蔣晉生

中國(guó)疾病預(yù)防控制中心，北京 102206

Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜在BSL-3實(shí)驗(yàn)室中的安裝及調(diào)試

蔣晉生

中國(guó)疾病預(yù)防控制中心，北京 102206

結(jié)合工程實(shí)例，分析了Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜在BSL-3實(shí)驗(yàn)室中的安裝及調(diào)試流程，并給出了生物安全柜使用時(shí)的注意事項(xiàng)，以便BSL-3實(shí)驗(yàn)室管理人員和操作人員系統(tǒng)了解并正確使用Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜。

Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜；BSL-3實(shí)驗(yàn)室；排風(fēng)量；氣流速度

0 前言

生物安全柜是生物安全實(shí)驗(yàn)室中的空氣凈化安全裝置，可防止實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中含有危害性或未知性氣溶膠的空氣散逸，以保證操作人員和周圍環(huán)境的安全，是保障實(shí)驗(yàn)室生物安全的一級(jí)屏障。根據(jù)對(duì)操作人員、環(huán)境和受試樣本的保護(hù)程度，可將生物安全柜分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)。其中根據(jù)進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)類型又可將Ⅱ級(jí)生物安全柜分為A1型、A2型、B1型、B2型，B2型生物安全柜因具備柜內(nèi)單向流的全新風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)操作人員和樣品保護(hù)安全度更高，在BSL-3實(shí)驗(yàn)室中得以廣泛應(yīng)用[1-2]。本文主要闡述Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜在BSL-3實(shí)驗(yàn)的中安裝和調(diào)試過(guò)程。

1 B2型生物安全柜的構(gòu)成和工作原理

B2型全排風(fēng)型生物安全柜主要由排風(fēng)高效過(guò)濾器、送風(fēng)高效過(guò)濾器、負(fù)壓排風(fēng)道、送風(fēng)機(jī)、工作視窗、前端進(jìn)風(fēng)口等組成，見(jiàn)圖1。安全柜前面開(kāi)口的玻璃窗可上下推拉，但推拉高度必須保持在規(guī)定范圍內(nèi)，否則柜體會(huì)報(bào)警。

B2型生物安全柜頂部自帶有送風(fēng)機(jī)，可將房間內(nèi)空氣從前端入口和上部進(jìn)風(fēng)口吸入柜內(nèi)，再經(jīng)送風(fēng)高效過(guò)濾器過(guò)濾后送至操作空間；同時(shí)，在BSL-3實(shí)驗(yàn)室外排風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，操作空間的污染空氣可經(jīng)排風(fēng)高效過(guò)濾器排出室外。因?yàn)楣駜?nèi)氣流為單向循環(huán)，可有效防止樣品間的交叉“污染”[3]。

圖1 Ⅱ級(jí)B2型生物安全柜（a）側(cè)面；（b）正面

2 B2型生物安全柜在BSL-3實(shí)驗(yàn)室的安裝

結(jié)合某BSL-3實(shí)驗(yàn)室B2型生物安全柜安裝實(shí)例，分析該型安全柜安裝前需要解決的問(wèn)題和安裝流程。

2.1 安裝前需解決的問(wèn)題

（1）在BSL-3實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該考慮安全柜的排風(fēng)量需求，需要把安全柜的數(shù)量和每臺(tái)安全柜的具體排風(fēng)量考慮在系統(tǒng)送、排風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量?jī)?nèi)。

（2）BSL-3實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)應(yīng)為每臺(tái)安全柜配備一個(gè)定/變風(fēng)量閥，以保證系統(tǒng)在狀態(tài)切換或擾動(dòng)過(guò)程中安全柜排風(fēng)量符合相應(yīng)要求。

（3）若B2型生物安全柜和實(shí)驗(yàn)室房間共用排風(fēng)機(jī)時(shí)，為保證安全柜排風(fēng)高效過(guò)濾器的使用壽命，系統(tǒng)應(yīng)為B2型安全柜配置密閉閥，以保證安全柜在開(kāi)關(guān)機(jī)過(guò)程中，該實(shí)驗(yàn)室各房間的壓差滿足負(fù)壓和定向流要求，避免出現(xiàn)正壓和壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，且負(fù)壓不宜過(guò)大以免危害實(shí)驗(yàn)操作人員。

（4）根據(jù)生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范GB50346-2011要求，B2型生物安全柜應(yīng)采用單獨(dú)供電方式且應(yīng)配備不間斷電源系統(tǒng)（Uninterrupted Power System，UPS），UPS供電時(shí)間≥30min，以免其他設(shè)備發(fā)生意外導(dǎo)致生物安全柜失效。

