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生物安全柜_图

发布时间:2020-08-10 17:43  

  临床实验室安全管理(二) 第二节 实验室安全设备和用品 中南大学湘雅三医院检验科 彭怀燕教授 按照《病原微生物实验室生物安全管 理条例》所规定: ①具有与采集病原微生物样本所需要的生物 安全防护水平相适应的设备。 ②具有掌握相关专业知识和操作技能的工作 人员。 ③具有有效地防止病原微生物扩散和感染。 ④具有保证病原微生物样本质量的技术方法 和手段。 一. 生物安全柜 一.生物安全柜的工作原理和分类 (一)、广东麻将生物安全柜的基本工作原理 生物安全柜(biosafety cabinet; biological safety cabinet)是防止操作处理 过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生 气溶胶散逸的箱形空气净化负压安全装置 ※生物安全柜的基本设计的两个重要改进: 1、HEPA过滤器 2、HEPA过滤器+层流技术 ? 生物安全柜的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 (high-efficiency particulate air filter, HEPA filter)过滤后进入安全柜内,以避免 处理样品被污染;柜内的空气也需经过HEPA 过滤器过滤后再排放到大气中,以保护环境。 生物安全柜的工作原理――气流示意图 (二)、生物安全柜的分类 ? 生物安全柜领域执行的最重要的标准是欧洲标准 EN12469和美国国家卫生基金会的第49号标准 (NSF49) NSF49在上世纪70年代就已经出现,被公认为目前生物 安全柜领域最完善的标准。2002年,NSF49正式获得 了美国国家标准学会(ANSI)的认可,成为美国生物安 全柜的统一标准 欧洲标准化委员会(CEN)于2000年5月颁布了生物安 全柜欧洲标准EN12469:2000,成为欧盟区域内生物安 全柜的统一标准 这两个标准对生物安全柜的分类、性能和检测均有明确 规定 ? ? ? (二)、生物安全柜的分类 ? 根据防护程度的不同,通常将生物安全柜分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,可 适用于不同生物安全等级的媒质的操作 按照美国1992年版NSF49标准 生物安全等级1级(P1)的媒质是指普通无害细菌、病毒等微生 物 生物安全等级2级(P2)的媒质是指一般性可致病细菌、病毒等 微生物 ? ? ? ? 生物安全等级3级(P3)的媒质是指烈性/致命细菌、病毒等微 生物,但感染后可治愈 生物安全等级4级(P4)的媒质是指烈性/致命细菌、病毒等微 生物,感染后不可治愈 ? Ⅰ级生物安全柜 ? Ⅰ级生物安全柜是指用于保护操作人员 与环境安全、而不保护样品安全的通风 安全柜 适用于对处理样品安全性无要求且生物 危险度等级为1、2、3的媒质的操作 ? Ⅰ级生物安全柜结构示意图 无手套型 有手套型 Ⅰ级生物安全柜 ? 因不考虑处理样品是否会被进入柜内的空气污染,故对进入柜内 的空气洁净度要求不高 空气的流动为单向、非循环式,空气流经HEPA过滤器后进入柜 内,通过工作台面后又被过滤、经排气口排出 ? ? 为保护操作人员安全,其向内的非循环吸入气流必须远离操作者, 故要求在使用前方有操作窗口、无手套的Ⅰ级生物安全柜时,避 免人员在安全柜前快速走动或操作人员完成操作后将手臂快速从 柜内抽出 为保护环境,安全柜中的气体在外排到大气以前必须先经过 HEPA过滤器过滤 ? Ⅱ级生物安全柜 ? Ⅱ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的通风安全柜 通常适用于生物危险度等级为1、2、3的媒质 的操作。