生物安全柜原理省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第21 21章章 生物安全柜生物安全柜第第1 1页页学学 习习 要要 求求 了解生物安全柜了解生物安全柜：安装要求安装要求 维护与保养维护与保养 熟悉生物安全柜熟悉生物安全柜：基本基本结结构构 生物安全生物安全试验试验室室选选取生物安全柜取生物安全柜标标准准 级级生物安全柜生物安全柜主要性能特点及主要性能特点及应应用范用范围围 级级生物安全柜主要性能特点及生物安全柜主要性能特点及应应用范用范围围 掌握生物安全柜掌握生物安全柜:基本基本工作原理工作原理、分分类类 级级生生物物安安全全柜柜（包包含含A、A2、B1、B2四四个个类类型型）主主要要性性能特点及能特点及应应用范用范围围 日常日常操作注意事操作注意事项项第第2 2页页前前 言言 生物安全柜生物安全柜 是预防操作者和环境暴露于试验过是预防操作者和环境暴露于试验过程中产生生物气溶胶负压过滤排风柜，是预防试程中产生生物气溶胶负压过滤排风柜，是预防试验室取得性感染主要设备。验室取得性感染主要设备。气溶胶气溶胶 是指悬浮于气体介质中、粒径普通为是指悬浮于气体介质中、粒径普通为0.001m100m固态、液态微粒所形成胶溶态分固态、液态微粒所形成胶溶态分散体系。散体系。第第3 3页页第一节第一节 生物安全柜生物安全柜 工作原理和分类工作原理和分类一、生物安全柜基本工作原理一、生物安全柜基本工作原理 生物安全柜工作原理主要是将柜内空气向外抽吸，生物安全柜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、安全柜内气体不能外泄从使柜内保持负压状态、安全柜内气体不能外泄从而保护工作人员；而保护工作人员；外界空气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜内，外界空气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜内，以防止处理样品被污染；以防止处理样品被污染；柜内空气也需经过高效空气过滤器过滤后再排放柜内空气也需经过高效空气过滤器过滤后再排放到大气中以保护环境。到大气中以保护环境。第第4 4页页一、生物安全柜基本工作原理一、生物安全柜基本工作原理生物安全柜工作原理生物安全柜工作原理气流示意图气流示意图第第5 5页页生物安全柜工作原理生物安全柜工作原理气流示意图气流示意图房间空气房间空气污染空气污染空气经滤过器过滤气体经滤过器过滤气体第第6 6页页二、生物安全柜分类二、生物安全柜分类 生物安全柜领域执行主要标准有欧洲标准EN12469:和美国国家卫生基金会第49号标(NSF49)等我国于正式实施中华人民共和国医药行业标准：生物安全柜(YY0569-)依据气流及隔离屏障设计结构，将生物安全柜分为、级(YY0569-)第第7 7页页级生物安全柜级生物安全柜 级生物安全柜是指用于保护操作人员与环境安全、级生物安全柜是指用于保护操作人员与环境安全、而不保护样品安全通风安全柜而不保护样品安全通风安全柜级生物安全柜结构示意图级生物安全柜结构示意图房间空气房间空气过滤后排出气体过滤后排出气体第第8 8页页级生物安全柜因不考虑处理样品是否会被进入柜内空气级生物安全柜因不考虑处理样品是否会被进入柜内空气污染，故对进入柜内空气洁净度要求不高。污染，故对进入柜内空气洁净度要求不高。空气经过前窗操作口进入柜内，流过工作台表面后被过滤空气经过前窗操作口进入柜内，流过工作台表面后被过滤并经排气口排到大气。空气流动为单向、非循环式。