2.2 安裝流程

（1）B2型生物安全柜安裝前BSL-3實(shí)驗(yàn)室應(yīng)完成相應(yīng)的施工工作。具體需滿足：BSL-3實(shí)驗(yàn)室的吊頂、墻面、地面等結(jié)構(gòu)施工完成；實(shí)驗(yàn)室內(nèi)清理完畢，滿足一定的潔凈度要求；BSL-3實(shí)驗(yàn)室空調(diào)機(jī)組、排風(fēng)機(jī)安裝完畢；通風(fēng)管道和管路閥門安裝完成；空調(diào)機(jī)組和排風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)調(diào)試完成；各風(fēng)量閥調(diào)試完畢，風(fēng)量匹配符合設(shè)計(jì)要求；BSL-3實(shí)驗(yàn)室動(dòng)力和照明調(diào)試完成；自控系統(tǒng)完成對(duì)送；排風(fēng)機(jī)和風(fēng)閥單機(jī)的調(diào)試完成。

（2）B2型生物安全柜應(yīng)搬運(yùn)至BSL-3實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)指定位置。B2型生物安全柜屬于實(shí)驗(yàn)室大型設(shè)備，尤其是雙人安全柜，尺寸比較大，而BSL-3實(shí)驗(yàn)室特殊性房間較多，大型儀器設(shè)備進(jìn)出比較麻煩。因此在安裝有B2型生物安全柜的BSL-3實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)考慮到大型設(shè)備的進(jìn)出，做到安全柜能夠簡(jiǎn)單快捷地進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室。

生物安全柜在搬運(yùn)過(guò)程中，嚴(yán)禁將其橫倒放置和拆卸，宜在搬入安裝現(xiàn)場(chǎng)后再拆開(kāi)包裝，防止安全柜送、排風(fēng)高效過(guò)濾器被污染[4]。B2型生物安全柜應(yīng)安裝于排風(fēng)口附近，不應(yīng)安裝在氣流激烈變化和人走動(dòng)多的地方，應(yīng)處于空氣氣流方向的下游。生物安全柜背面、側(cè)面與墻的距離宜≥300mm，至少為80mm，以留出生物安全柜檢修空間。

（3）連接排風(fēng)管道。B2型生物安全柜放置平穩(wěn)后，其排風(fēng)口要與BSL-3實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)管道連接起來(lái)，連接要嚴(yán)密、結(jié)實(shí)、耐用、美觀。還要根據(jù)實(shí)際需要在管道上安裝密閉閥，密閉閥要與系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。新建BSL-3實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)管道材料宜采用不銹鋼，氬弧焊接。

（4）信號(hào)要與BSL-3實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。應(yīng)把B2型安全柜啟停信號(hào)和安全柜報(bào)警信號(hào)接入BSL-3實(shí)驗(yàn)室自控系統(tǒng)，以便安全柜開(kāi)關(guān)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和故障報(bào)警，且安全柜啟停信號(hào)要與整個(gè)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)送、排風(fēng)量相匹配，滿足實(shí)驗(yàn)室壓差和定向流要求。

3 B2型生物安全柜的調(diào)試

B2型生物安全柜安裝完成后要與BSL-3實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)還要對(duì)安全柜自身進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和設(shè)置。結(jié)合某BSL-3實(shí)驗(yàn)室安裝的紐艾爾B2型生物安全柜（NU-430-600E型）工程實(shí)例，分析了該型號(hào)安全柜具體的調(diào)試方法。根據(jù)NU-430-600E型安全柜性能規(guī)格和公差要求，其總排風(fēng)量和下降氣流平均速度分別有默認(rèn)設(shè)定值和報(bào)警限定值。具體為：總排風(fēng)量設(shè)定值為1868 cm3/h，報(bào)警限定范圍為1672～2064 cm3/h；下降氣流平均速度設(shè)定值為0.3 m/s，報(bào)警限定范圍為0.26～0.34 m/s[5]。

（1）測(cè)量安全柜實(shí)際排風(fēng)量。首先在NU-430-600E安全柜外排風(fēng)機(jī)和密閉閥開(kāi)啟且內(nèi)置送風(fēng)機(jī)關(guān)閉的條件下，待系統(tǒng)穩(wěn)定后用風(fēng)速儀測(cè)量該安全柜排風(fēng)管道截面平均風(fēng)速，計(jì)算總排風(fēng)量，與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值進(jìn)行比較，通過(guò)調(diào)節(jié)排風(fēng)管上風(fēng)量閥把安全柜排風(fēng)量調(diào)到設(shè)定值1868 cm3/h。然后恢復(fù)安全柜正常狀態(tài)，內(nèi)置送風(fēng)機(jī)可正常開(kāi)啟。

