Ⅱ級(jí)生物安全柜使用及測(cè)試問題探討

李 崢

(北京佳宸弘生物技術(shù)有限公司，北京 100176)

20世紀(jì)初期,出于保護(hù)實(shí)驗(yàn)室科研人員及檢驗(yàn)樣品的目的,生物安全柜問世。隨著科學(xué)進(jìn)步的發(fā)展，生物安全柜廣泛應(yīng)用在食品、化工、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及各類實(shí)驗(yàn)室等重要領(lǐng)域的科研、生產(chǎn)、教學(xué)、檢驗(yàn)當(dāng)中，是保障實(shí)驗(yàn)室生物安全和環(huán)境安全的重要基礎(chǔ)。生物安全柜可以防止實(shí)驗(yàn)室中科研人員和環(huán)境暴露于實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)的負(fù)壓過濾排柜?？捎行Х乐褂泻腋∥⒘?、生物氣溶膠的擴(kuò)散。在對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)中，一些致病微生物廣泛存在于水體(飲用水、地下水、生活污水、化工廢水、海水等)、大氣、固體廢料及土壤中，加之污染物的排放可能出現(xiàn)特殊變異的致病菌，使得環(huán)境監(jiān)測(cè)樣品可能富含一種或多種致病微生物,故要合理選用生物安全柜[1];利用生物安全柜監(jiān)測(cè)食品添加劑、農(nóng)藥殘留、微生物等；針對(duì)具有揮發(fā)性或有毒性化學(xué)品物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)，當(dāng)選用Ⅱ級(jí)A1、A2、CI型生物安全柜時(shí)，必須連接到外部排氣系統(tǒng)，可選擇Ⅱ級(jí)B1、B2型生物安全柜[2-3]。生物安全柜用來保護(hù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和實(shí)驗(yàn)人員的人身安全，同時(shí)避免檢驗(yàn)樣品與樣品間的交叉感染，是各類生物實(shí)驗(yàn)室安全一級(jí)防護(hù)屏障中最基本的安全防護(hù)設(shè)備。以往，超凈臺(tái)是做一般對(duì)人體沒有直接傷害、實(shí)驗(yàn)對(duì)象為已知的的常規(guī)細(xì)菌的操作實(shí)驗(yàn),只保護(hù)操作對(duì)象而不保護(hù)工作人員和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，對(duì)于未知樣本或檢測(cè)致病性、傳染性微生物樣本時(shí)應(yīng)選用生物安全柜[1]。近年來，隨著實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化程度的不斷提高，生物安全柜逐步取代通風(fēng)櫥、超凈臺(tái)等簡(jiǎn)易設(shè)備，應(yīng)用量逐年遞增，占比越來越大。因此，對(duì)生物安全柜進(jìn)行定期檢測(cè)，加強(qiáng)對(duì)其質(zhì)量管理的規(guī)范性，具有重要意義。2003年—2004年相繼在新加坡、臺(tái)灣、北京發(fā)生三起實(shí)驗(yàn)室感染事件，使政府、各行業(yè)科研工作者對(duì)實(shí)驗(yàn)室生物危害有了深刻的認(rèn)識(shí)。隨著各級(jí)實(shí)驗(yàn)室的建立和防護(hù)水平的提高，生物安全柜作為直接隔離實(shí)驗(yàn)樣品和科研人員的第一道安全防線，是實(shí)驗(yàn)室的主要安全設(shè)備。所以，實(shí)驗(yàn)室操作人員必須具備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的操作能力，嚴(yán)格按章操作；各級(jí)檢驗(yàn)人員要熟悉并掌握國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用正確的方法對(duì)生物安全柜進(jìn)行安全性能檢測(cè)評(píng)價(jià)。

1 Ⅱ級(jí)生物安全柜國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)