并经排气口排到大气。空气流动为单向、非循环式。前窗操作口向内吸入负压气流保护操作人员安全。前窗操作口向内吸入负压气流保护操作人员安全。从安全柜内排出气流经高效空气过滤器过滤后排出，保护从安全柜内排出气流经高效空气过滤器过滤后排出，保护环境不受污染。环境不受污染。第第9 9页页二、生物安全柜分类二、生物安全柜分类（一）（一）级生物安全柜级生物安全柜 级生物安全柜是指用于保护操作人员、处理样品安全与级生物安全柜是指用于保护操作人员、处理样品安全与环境安全通风安全柜环境安全通风安全柜前窗操作口向内吸入气流用以保护操作人员安全；前窗操作口向内吸入气流用以保护操作人员安全；工作空间为经高效空气过滤器净化垂直下降气流用以保护工作空间为经高效空气过滤器净化垂直下降气流用以保护产品安全；产品安全；柜内气流经高效空气过滤后排出，以保护环境不受污染。柜内气流经高效空气过滤后排出，以保护环境不受污染。级生物安全柜按排放气流占系统总流量百分比及内部设级生物安全柜按排放气流占系统总流量百分比及内部设计结构，将其划分为计结构，将其划分为A1、A2、B1、B2四个类型。四个类型。第第1010页页1、级级A1型生物安全柜型生物安全柜1）结构示意图）结构示意图 供风过滤器供风过滤器排风过滤器排风过滤器房间空气房间空气风机风机第第1111页页2）级级A1型生物安全柜气流原理图型生物安全柜气流原理图第第1212页页3）级级A1型生物安全柜型生物安全柜参数参数前窗操作口流入气流最低平均流速为前窗操作口流入气流最低平均流速为0.40m/s。安全柜内下降气流为部分流入气流和部分下降气流混合气安全柜内下降气流为部分流入气流和部分下降气流混合气体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区，体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区，即安全柜内即安全柜内70%气体经过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区，气体经过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区，30%气体经过排气口高效空气过滤器排出。气体经过排气口高效空气过滤器排出。安全柜内污染气流经过高效空气过滤器过滤后能够排到试安全柜内污染气流经过高效空气过滤器过滤后能够排到试验室或经安全柜外排接口经过排风管道排到大气中。验室或经安全柜外排接口经过排风管道排到大气中。安全安全柜内污染部位能够处于正压状态柜内污染部位能够处于正压状态，而且这些正压区域，而且这些正压区域能够没有负压风道和静压箱包围。能够没有负压风道和静压箱包围。第第1313页页2、级级A2型生物安全柜型生物安全柜1）结构示意图）结构示意图 排风过滤器排风过滤器供风过滤器供风过滤器压力排压力排风系统风系统风机风机第第1414页页2）级级A2型生物安全柜气流示意图型生物安全柜气流示意图房间空气房间空气经过滤器过滤空气经过滤器过滤空气负压区未过滤空气负压区未过滤空气正压区未过滤空气正压区未过滤空气 第第1515页页3）A2型生物安全柜型生物安全柜参数参数前窗操作口流入气流最小平均流速为前窗操作口流入气流最小平均流速为0.50m/s。