注：水平和垂直方向流出氣流的工作柜（ “超凈工作臺”）不屬于生物安全柜，也不能應用于生物安全操作。

 

表1.不同保護類型及生物安全柜的選擇

 

保護類型	生物安全柜的選擇
個體防護，針對危險度1～3 級微生物	Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級生物安全柜
個體防護，針對危險度4 級微生物，手套箱型實驗室	Ⅲ級生物安全柜
個體防護，針對危險度4 級微生物，防護服型實驗室	Ⅰ級、Ⅱ級生物安全柜
實驗對象保護	Ⅱ級生物安全柜，柜內(nèi)氣流是層流的Ⅲ級生物安全柜
少量揮發(fā)性放射性核素∕化學品的防護	Ⅱ級B1 型生物安全柜，外排風式Ⅱ級A2型生物安全柜
揮發(fā)性放射性核素∕化學品的防護	Ⅰ級、Ⅱ級B2 型、Ⅲ級生物安全柜

 

 

     圖1. 為Ⅰ級生物安全柜的原理圖。房間空氣從前面的開口處以0.38 m/s 的低速率進入安全柜，空氣經(jīng)過工作臺表面，并經(jīng)排風管排出安全柜。定向流動的空氣可以將工作臺面上可能形成的氣溶膠迅速帶離實驗室工作人員而被送入排風管內(nèi)。操作者的雙臂可以從前面的開口伸到安全柜內(nèi)的工作臺面上，并可以通過玻璃窗觀察工作臺面的情況。安全柜的玻璃窗還能完全抬起來，以便清潔工作臺面或進行其他處理。

安全柜內(nèi)的空氣可以通過HEPA 過濾器按下列方式排出：

（a）排到實驗室中，然后再通過實驗室排風系統(tǒng)排到建筑物外面；

（b） 通過建筑物的排風系統(tǒng)排到建筑物外面；

（c） 直接排到建筑物外面。HEPA 過濾器可以裝在生物安全柜的壓力排風系統(tǒng)（the exhaust plenum ）里，也可以裝在建筑物的排風系統(tǒng)里。有些Ⅰ級生物安全柜裝有一體式排風扇，而其他的則是借助建筑物排風系統(tǒng)的排風扇。

Ⅰ級生物安全柜是最早得到認可的，并且由于其設(shè)計簡單，目前仍在世界各地廣泛使用。Ⅰ 級生物安全柜能夠為人員和環(huán)境提供保護，也可用于操作放射性核素和揮發(fā)性有毒化學品。但因未滅菌的房間空氣通過生物安全柜正面的開口處直接吹到工作臺面上，因此Ⅰ級生物安全柜對操作對象不能提供切實可行的保護。

圖1. Ⅰ級生物安全柜原理圖

A：前開口；B：窗口；C：排風HEPA 過濾器；D：壓力排風系統(tǒng)

 

 

      在應用細胞和組織培養(yǎng)物來進行病毒繁殖或其他培養(yǎng)時，未經(jīng)滅菌的房間空氣通過工作臺面是不符合要求的。Ⅱ級生物安全柜在設(shè)計上不但能提供個體防護，而且能保護工作臺面的物品不受房間空氣的污染。Ⅱ級生物安全柜有四種不同的類型（分別為A1、A2、B1 和B2 型），它們不同于Ⅰ級生物安全柜之處為，只讓經(jīng)HEPA 過濾的（ 無菌的）空氣流過工作臺面。Ⅱ級生物安全柜可用于操作危險度2 級和3 級的感染性物質(zhì)。在使用正壓防護服的條件下，Ⅱ級生物安全柜也可用于操作危險度4 級的感染性物質(zhì)。

 

Ⅱ 級A1 型生物安全柜

Ⅱ 級A1 型生物安全柜如圖7 所示。內(nèi)置風機將房間空氣（供給空氣） 經(jīng)前面的開口引入安全柜內(nèi)并進入前面的進風格柵。在正面開口處的空氣流入速度至少應該達0.38 m/s。然后，供氣先通過供風HEPA 過濾器，再向下流動通過工作臺面�？諝庠谙蛳铝鲃拥�, , , 距工作臺面大約6～18 cm 處分開， 其中的一半會通過前面的排風格柵，而另一半則通過后面的排風格柵排出。所有在工作臺面形成的氣溶膠立刻被這樣向下的氣流帶走，并經(jīng)兩組排風格柵排出，從而為實驗對象提供最好的保護。氣流接著通過后面的壓力通風系統(tǒng)到達位于安全柜頂部、介于供風和排風過濾器之間的空間。由于過濾器大小不同，大約70%的空氣將經(jīng)過供風HEPA 過濾器重新返回到生物安全柜內(nèi)的操作區(qū)域，而剩余的30% 則經(jīng)過排風過濾器進入房間內(nèi)或被排到外面。

Ⅱ 級A1 型生物安全柜排出的空氣可以重新排入房間里，也可以通過連接到專用通風管道上的套管或通過建筑物的排風系統(tǒng)排到建筑物外面。

安全柜所排出的經(jīng)過加熱和∕或冷卻的空氣重新排入房間內(nèi)使用時，與直接排到外面環(huán)境相比具有降低能源消耗的優(yōu)點。有些生物安全柜通過與排風系統(tǒng)的通風管道連接，還可以進行揮發(fā)性放射性核素以及揮發(fā)性有毒化學品的操作（表1.）。

圖2. Ⅱ 級A1 型生物安全柜原理圖

A：前開口；B：窗口；C：排風HEPA 過濾器；D：后面的壓力排風系統(tǒng)；E：供風HEPA 過濾器；F：風機 

 

 

     外排風式Ⅱ級A2 型以及Ⅱ級B1型（圖3.）和Ⅱ級B2 型生物安全柜都是由Ⅱ級A1 型生物安全柜變化而來，這些不同類型的Ⅱ級生物安全柜，連同Ⅰ級和Ⅲ級生物安全柜的特點見表9。生物安全柜設(shè)計上的每一種變化可以使不同的類型適用于特定的目的（參見表1） 。這些生物安全柜相互間都有一定的差異，包括從前面的開口吸入空氣的速度、在工作臺面上再循環(huán)空氣的量以及從安全柜中排出空氣的量、安全柜的排風系統(tǒng)（是通過專門的排風系統(tǒng)還是通過建筑物的排風系統(tǒng)？是排到房間內(nèi)還是排到建筑物的外面？）以及壓力設(shè)置（安全柜是負壓狀態(tài)下的生物學污染管道和壓力通風系統(tǒng)，還是由負壓管道和壓力通風系統(tǒng)所包圍的生物學污染管道和壓力通風系統(tǒng)？）。

 

    

圖3. Ⅱ 級B1 型生物安全柜原理圖

A：前開口；B：窗口；C：排風HEPA 過濾器；D：供風HEPA 過濾器；

E：負壓壓力排風系統(tǒng)；F：風機；G：送風HEPA 過濾器。安全柜需要有與建筑物排風系統(tǒng)相連接的排風接口。