20世紀(jì)70年代，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NSF/NSI49公布，被認(rèn)為是生物安全柜領(lǐng)域最完善的標(biāo)準(zhǔn)，2002年獲得美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(American National Standard Institute)的官方認(rèn)可，成為美國(guó)生物安全柜的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);1982年澳大利亞頒布生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)AS 2252;2003年3月日本空氣清凈協(xié)會(huì)頒布了JIS K3800-2000;2000年5月歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)頒布?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)BS EN12469-2000,替代德國(guó)DIN12950、英國(guó)BS5726、法國(guó)NFX-44-201等歐盟成員國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，成為歐盟區(qū)域內(nèi)生物安全柜的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[4]；2005年3月25日我國(guó)建設(shè)部發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG170-2005；2005年7月18日國(guó)家食品藥品監(jiān)管局(SFDA)發(fā)布行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)YY0569-2005(參照BS EN12469-2000、NSF/NSI49-2002編制,吸收和采納兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的重要部分,對(duì)其中相對(duì)薄弱部分做出了提高修改,是該領(lǐng)域的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn));2011年12月31日國(guó)家食品藥品監(jiān)管局發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0569-2011(替代YY0569-2005);2020年1月17日國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)布Ⅱ級(jí)生物安全柜國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1815-2020。

對(duì)于Ⅱ級(jí)生物安全柜，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與歐、美標(biāo)準(zhǔn)之間存有聯(lián)系和區(qū)別，從基本方面都在于對(duì)操作人員、實(shí)驗(yàn)樣品和工作環(huán)境提供保護(hù)，但在生物安全柜分類及性能指標(biāo)上存有異同。首先在分類方面，YY0569和JG170與NSF/NSI49一樣，按相關(guān)內(nèi)容將Ⅱ級(jí)生物安全柜分為四個(gè)類型(A1型、A2型、B1型和B2型)，NSF/NSI49-2018、JJF1815-2020在原來四個(gè)類型的基礎(chǔ)上，又增加C1型。而BS EN12469-2000只對(duì)Ⅱ級(jí)生物安全柜有個(gè)基本定義。其次，在性能指標(biāo)方面存有異同，下面列舉其中幾個(gè)指標(biāo)的對(duì)比，見表1所示[3,5-8]。

表1 Ⅱ級(jí)生物安全柜美標(biāo)、歐標(biāo)、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)幾項(xiàng)性能指標(biāo)比較表[3，5-8]

通過對(duì)比可以看出，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和歐、美標(biāo)準(zhǔn)總體上擁有很大的相似性，但在一些主要性能指標(biāo)方面，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)既吸收了歐、美標(biāo)準(zhǔn)中的優(yōu)點(diǎn)，又提出了更加精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試要求，優(yōu)于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)(如：下降氣流流速等)，可以說，我國(guó)Ⅱ級(jí)生物安全柜的標(biāo)準(zhǔn)是世界上現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

2 Ⅱ級(jí)生物安全柜使用及測(cè)試情況分析

生物安全柜是實(shí)驗(yàn)室中保護(hù)廣大科學(xué)實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)樣品不受污染的重要器材，設(shè)備安裝之后并非一勞永逸。有不少生物安全柜自安裝后長(zhǎng)期服役，使用人員日常維護(hù)保養(yǎng)不科學(xué)不到位，設(shè)備缺乏監(jiān)測(cè)，部分操作者沒能接受良好的技能培訓(xùn)，使得一些生物安全柜“帶病”工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的人員和環(huán)境造成潛在的危害，下面列舉了部分省市相關(guān)部門近年來對(duì)Ⅱ級(jí)生物安全柜使用情況的抽查情況，如表2所示[9-13]。