安全柜内下降气流为部分流入气流和部分下降气流混合气安全柜内下降气流为部分流入气流和部分下降气流混合气体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区；体，经高效空气过滤器过滤后送至工作区；即安全柜内即安全柜内70%气体经过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区，气体经过高效空气过滤器过滤后再循环至工作区，30%气体经过排气口高效空气过滤器过滤后排出气体经过排气口高效空气过滤器过滤后排出。安全柜内污染气流经过高效空气过滤器过滤后能够排到试安全柜内污染气流经过高效空气过滤器过滤后能够排到试验室或经安全柜外排接口经过排风管道排到大气中验室或经安全柜外排接口经过排风管道排到大气中安全安全柜内全部生物污染部位均应保持负压柜内全部生物污染部位均应保持负压或者被负压风道或者被负压风道和静压箱包围。和静压箱包围。第第1616页页3、级级B1型生物安全柜型生物安全柜1）结构示意图）结构示意图风机风机前操作口前操作口观察窗观察窗负压压力负压压力排风系统排风系统第第1717页页2）B1型生物安全柜型生物安全柜参数参数前窗操作口流入气流最低流速为前窗操作口流入气流最低流速为0.50m/s。柜内气体中柜内气体中30%气体经过高效空气过滤器气体经过高效空气过滤器过滤后再循环使用，过滤后再循环使用，70%气体排出。气体排出。排出气体过滤后经过专用风道排入大气中排出气体过滤后经过专用风道排入大气中全部全部被生物污染部位均应保持负压被生物污染部位均应保持负压，或被，或被负压通道和负压通风系统包围负压通道和负压通风系统包围第第1818页页4、级级B2型生物安全柜型生物安全柜（也称为（也称为“全排全排”型）型）1）结构示意图结构示意图供风过滤器供风过滤器排风过滤器排风过滤器负压压力排风系统负压压力排风系统供风过滤器供风过滤器排风过滤器排风过滤器负压压力排风系统负压压力排风系统供风过滤器供风过滤器排风过滤器排风过滤器负压压力排风系统负压压力排风系统供风过滤器供风过滤器排风过滤器排风过滤器负压压力排风系统负压压力排风系统供风过滤器供风过滤器排风过滤器排风过滤器第第1919页页2）级级B2型生物安全柜气流示意图型生物安全柜气流示意图房间空气房间空气经过滤器过滤空气经过滤器过滤空气污染空气污染空气第第2020页页3）B2型生物安全柜型生物安全柜参数参数前窗操作口流入气流最低流速为前窗操作口流入气流最低流速为0.5m/s。柜内下降气流全部是由柜外供给，即安全柜内下降气流全部是由柜外供给，即安全柜排出气体不再循环使用。柜排出气体不再循环使用。柜内外流气流过滤后排入大气，不允许再柜内外流气流过滤后排入大气，不允许再进入安全柜循环或返流回试验室。进入安全柜循环或返流回试验室。全部污染部位均应处于负压状态或者被负全部污染部位均应处于负压状态或者被负压区包围压区包围第第2121页页二）二）级生物安全柜级生物安全柜1、结构示意图结构示意图双开门高双开门高压灭菌器压灭菌器或传递箱或传递箱手套手套两个排风两个排风过滤器过滤器双开门高双开门高压灭菌器压灭菌器或传递箱或传递箱手套手套两个排风两个排风过滤器过滤器双开门高双开门高压灭菌器压灭菌器或传递箱或传递箱第第2222页页2、级生物安全柜级生物安全柜气流示意图气流示意图房间空气房间空气经过滤器过滤空气经过滤器过滤空气污染空气污染空气第第2323页页3、级生物安全柜级生物安全柜参数参数工作空间为经高效空气过滤器净化无涡流单向流工作空间为经高效空气过滤器净化无涡流单向流空气空气在安全柜内操作是经过与安全柜密闭连接手套完在安全柜内操作是经过与安全柜密闭连接手套完成成安全柜内对试验室负压应不低于安全柜内对试验室负压应不低于120Pa，下降气流，下降气流经高效空气过滤器过滤后进入安全柜，而排出气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜，而排出气流应经过双层高效空气过滤器过滤或经过一层高流应经过双层高效空气过滤器过滤或经过一层高效空气过滤器过滤和焚烧来处理。