当有毒化学物质或放射性核物质被用 于微生物研究或制药的添加物时,应使用专为 此目的设计制造的II级生物安全柜 ? Ⅱ级生物安全柜为临床生物防护中应用最普遍的一类生物 安全柜 临床中处理高浓度或大容量感染性材料时,以Ⅱ级生物安 全柜应用最多 ? Ⅱ级生物安全柜至少需装置一个HEPA空气过滤器对外 排气体进行净化,工作空间为经HEPA过滤器净化的无 涡流的单向流垂直空气 工作时正面玻璃推拉窗打开一半,上部为观察窗,下 部为操作窗口 由于外排风机将安全柜内空气不断地向外抽吸,使柜 内保持负压状态,故操作窗口处虽然处于开放状态, 外部空气只可能经操作窗口被吸入,而柜内的空气不 可能由操作窗口逸出,避免了气溶胶污染,保护了操 作人员的安全 ? ? ? 操作窗口内侧垂直气流和外部吸入气流交汇点的平衡 是生物安全柜的一个设计关键。若外部吸入气流过强, 此未经过滤的空气有可能越过前方的回风隔栅而污染 操作平台;若垂直气流过强,则有可能使柜内含有微 生物的空气逸出 Ⅱ级生物安全柜分为A1 、A2(原B3) 、B1、B2四 个类型 ? Ⅱ级生物安全柜--A1型生物安全柜 A1型生物安全柜结构示意图 A1型生物安全柜 ? 维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速(计算 或测量值)为0.38m/s(75ft/min) 由静压箱送出的,经HEPA过滤器过滤的垂直气流是 垂直气流和吸入气流混合后的一部分(即柜内70%气 体通过HEPA过滤器再循环至工作区,30%的气体通 过排气口HEPA过滤器过滤排除) 允许经排出口HEPA过滤器过滤后的气流返回实验室 ? ? ? 允许有正压的污染风道和静压箱 Ⅱ级生物安全柜-- A2型生物安全柜 Ⅱ级A2型生物安全柜结构示意图 A2型生物安全柜 ? 维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速(计算 或测量值)为0.5m/s(100ft/min) 经HEPA过滤器过滤后的垂直气流是由静压箱排出的 垂直气流和吸入气流混合后的一部分(即柜内30%气 体通过排气口HEPA过滤器排除,70%的气体通过供 气口HEPA过滤器再循环至工作区) 必须经HEPA过滤器过滤后,所有废气才能排到室外, 但废气不可再进入安全柜循环或返回实验室 所有被生物污染的风道和静压箱应保持负压或者被负 压的风道和静压箱包围 ? ? ? Ⅱ级生物安全柜-- B1型生物安全柜 当使用微量挥发性有毒化学 物质和痕量放射性核素用于 微生物学研究时,可采用B1 型生物安全柜,但是对这些 化学物质和放射性核素的处 理应在安全柜的直接排风区 内进行 Ⅱ级B1型生物安全柜结构示意图 B1型生物安全柜 ? ? ? ? 维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速 (计算或测量值)为0.5m/s(100ft/min) 经HEPA过滤器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组成(即柜内 70%气体通过排气口HEPA过滤器排除, 30%的气体通过供气口HEPA过滤器再循环至 工作区) 经HEPA过滤器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 所有被生物污染的风道和静压箱应保持负压, 或被负压的风道和静压箱包围 Ⅱ级B2型生物安全柜(也称为“全排”型) Ⅱ级B2型生物安全柜结构示意图 适用于处理感染性样品、使用挥发性有毒化学物 质和以放射性核素作为微生物学研究的工作场合 Ⅱ级B2型生物安全柜 ? 维持穿过工作台开口面的最小平均吸入口风速(计算 或测量值)为0.5m/s(100ft/min) 经HEPA过滤器过滤后的垂直气流是由实验室或室外 空气送入的(即:安全柜中排出的气体不进入垂直气 流的循环过程) 所有的吸入气流和垂直气流经HEPA过滤器过滤后排 入大气,不再进入安全柜循环或返回实验室 所有污染的风道和静压箱应保持负压,或是被直接排 风的风道和静压箱包围 ? ? ? Ⅲ级生物安全柜 ? Ⅲ级生物安全柜是完全密闭、不漏气结构的通 风安全柜 工作空间内为经HEPA过滤器净化的无涡流的 单向流空气 安全柜正面上部为观察窗,下部为手套箱式操 作口。在安全柜内的操作是通过与安全柜相连 接的橡皮手套进行的 ? ? Ⅲ级生物安全柜 ? 安全柜应维持至少120Pa的负压,方可确保人 体与柜内物品完全隔绝 进入气流经数个HEPA过滤器过滤后送入安全 柜,排出气流应经双层HEPA过滤器过滤或通 过HEPA过滤器过滤和焚烧来处理 ? ? Ⅲ级生物安全柜适用于生物危险度等级为1、2、 3和4的媒质的操作 (三).