ级、Ⅱ级生物安全柜
Ⅱ级生物安全柜,柜内气流是层流的Ⅲ级 生物安全柜 Ⅱ级B1型生物安全柜,外排风式Ⅱ级A2型 生物安全柜 Ⅰ级、Ⅱ级B2型、Ⅲ级生物安全柜
•不同类型的Ⅱ级A型和Ⅱ级B型生物安全柜的详细介绍可参考生 产商的说明手册。

• (1)Ⅱ级A1型生物安全柜:如图5-2所示

•2.供气先通过供风高效空气过滤器,再 向下流动通过工作台面。
•1.内置风机将房间空气(供给空气)经前 面的操作面引入安全柜内并进入前面的排风 格栅。
•3.空气在向下流动到距工作台面大约6~ 18cm 处分开,其中一半会通过前面的排风 格栅,而另一半则通过后面的排风格栅排 出。

•生物安全柜与超净工作台的区别?
•超净工作台的工作原理
•通过风机将空气吸入,通过高效过滤器过滤,形成连续的无尘无 菌的超净气层流,然后以垂直或水平气流的状态送出,使操作区 域持续在洁净空气的控制下。

•三、生物安全柜的使用
• (一)使用前的准备 • 工作之前,在安全柜内放置必需材料,本次实验不用的 材料(如额外的手套、培养皿或培养瓶、培养基)应放在 安全柜以外。 • 放慢手臂的进出速度,以直角进出安全柜的开口。房间 内减少非实验人员的活动,以免干扰安全柜的气幕屏障。

• 四、生物安全柜的操作流程 • 1. 开启生物安全柜外排风机的电源开关。 • 2. 缓慢打开操作窗口,窗口开启距离20 cm或设定值, 一般生物安全柜应有窗口极限报警。 • 3. 开启工作照明。 • 4. 10 min后即可以开始实验操作。 • 5. 生物安全柜内的操作平面上摆放实验用品时应注意 避开排风孔,以免影响排气流。 • 6. 操作完毕后要注意对柜内进行消毒清洗工作。
生物安全柜
Ⅰ级a Ⅱ级A1型
正面气流速 度(m/s)
0.36 0.38~0.51
气流百分数(%)
重新循环部分 排出 部分
0
100
70
30
排风系统
硬管 排到房间或套管连接 处
外排风式Ⅱ 0.51
70
级A2型a
Ⅱ级B1型a 0.51
30
Ⅱ级B2型a 0.51
0
Ⅲ级a
NA
0
30
排到房间或套管连接

70
硬管

•(三)使用中的注意事项 • (1)平行摆放柜内物品,避开排风孔; (2)操作宜缓慢; (3)柜内移动物品时应尽量避免交叉污染; (4)柜内尽量不要使用明火; (5)不需要紫外灯; • (6) 一旦安全柜中发生危害物品溢出时,应在安全柜 处于工作状态下立即进行清理 ; • (7)定期对安全柜的性能进行检查和认证(资质人员 )

• (二)柜内材料的放置 • 工作台面上可放置一块塑料衬底的吸水毛巾(但不可放 置于前格栅和后格栅通风口上)。这块毛巾可用于日常清 洁,有液体洒出时能减少气溶胶和喷溅物的形成。工作结 束后,将毛巾折叠放进生物安全柜灭菌包内进行高温高压 消毒。

• 生物安全柜内一切材料应尽量放置在远离前格栅,靠近 操作台面后缘的位置;易产生气溶胶的设备(如旋转搅拌 机、台式离心机)也应安置在柜内操作台面后部。实际操 作应按照沿工作面由清洁区流向污染区的方向进行。
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