效空气过滤器过滤和焚烧来处理。第第2424页页第二节第二节 生物安全柜结构与功效生物安全柜结构与功效生物安全柜普通均由箱体和支架两部分组成生物安全柜普通均由箱体和支架两部分组成箱体部分包含有前玻璃门、风机、门电机、进风预过滤罩、箱体部分包含有前玻璃门、风机、门电机、进风预过滤罩、净化空气过滤器、外排空气预过滤器、照明源和紫外光源净化空气过滤器、外排空气预过滤器、照明源和紫外光源等设备。等设备。正面示意图正面示意图 侧面示意图侧面示意图第第2525页页1.前玻璃门前玻璃门操作时安全柜正面玻璃门推开二分之一，上部为观察窗，操作时安全柜正面玻璃门推开二分之一，上部为观察窗，下部为操作口。操作者手臂可经过操作口伸到柜子里，而下部为操作口。操作者手臂可经过操作口伸到柜子里，而且经过观察窗观察工作台面。且经过观察窗观察工作台面。2.空气过滤系统空气过滤系统是确保设备性能最主要系统是确保设备性能最主要系统主要功效是确保洁净空气不停地进入工作室，使工作室内主要功效是确保洁净空气不停地进入工作室，使工作室内垂直气流保持一定流速，垂直气流保持一定流速，确保工作室内洁净度到达确保工作室内洁净度到达100级级。同时使外排气体也被净化，预防环境污染同时使外排气体也被净化预防环境污染。第第2626页页3.高效空气过滤器高效空气过滤器是生物安全柜主要生物防护结构是生物安全柜主要生物防护结构过滤效率可达过滤效率可达99.99%100%，对直径，对直径23nm病毒颗粒也病毒颗粒也可完全拦截。可完全拦截。4.外排风箱系统外排风箱系统外排风机提供排气动力，将工作室不洁净气体抽出，并由外排风机提供排气动力，将工作室不洁净气体抽出，并由外排过滤器净化，起保护所操作样品或标本目标。外排过滤器净化，起保护所操作样品或标本目标。因为工作室内为负压，使玻璃门处向内补给空气平均风速因为工作室内为负压，使玻璃门处向内补给空气平均风速到达一定程度，预防安全柜内空气外溢，起到保护操作者到达一定程度，预防安全柜内空气外溢，起到保护操作者目标。目标。第第2727页页5.前玻璃门驱动系统前玻璃门驱动系统 由门电机、前玻璃门、牵引机构、传动轴和限位开关等组成。由门电机、前玻璃门、牵引机构、传动轴和限位开关等组成。6.紫外光源紫外光源 位于前玻璃门内侧，固定在工作室顶端，装有紫外灯管，位于前玻璃门内侧，固定在工作室顶端，装有紫外灯管，用于消毒。用于消毒。7.照明光源照明光源 位于前面板内侧，确保工作室内有一定亮度。位于前面板内侧，确保工作室内有一定亮度。8.控制面板控制面板 有电源开关，紫外灯、照明灯开关，风机开关，控制前玻有电源开关，紫外灯、照明灯开关，风机开关，控制前玻璃门上下移动开关，及相关功效设定和系统状态显示液晶璃门上下移动开关，及相关功效设定和系统状态显示液晶显示器等。显示器等。第第2828页页第三节第三节 生物安全柜临床应用、生物安全柜临床应用、维护与保养维护与保养一、生物安全柜临床应用一、生物安全柜临床应用 按照按照试验室试验室-生物安全通用要求生物安全通用要求（GB19489-）,依据对所操作生物因子采取防护依据对所操作生物因子采取防护办法，将试验室生物安全防护水平分为一级、二办法，将试验室生物安全防护水平分为一级、二级、三级和四级。级、三级和四级。在各级生物安全试验室选取生在各级生物安全试验室选取生物安全柜标准见下表。物安全柜标准见下表。