生物安全柜的应用 (生物安全实验室选用生物安全柜的原则) 实验室级 别 生物安全柜选用原则 一般无须使用生物安全柜,或使用Ⅰ级生物安全柜 当可能产生微生物气溶胶或出现溅出的操作时,可使 用I级生物安全柜;当处理感染性材料时,应使用部分 或全部排风的Ⅱ级生物安全柜;若涉及处理化学致癌 剂、放射性物质和挥发性溶媒,则只能使用Ⅱ-B级全 排风(B2型)生物安全柜。 应使用II级或Ⅲ级生物安全柜;所有涉及感染材料的 操作,应使用全排风型Ⅱ-B级(B2型)或Ⅲ级生物安全 柜。 应使用Ⅲ级全排风生物安全柜。当人员穿着正压防护 服时,可使用Ⅱ-B级生物安全柜。 一级 二级 三级 四级 小 ? 结 生物安全柜是防止操作处理过程中某些含有危险性或 未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱形空气净化负压 安全装置 其工作原理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 HEPA过滤器过滤后进入安全柜内,以避免处理样品 被污染;柜内的空气也需经过过滤器过滤后再排放到 大气中,以保护环境 ? 小 ? 结 目前世界上生物安全柜领域最重要的标 准是欧洲EN12469标准和美国NSF49 标准。根据防护程度的不同,通常将生 物安全柜分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级 小 ? 结 Ⅰ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 品安全的通风安全柜,适用于对处理样品安全性无要求且生物危 险度等级为1、2、3的媒质的操作 Ⅱ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 全的通风安全柜,柜内保持负压状态,适用于生物危险度等级为 1、2、3的媒质的操作 Ⅲ级生物安全柜是完全密闭、不漏气结构的通风安全柜,适用于 生物危险度等级为1、2、3和4的媒质的操作 ? ? 小 ? 结 Ⅱ级生物安全柜为临床生物防护中应用 最普遍的一类生物安全柜 临床中处理高浓度或大容量感染性材料 时,以Ⅱ级生物安全柜应用最多 Ⅱ级生物安全柜划分为A1 、A2 、B1、 B2四个类型 ,每一类型的性能指标不同 ? ? (三)实验室生物安全防护水平 危险 安全 度 水平 4级 实验室类型 实验操作 安全设施 III级或II级生物安全柜+正 压服,双开门高压灭菌锅 (穿过墙壁、墙体)、经过 滤空气,人员安全监控 BSL4 最高防护(P4) BSL3 +气锁 实验室危险病 入口、出口淋 原体研究 浴+污染品特 殊处理 BSL3 防护(P3)实 验室专门特殊 的诊断研究 BSL2 基础(P2)实 验室初级卫生 服务,诊断研 究 3级 BSL2+特殊防 生物安全柜:密闭消毒;通 护服+准入制 风系统;密闭消毒;通风系 度+定向气流 统;双门入口;人员安全监 控。 微生物操作规 范(GMT)、 防护服、生物 危险标志 开放实验台;生物安全柜; (BSC)[防护可能产生的气 溶胶];现场高压灭菌锅;建 议向内气流通风系统 (HEPA过滤排风)。 开放实验台;不需要安全设 施。 2级 1级 BSL1 基础(P1)实 GMT 验室基础教学、 研究 ? ? ? ? ? ? ? ? 基础实验室:一级生物安全防护水平(BSL1) 实验室实例:基础教学实验室 微生物实例:枯草杆菌、大肠埃希氏杆菌R12 无须特殊选址,普通物即可,但应有防止节肢动 物和啮齿动物入口的设计。 每个实验室应设有洗手池,宜设置靠近出口处 在实验室门口处应设挂衣装置,个人便 装应与实 验室工作服分开设置 实验室墙壁、天花板和地面应平整,易洁净,不 渗水,耐化学品和消毒水的腐蚀,地面应防滑, 不得铺设地毯。 实验台面应防水、 ? ? ? ? ? 基础实验室:二级生物安全水平(BSL2) 实验室实例:初级卫生服务;诊断、研究、诊断 和卫生保健实验室(以公共卫生、临床或医院为 基础的)必须设计成二级或以上生物安全水平。 微生物实例:伤寒沙门氏菌、乙型肝炎病毒、结 核分支杆菌、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒。 