一、核心功能- 人員保護:
- 防止氣溶膠暴露:生物安全柜通過垂直或水平層流的氣流設計,將操作過程中產生的氣溶膠(如微生物懸浮顆粒)限制在柜內,避免操作人員吸入或皮膚接觸。
- 手套箱式操作:操作人員通過柜體前部的橡膠手套進行實驗操作,減少直接接觸污染物的風險。
- 紫外線消毒:部分生物安全柜配備紫外線燈,可在操作結束后對柜內表面進行消毒,進一步降低感染風險。
- 環境保護:
- 高效過濾系統:生物安全柜內置高效顆粒空氣過濾器(HEPA),可過濾掉99.97%以上的0.3μm顆粒(包括微生物),確保排出柜外的空氣無污染。
- 負壓設計:柜內保持負壓狀態,防止柜內空氣外泄,避免污染物擴散到實驗室環境。
- 樣品保護:
- 層流氣流保護:通過層流氣流(垂直或水平)覆蓋操作區域,減少外部空氣擾動對樣品的污染,確保實驗結果的準確性。
- 無菌操作環境:生物安全柜提供局部無菌環境,適用于對無菌要求高的實驗(如細胞培養、微生物分離等)。
二、氣流控制原理生物安全柜的氣流設計是其核心功能的基礎,主要分為以下三種類型: - Ⅰ級生物安全柜:
- 氣流方向:30%外排,70%內循環。
- 特點:提供人員保護,但不對樣品或環境提供完全保護。適用于低風險操作(如處理非致病性微生物)。
- Ⅱ級生物安全柜:
- A1/A2型:70%空氣循環,30%外排(經HEPA過濾)。
- B1/B2型:30%空氣循環,70%外排(B2型為100%外排)。
- 特點:同時保護人員、環境和樣品,是實驗室最常用的類型。適用于處理中等風險病原體(如乙肝病毒、HIV)。
- Ⅲ級生物安全柜:
- 氣流方向:全排式設計,100%空氣經HEPA過濾后外排。
- 特點:提供**別保護,適用于處理高風險病原體(如埃博拉病毒、炭疽桿菌)。操作人員需通過手套箱進行操作,柜體完全密封。
三、關鍵組件與功能實現- HEPA過濾器:
- 過濾效率:可捕獲99.97%以上的0.3μm顆粒,確保排出空氣無污染。
- 位置:通常位于進氣口和排氣口,分別過濾進入和排出柜體的空氣。
- 氣流監測系統:
- 實時監測柜內氣流速度(通常為0.36-0.54m/s),確保層流穩定性。
- 報警功能:當氣流速度異常時,自動觸發警報并停止操作,防止污染擴散。
- 紫外燈:
- 波長:254nm的UVC紫外線,可破壞微生物DNA,實現表面消毒。
- 使用場景:操作結束后開啟,對柜內表面進行30-60分鐘消毒。
- 照明與操作面:
- 無菌操作面:通常為不銹鋼材質,易于清潔和消毒。
- 照明系統:提供充足光線,確保操作清晰可見。
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