第第2929页页试验室级别生物安全柜选取标准一一级级普通无须使用生物安全柜，或使用级生物安全柜二二级级当可能产生微生物气溶胶或出现溅出操作时，可使用I级生物安全柜；当处理感染性材料时，应使用部分或全部排风级生物安全柜；若包括处理化学致癌剂、放射性物质和挥发性溶媒，则只能使用-B级全排风(B2型)生物安全柜。三三级级应使用II级或级生物安全柜；全部包括感染材料操作，应使用全排风型-B级(B2型)或级生物安全柜。四四级级应应使用使用级级全排全排风风生物安全柜。当人生物安全柜。当人员员穿着正穿着正压压防防护护服服时时，可使用，可使用-B-B级级生物安全柜。生物安全柜。第第3030页页二、仪器安装二、仪器安装生物安全柜在搬运过程中，禁止将其横倒放置和拆卸，宜生物安全柜在搬运过程中，禁止将其横倒放置和拆卸，宜在搬入安装现场后拆开包装。在搬入安装现场后拆开包装。生物安全柜生物安全柜应安装于排风口附近，不应安装在气流激烈改应安装于排风口附近，不应安装在气流激烈改变和人员走动多地方，不应安装在门口。生物安全柜应处变和人员走动多地方，不应安装在门口。生物安全柜应处于空气气流方向下游于空气气流方向下游。生物安全柜后面、侧面离墙距离宜保持大于生物安全柜后面、侧面离墙距离宜保持大于150300检修距离，顶部也应留有大于检修距离，顶部也应留有大于300空间。空间。排风系统应能确保生物安全柜内相对于其所在房间为负压，排风系统应能确保生物安全柜内相对于其所在房间为负压，且安装时需注意必须方便排风高效空气过滤器更换。且安装时需注意必须方便排风高效空气过滤器更换。假如安全柜内需要其它气体，应同时安装气体管道。假如安全柜内需要其它气体，应同时安装气体管道。第第3131页页三、生物安全柜内试验操作三、生物安全柜内试验操作注意事项注意事项 1.做好对应个人防护做好对应个人防护2.安全柜内物品摆放标准安全柜内物品摆放标准3.紫外灯使用紫外灯使用4.防止使用明火防止使用明火5.操作宜迟缓操作宜迟缓6.柜内移动物品时应尽可能防止交叉污染柜内移动物品时应尽可能防止交叉污染7.防止震动防止震动8.操作结束后选取适当消毒剂清洁安全柜内表面操作结束后选取适当消毒剂清洁安全柜内表面9.安全柜只有在工作正常时才能使用安全柜只有在工作正常时才能使用第第3232页页四、维护与保养四、维护与保养 1、每次试验结束后应对工作室进行清洗和消毒。每次试验结束后应对工作室进行清洗和消毒。2、预过滤器一旦受损，应及时更换。预过滤器一旦受损，应及时更换。3、高效空气过滤器有一定使用寿命，伴随使用期延长，细菌和尘埃积高效空气过滤器有一定使用寿命，伴随使用期延长，细菌和尘埃积聚在过滤器上，会造成高效空气过滤器压力损失增大。高效空气过滤聚在过滤器上，会造成高效空气过滤器压力损失增大。高效空气过滤器使用寿命到期后，应马上更换。因为过滤器可能带有污染物，操作器使用寿命到期后，应马上更换。因为过滤器可能带有污染物，操作时应注意安全防护，最好请专业人员来更换时应注意安全防护，最好请专业人员来更换。4、有以下情况时，应对生物安全柜进行现场检测有以下情况时，应对生物安全柜进行现场检测生物安全试验室完工后及使用前，生物安全柜安装完成生物安全试验室完工后及使用前，生物安全柜安装完成生物安全柜移动位置生物安全柜移动位置对生物安全柜进行检修对生物安全柜进行检修生物安全柜更换生物安全柜更换HEPA过滤器后过滤器后一年一度常规检测一年一度常规检测第第3333页页对生物安全柜进行现场对生物安全柜进行现场测试内容测试内容1）垂直气流平均风速检测垂直气流平均风速检测 在高效过滤器以下在高效过滤器以下0.15米处用风速仪均米处用风速仪均匀布点测量截面风速，点距匀布点测量截面风速，点距0.15m,每列最少测每列最少测3点，每行最少测点，每行最少测5点。