（2）進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)定和校準(zhǔn)模式。長(zhǎng)按安全柜上“綠旗”進(jìn)入安全柜氣流控制系統(tǒng)的設(shè)定和校準(zhǔn)模式，此時(shí)安全柜面板上液晶屏垂直下降氣流顯示欄指示為“CAL”，時(shí)鐘顯示欄指示為“A_B3”。

（3）排風(fēng)量上下限的設(shè)定。按壓安全柜面板上“SEL”按鈕，使緊挨著排氣量顯示器的LED燈亮起，同時(shí)按壓“SET TIME”和“↑”，時(shí)鐘顯示器將顯示“HI.LM”并顯示高限值，按“↑”或“↓”鍵，調(diào)整高限值為2064 cm3/h，按壓“SET TIME”保存。同時(shí)按壓“SET TIME”和“↓”，時(shí)鐘顯示器將顯示“LO.LM”并顯示低限值。按“↑”或“↓”鍵，調(diào)整低限值為1672 cm3/h，按壓“SET TIME”保存。

（4）垂直下降氣流速度上下限的設(shè)定。按壓安全柜面板上“SEL”按鈕，使緊挨著下降氣流速度顯示器的LED燈亮起，同時(shí)按壓“SET TIME”和“↑”，時(shí)鐘顯示器將顯示“HI.LM”并顯示高限值，按“↑”或“↓”鍵，調(diào)整高限值為0.34 m/s，按壓“SET TIME”保存。同時(shí)按壓“SET TIME”和“↓”，時(shí)鐘顯示器將顯示“LO.LM”并顯示低限值，按“↑”或“↓”鍵，調(diào)整低限值為0.26 m/s，按壓“SET TIME”保存。

（5）垂直下降氣流速度校準(zhǔn)。在安全柜設(shè)定和校準(zhǔn)模式下把送風(fēng)機(jī)“開(kāi)關(guān)”打開(kāi)，外排風(fēng)量和壓力滿足安全柜啟動(dòng)要求后，安全柜壓力開(kāi)關(guān)吸合內(nèi)置送風(fēng)機(jī)使其啟動(dòng)，待風(fēng)量穩(wěn)定后，用風(fēng)速儀測(cè)量安全柜工作區(qū)窗口上方10cm處水平面的垂直下降氣流平均風(fēng)速，與標(biāo)準(zhǔn)值0.3 m/s進(jìn)行比較。按壓安全柜面板上“SEL”按鈕，使緊挨著時(shí)鐘顯示器的LED燈亮起，同時(shí)按壓“SETTIME”和“↑”，時(shí)鐘顯示器顯示“BLOW”并閃亮，同時(shí)顯示送風(fēng)機(jī)運(yùn)行百分?jǐn)?shù)“×××.×”，按壓“↑”或“↓”鍵調(diào)整垂直下降氣流平均速度到0.3 m/s，然后按壓“SET TIME”保存。

（6）排風(fēng)量校準(zhǔn)。上述步驟完成后馬上進(jìn)行工作窗口平均風(fēng)速的測(cè)量，用風(fēng)速儀測(cè)量工作窗口斷面平均風(fēng)速，與標(biāo)準(zhǔn)值0.53 m/s進(jìn)行比較，微調(diào)排風(fēng)管風(fēng)閥，直到平均風(fēng)速為0.53 m/s。按壓安全柜面板上“SEL”按鈕，使緊挨著排風(fēng)量顯示器的LED燈亮起，接著按壓“SET TIME”，時(shí)鐘顯示器顯示“CAL.P”，在保證工作窗口斷面平均風(fēng)速穩(wěn)定為0.53 m/s的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)面板上的“↑”、“↓”使得排風(fēng)量的值為1868 cm3/h，然后按壓“SET TIME”保存，即完成排風(fēng)量校準(zhǔn)。

（7）退出設(shè)定和校準(zhǔn)模式。長(zhǎng)按安全柜上“綠旗”則系統(tǒng)自動(dòng)退出設(shè)定和校準(zhǔn)模式，退出后下降氣流和排氣量顯示器均顯示破折號(hào)，時(shí)鐘顯示器將顯示當(dāng)前時(shí)間。

B2型生物安全柜成功進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和設(shè)置后，要與BSL-3實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試，經(jīng)過(guò)反復(fù)自測(cè)驗(yàn)證聯(lián)動(dòng)調(diào)試合格后，方可申請(qǐng)第三方檢測(cè)。