從表2統(tǒng)計(jì)情況看出，“流入氣流流速”和“下降氣流流速”兩項(xiàng)合格率偏低，直接關(guān)系到設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作者和實(shí)驗(yàn)樣品的保護(hù)性能，情況不容樂觀。生物安全柜能夠保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員、實(shí)驗(yàn)樣品和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，其功能主要是通過頂部下降氣流和前窗流入氣流共同作用完成。二者在前窗最大開啟高度處交匯，如果這兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到要求，就有可能在交匯處發(fā)生反流，使柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣品顆粒外溢或者污染物向柜體上部流動(dòng)，直接關(guān)系到設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作者和實(shí)驗(yàn)樣品的保護(hù)性能。如果前窗流入氣流流速過大，則前窗流入氣流會(huì)進(jìn)入操作區(qū)，由于前窗空氣未經(jīng)過任何過濾設(shè)備的凈化，對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品具有很大危害；如流入氣流流速過小，垂直下降氣流則會(huì)通過前窗操作口外溢，安全柜內(nèi)的氣溶膠粒子會(huì)溢出安全柜，對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員和環(huán)境造成威脅。分析其主要原因:生物安全柜安裝位置不合理、實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)室窗戶打開、有人員開關(guān)門、操作人員身后有人員走動(dòng)等，都會(huì)對(duì)流入氣流流速產(chǎn)生影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品造成威脅。下降氣流流速過低，將使安全柜工作區(qū)域內(nèi)的氣流流向紊亂，造成交叉污染，影響試驗(yàn)結(jié)果的判定；若流速過高，可能將微生物氣溶膠從工作前窗吹出安全柜之外，危害實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境安全[1]，分析其主要原因：高效過濾器堵塞或密封性差、使用時(shí)間過長(zhǎng)、未及時(shí)更換、風(fēng)機(jī)老化及柜體安裝不合理致使進(jìn)氣格柵堵塞等。

表2 我國(guó)部分地區(qū)生物安全柜抽樣調(diào)查情況[9-13]

在對(duì)Ⅱ級(jí)生物安全柜其中一些主要性能指標(biāo)的檢驗(yàn)測(cè)試方法上，國(guó)內(nèi)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間也存在不同(例如：對(duì)于“下降氣流流速”測(cè)點(diǎn)的要求)，如表3所示。

表3 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“下降氣流流速”測(cè)點(diǎn)要求的區(qū)別

所以在生物安全柜實(shí)際生產(chǎn)、使用和檢驗(yàn)檢測(cè)中，要明確所采用的標(biāo)準(zhǔn)，按不同標(biāo)準(zhǔn)的要求采用相應(yīng)的檢測(cè)方法，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 應(yīng)對(duì)措施

(1) 生物安全柜的生產(chǎn)廠家應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)，精心制造，嚴(yán)格出廠檢測(cè)；

(2) 設(shè)備的安裝必須按相關(guān)要求進(jìn)行，選擇位置符合要求，由專業(yè)人員施工，確保安裝質(zhì)量，做好安裝后的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)驗(yàn)收工作。

(3) 加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室操作人員的技能培訓(xùn)，堅(jiān)決不允許未經(jīng)培訓(xùn)或培訓(xùn)不合格的人員上崗使用生物安全柜，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，設(shè)備使用前、使用中和使用后按章操作，做好設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)；

(4) 按規(guī)定對(duì)生物安全柜進(jìn)行定期檢驗(yàn)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)消除，確保設(shè)備正常運(yùn)行，杜絕隱患，加強(qiáng)第三方的技術(shù)支持；

(5) 行政監(jiān)督管理部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生物安全柜使用和監(jiān)測(cè)的監(jiān)管工作，清除死角、盲區(qū)，使生物安全柜能夠安全有效地服務(wù)于各行各業(yè)的生產(chǎn)、科研活動(dòng)。

4 結(jié) 語

生物安全柜是保障實(shí)驗(yàn)室生物安全的重要設(shè)備，是各類實(shí)驗(yàn)室生物安全的一級(jí)防護(hù)屏障中最基本的安全防線，其設(shè)備性能直接影響實(shí)驗(yàn)室人員、實(shí)驗(yàn)樣品結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的安全。抽樣調(diào)查國(guó)內(nèi)生物安全柜性能檢測(cè)結(jié)果顯示，“流入氣流流速”和“下降氣流流速”兩項(xiàng)合格率偏低，存在安全防護(hù)隱患，需要在設(shè)計(jì)制造、安裝、使用、檢測(cè)和行政監(jiān)管環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，確保我國(guó)生物安全柜的安全使用。