点。评价标准：评价标准：平均风速不低于平均风速不低于0.25m/s，且单点风速与平均风速之差，且单点风速与平均风速之差20%。2）工作窗口气流流向检测工作窗口气流流向检测 可采取发烟法或丝线法在操作窗口四面可采取发烟法或丝线法在操作窗口四面围缘和中间区域断面检测，评价标准：全部位置气流流向内。围缘和中间区域断面检测，评价标准：全部位置气流流向内。3）工作窗口气流流速检测工作窗口气流流速检测 采取风速计检测操作窗口断面风速，测采取风速计检测操作窗口断面风速，测点间距点间距0.19m,每列最少测每列最少测2点，每行至少测点，每行至少测3点。各断面测定结果均点。各断面测定结果均不低于产品标准。不低于产品标准。其它测试内容还有：其它测试内容还有：工作区洁净度检测工作区洁净度检测、噪声检测噪声检测、光照度检测光照度检测及及在有条件时进行箱体漏泄检测在有条件时进行箱体漏泄检测等内容。它们等内容。它们均须符合产品标准。均须符合产品标准。第第3434页页五、五、级生物安全柜常见错误信息和处理级生物安全柜常见错误信息和处理常见错误情况有：常见错误情况有：1、照明灯或紫外线灯不亮、照明灯或紫外线灯不亮2、风机不运行但指示灯亮风机不运行但指示灯亮3、开启风机后无风吹出、开启风机后无风吹出4、平均风速偏低、平均风速偏低5、玻璃门高度低于安全线仍报警、玻璃门高度低于安全线仍报警6、蜂鸣器连续报警、蜂鸣器连续报警处理处理：参考说明书或咨询、商请厂家修理人：参考说明书或咨询、商请厂家修理人员处理。员处理。第第3535页页本本 章章 小小 结结生物安全柜是预防操作者和环境暴露于试验过程中产生生生物安全柜是预防操作者和环境暴露于试验过程中产生生物气溶胶负压过滤排风柜。物气溶胶负压过滤排风柜。其工作原理是将柜内空气向外抽吸，使柜内保持负压状态，其工作原理是将柜内空气向外抽吸，使柜内保持负压状态，经过垂直气流来保护工作人员；外界空气经高效空气过滤经过垂直气流来保护工作人员；外界空气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜内，以防止处理样品被污染；柜内空器过滤后进入安全柜内，以防止处理样品被污染；柜内空气也需经过高效空气过滤器过滤后再排放到大气中，以保气也需经过高效空气过滤器过滤后再排放到大气中，以保护环境护环境。我国执行生物安全柜标准是中华人民共和国医药行业标我国执行生物安全柜标准是中华人民共和国医药行业标准：生物安全柜准：生物安全柜(YY0569-)。依据防护程度不一样，将生物安全柜分为依据防护程度不一样，将生物安全柜分为、级，级，级生物安全柜划分为级生物安全柜划分为A1、A2、B1、B2四个类型四个类型。第第3636页页本本 章章 小小 结结不一样级别生物安全室对生物安全柜级别要求不一不一样级别生物安全室对生物安全柜级别要求不一样，应按照选取标准选择适当生物安全柜。样，应按照选取标准选择适当生物安全柜。生物安全柜内试验操作时应遵照严格个人防护、柜生物安全柜内试验操作时应遵照严格个人防护、柜内物品摆放标准、紫外灯使用、尽可能防止使用明内物品摆放标准、紫外灯使用、尽可能防止使用明火、操作宜迟缓、移动物品时应尽可能防止交叉污火、操作宜迟缓、移动物品时应尽可能防止交叉污染、防止震动、操作结束后应对安全柜消毒等标准。染、防止震动、操作结束后应对安全柜消毒等标准。为确保生物安全柜生物防护功效，使用中应注意安为确保生物安全柜生物防护功效，使用中应注意安全柜维护与保养，必要时应进行性能检测。全柜维护与保养，必要时应进行性能检测。第第3737页页第第3838页页