开放实验室,有洗手池(靠近出口) 在生物安全柜中进行可能发生气溶胶颗粒操作程 序。 配有高压灭菌设备 必要时配备个人防护的机械密闭设备。 门可保持关闭,并贴上适当的危险标志。 有可靠稳定的应急供电系统。 ? ? ? ? 防护实验室:三级生物安全水平 (BSL3) ? ? ? ? ? ? ? ? ? 实验室实例:专门特殊诊断,研究实验室,密闭型。 微生物实例:布鲁氏菌属、拉沙热病毒、荚膜组织胞 浆菌。 选址:应在建筑物中自成隔离区(如出入控制),或 为独立建筑物。 在BSL2基础上增加特殊防护服,准入剂,定向气流。 配备II级或III级生物安全柜,形成向内气流而且涉及 感染性材料的全部工作应在生物安全柜内进行。 生物安全柜旋转在远离污染区入口和频繁走动的位置。 应有非手控水槽。 实验室与公共通道分开,并通过缓冲间(双门入口或 二级生物安全水平的基础实验室)或气锁室进入。 处理废弃物前,实验室内先行高压灭菌,以清除污染。 最高防护实验室: 四级生物安全水平(BSL4) ? ? ? ? ? ? ? 危险病原体单位,高度密闭型。 病原体实例:埃波拉病毒、口蹄疫病毒、 SARS病毒。 选址:实验室应建造在独立物内或建筑物中独 立的完全隔离区域内,该建筑物应远离城区。 配备II级或III级生物安全柜、正压服 形成向内气流而且涉及感染性材料的全部工作 应在生物安全柜内进行。 处理废弃物前,实验室内先行高压灭菌以清除 污染。 应有非手控的水槽。 二、超净工作台 超净工作台与生物安全柜无论是在工作原理 上还是在实际的用途方面都有本质的区别,两种 设备工作时的气流模式截然不同,超净工作台的 气流是由外部径HEPA过滤后进入操作区,通过操 作区后由超净工作台前侧开口区流向操作者一侧 进入实验室。 生物安全柜除了能保护实验材料免受污染外, 还可以保护工作人员及环境;而超净工作台只能 保护实验材料,不能保护人员及环境。 超净工作台只适于无毒、无味、无刺激性挥 发性气体以及无感染的实验材料操作。如微生物 倒培养基、分装试剂等。 三、通风柜 实验室特别在操作时往往会产生各 种有害气体、臭气、湿气以及易燃、易 爆、腐蚀性物质,为了防止污染物质向 实验室扩散,保护工作人员安全在污染 源附近要使用排风设备。通风柜可起到 后备安全保障作用。 四、消毒设施及用品 临床实验室生物安全防护工作中常 用 的消毒方法有三种: 化学消毒 高压消毒 焚烧 可根据具体情况选 用不同的消毒方式 (一)化学消毒 许多化学品可以用作消毒剂,在使用与储存时要特别 注意: 1、化学杀菌剂的有效期:许多化学品在高温时其杀菌效 果又快又好,但也要看到另一面好较高的温度能加速 其挥发和降解而失效。 2、许多化学杀菌剂对人和环境有害:所以一定要严格按 厂商的说明小心进行选择、储存、操作、使用和废弃。 操作时做好个人防护。 3、实验室应提供消毒剂的配制方法,明确有效浓度、配 制日期、配制尝试及有效期,相关人员均应掌握(采 用操作卡)。 4、配制、使用均应有记录。 (二)高压消毒 1、高压灭菌器的种类: (1)重力置换式(“下排气式”)高压灭菌器 蒸汽在压力作用下进入灭菌器,由上而下转换较重的 空气并通过灭菌器的排气阀(装有HEPA过滤器)排 出。 (2)预真空式高压灭菌器 蒸汽进入前使空气从灭菌器通过装有HEPA过滤器的排 气阀排出。灭菌结束时,蒸汽自动排出。其特点: ①此高压灭菌器可在134℃下进行,灭菌周可缩短至3 分钟。 ②对于多孔性物品的灭菌很理想。 ③不能用于液体的灭菌(要抽线)燃料加热压力锅式高压灭菌器: 把要消毒灭菌的物品装载在顶部,通 过燃气、电力或其他燃料来加热。通过加 热窗口询问的水来产生蒸汽,由下而上转 换空气并经排气孔排出。当所有的空气排 出后,关闭排气孔的阀门,缓慢加热使压 力和温度上升到安全阀预置的水平。此时 记为开始灭菌的时间。灭菌结束后停止加 热,让温度下降到80 ℃以下再打盖子。 2、高压灭菌器使用注意事项 (1)人员素质 应由受过培训的人员负责操作与 日常维护。 (2)预防性的维护:应包括由有资历人员定期 检查灭菌器柜腔、门的密封性以及所有的仪表 和控制器。 (3)应使用饱和蒸汽,其中不含腐蚀性抑制剂 或其他化学品。 (4)灭菌柜腔装载要松散,以便蒸汽可以均匀 作用于被消毒物品,确保灭菌的效果。 