4 B2型生物安全柜使用注意事項(xiàng)

BSL-3實(shí)驗(yàn)室中的生物安全柜在使用之前必須經(jīng)過(guò)第三方專業(yè)檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目主要有排風(fēng)高效過(guò)濾器的檢漏、垂直下降氣流平均速度、工作窗口氣流流向、工作窗口氣流平均速度、工作區(qū)潔凈度、噪音、照度等[6]，同時(shí)還需經(jīng)過(guò)認(rèn)可委專家的驗(yàn)收方可使用。

在BSL-3實(shí)驗(yàn)室中B2型生物安全柜使用注意事項(xiàng)：

（1）在BSL-3實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)和關(guān)機(jī)過(guò)程中系統(tǒng)送排風(fēng)量變化較大，因此此過(guò)程中嚴(yán)禁開(kāi)關(guān)B2型生物安全柜，防止系統(tǒng)受到破壞。

（2）當(dāng)BSL-3實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有多臺(tái)生物安全柜時(shí)，不宜同時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉兩臺(tái)及兩臺(tái)以上生物安全柜，避免系統(tǒng)風(fēng)量變化較大。

（3）B2型生物安全柜開(kāi)啟后如果排風(fēng)量和垂直下降氣流風(fēng)速不能滿足設(shè)定要求，則會(huì)蜂鳴報(bào)警，需專業(yè)人員調(diào)整正常后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

（4）B2型生物安全柜安裝調(diào)試完成后，不可推、挪設(shè)備。

（5）在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求前面玻璃開(kāi)啟的高度為20cm左右，左下角有開(kāi)啟高度的標(biāo)志。如開(kāi)啟高度超出限制儀器就會(huì)報(bào)警，調(diào)整合適高度后報(bào)警自動(dòng)消失。

（6）在實(shí)驗(yàn)操作完成后進(jìn)行紫外燈消毒時(shí)，需把前面玻璃關(guān)閉，否則紫外燈不會(huì)點(diǎn)亮，同時(shí)還可對(duì)紫外燈消毒時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。

（7）B2型生物安全柜更換空氣過(guò)濾器時(shí)應(yīng)與廠家工程師聯(lián)系進(jìn)行更換，實(shí)驗(yàn)室工作人員不能私自進(jìn)行更換，以免操作不當(dāng)污染周圍環(huán)境。

（8）用過(guò)的B2型生物安全柜過(guò)濾器必須放在密閉容器中，并在明確的位置注明其可能含有危險(xiǎn)微生物，以引起相關(guān)工作人員的注意，對(duì)其進(jìn)行特殊處理[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

B2型生物安全柜是保證實(shí)驗(yàn)室生物安全的重要屏障。BSL-3實(shí)驗(yàn)室中B2型生物安全柜的安裝和調(diào)試，既要滿足操作規(guī)范，又要符合BSL-3實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和操作需求，這樣方可保障實(shí)驗(yàn)室的生物安全。

[1] 李敬華,顧子華．生物安全柜的原理及選擇[J]．生命科學(xué)儀器, 2007,5(6):46-48．

[2] 王秋娣．生物安全柜的原理及其應(yīng)用[J]．中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2005, 2(12):22-26．

[3] 許鐘麟,王清勤．生物安全實(shí)驗(yàn)室與生物安全柜[M]．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004．

[4] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部．GB50346-2011生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范[S]．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011．

[5] 陳激揚(yáng),李鵬宇,采云．臨床實(shí)驗(yàn)室生物安全柜的選型及使用注意事項(xiàng)[J]．武警醫(yī)學(xué),2008,19(9):833-835．

[6] 趙偉．生物安全柜的性能檢測(cè)與質(zhì)量控制[J]．中國(guó)醫(yī)療設(shè)備, 2013,28(5):51-53．

[7] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局．GB19489-2008實(shí)驗(yàn)室生物安全通風(fēng)要求[S]．北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008．

Installation and Debugging of Class Ⅱ Type B2 Biosafety Cabinet in BSL-3 Laboratory

JIANG Jin-sheng
Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China

Combined with engineering projects, this paper analyzes the specif i c workf l owof installation and debugging of class Ⅱ type B2 biosafety cabinet in BSL-3 laboratory. The announcements during the usage phase of biosafety cabinet are also summarized in this paper. Thus, management staff and operating staff of BSL-3 laboratory can understand the biosafety cabinet systematically and use the biosafety cabinet correctly.

class Ⅱ type B2 biosafety cabinet; BSL-3 laboratory; exhaust air rate; airf l owvelocity

R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.01.041

1674-1633(2014)01-0119-03

2013-07-03

2013-08-19

作者郵箱：beijing2008cdc@163.com