5)互锁安全装置一定要(因当灭菌器内部加压时,其 可防止门被打开。),如果没有,必须关闭主要蒸汽 阀并待温度降到80 ℃以下再打开。 (6)当高压灭菌液体时应采用慢排式设置。(如插排气 针等)。 (7)操作者在打开高压灭菌器门时,即使温度下降到 80 ℃以下仍然要戴手套和面罩来进行防护。 (8)灭菌效果的常规监测,生物指示剂或热电偶计应置 于每件高压灭菌物品的中心。“最大”装载时,最好 用热电偶计或记录仪进行定时监测,以确定灭菌程序 是否恰当。 (9)灭菌器的排水过滤器应每天拆下清洗;应保证安全 阀不被堵塞。 (10)高压灭菌操作,效果的监测应及时观察并记录、 妥善保存。 ( (三)焚烧 是医疗废弃物消毒的终末环节。一般由其他 部门完成。对于事先未经清除污染的动物尸体以 及解剖组织或其他实验室废弃物,焚烧是一种有 效方法。 理想的焚烧炉是:一级焚烧室的温度至少达 800℃,二级焚烧室温度至少应达到1000 ℃。 应提醒:焚烧炉的操作是否有效主要取决于 对需要处理的废弃物中物品的正确混合。 五、安全防护用具 安全防护用具是避免操作人员暴露于气溶 胶、喷溅物以及意外接种等危险的一个屏障。可 根据工作的性质来选择。 (一)实验服 实验服包括一般操作服即工作服、隔离衣、 连体衣的防护效果较一般操作服好,因此更适用 于在微生物学实验室以及生物安全柜中的操作。 需进一步防护时应在实验服或隔离衣外面穿上围 裙。注意这些防护服、裙不能穿离实验室区域。 (二)护目镜和面罩 (三)手套 1、一次性手术用手套(用于实验室一般操 作和处理感染性物质、血液、体液时)。 2、替代加粉乳胶手套(用于可发生皮炎及 速发型超敏反应等变态反应者)。 3、不锈钢网孔手套(在进行尸体解剖等可 能接触尖锐器械情况时)。 (四)鞋 应防滑,从事可能出现液体材料漏出的工 作应穿防水鞋。进入特殊区域(需防静电)或 SBL3和SBL4实验室要求使用专用鞋。(一次性 或橡胶鞋) 第三节 安全操作规范 ? 一、安全管理制度 1.首先明确安全管理的目标。 2、明确安全管理的范围及内容。 3、制定标准操作程序。 4、建立相应的紧急预案。 5、成立安全管理小组。 6、配备必要的防护设备及用品。 7、培训上岗。 8、安全检查与自查方式 。 9、总结、持续改进、记录完整,妥善保管。 二、安全操作规程 1、员工的健康监护。 2、危害评估。 3、化学品、危害物品的确认、安全存放与处置及监控程序。 4、操作安全行为程序。 5、防高风险和污染材料失窃的程序。 6、确认培训需求和教材的方法。 7、安全数据单(MSDS)的程序。 8、设备维护程序。 9、废弃物处理。 10、事件记录、报告及调查。 三、安全培训 第四节 、废弃物处理 医疗废弃物是指医疗卫生机构在医疗、预 防、保健以及其他产生的具有直接或间 接感染性、毒性以及其他危害性的废弃 物。 ①化学废弃物。 ②感染性废弃物。 ③放射性废弃物。 废物处理的首要原则 废物处理的首要原则是:所有感染材料必 须在实验室内清除污染。 1、污染物一律置于专用的有标记的容器内。 2、利器的处置。 3、注意使用防护装备。 4、处置之前的存放、运走、应达到生物学 安全水平,要密封。 5、严格的记录,要妥善保管。 第五节 化学品、火、电辐射等 安全 一、化学品使用安全 危险化学品分为八大类:爆炸品、压缩气 体和液化气体、易燃液体、易燃固体、 氧化剂和有机过氧化物、毒害品、放射 性物品、腐蚀品。 二、消防安全。 三、用电安全。 四、电离辐射安全防护 (一)辐射防护的管理应遵循四项原则。 (二)电离辐射保护性措施。 (三)电离辐射监测。 ? 本章小结 临床实验安全管理主要包括生物安全、化学品安全、用电安 全、消防安全和辐射安全等,其中重点为生物安全。 在本章中,引用了部分国家法律法规或标准中的条款 和名词,准确描述了与临床实验室安全有关的定义及要求。 首先要求实验室在实验室建筑设计与施工前就应进行危害 评估。根据评估结果确定实验室的生物安全防护水平。按 照国家公认的标准对生物安全防护水平的具体描述进行实 验室设计与施工、配置必要的生物安全防护设备及服务器 并正确使用。建立健全安全管理规章制度及安全操作规程, 加强实验室人员的培训工作,加强日常安全监督,确保硬 件和软件充分发挥应有的作用。将实验室安全问题带来的 不必要的损失降至最低。