實(shí)驗(yàn)室中的多種微生物操作都可能產(chǎn)生氣溶膠，如吸管操作、離心沉淀、用接種環(huán)蘸液體、開安瓿、機(jī)械震蕩、菌種稀釋或接種操作等，此外，一些實(shí)驗(yàn)操作過程的意外事故，如液體傾灑或飛濺都會產(chǎn)生氣溶膠。所以，在實(shí)驗(yàn)室中，為避免病原微生物氣溶膠對操作人員和環(huán)境的傳染，實(shí)現(xiàn)其間的一次隔離，必須使用微生物安全柜。
散播在空氣中的氣溶膠粒子直徑一般在1~5μm，肉眼無法觀察到，因此實(shí)驗(yàn)室操作人員通常無法意識到操作過程中氣溶膠生成并可能被吸入，或在實(shí)驗(yàn)過程中在工作臺面上造成與其他實(shí)驗(yàn)材料間的交叉污染。資料表明，對276種微生物操作進(jìn)行測試，其中239種操作可以產(chǎn)生微生物氣溶膠，占全部操作的86.6%。根據(jù)研究，高濃度吹吸混勻以及注射攻毒過程會產(chǎn)生高濃度生物氣溶膠。正確的使用生物安全柜可以有效地減少由于暴露于氣溶膠所造成的實(shí)驗(yàn)室獲得性感染以及實(shí)驗(yàn)材料間的交叉污染，同時(shí)生物安全柜也可起到保護(hù)環(huán)境的作用。因此，生物安全柜在微生物實(shí)驗(yàn)室得到廣泛的應(yīng)用。
一、生物安全柜等級
生物安全柜分為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級，應(yīng)正確了解技術(shù)要點(diǎn)，規(guī)范使用。分類見下表：

1、Ⅰ級生物安全柜
Ⅰ級生物安全柜原理和實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)櫥一樣，Ⅰ級生物安全柜的工作原理圖見圖。

技術(shù)要點(diǎn)：
（1）I級安全柜有前窗操作口，操作者可通過前窗操作口在安全柜內(nèi)進(jìn)行操作。前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流可以保護(hù)操作人員的安全，排出氣流經(jīng)高效過濾器過濾后排出安全柜保護(hù)環(huán)境。
（2）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(shí)可靠的保護(hù)，即不能進(jìn)行需無菌潔凈條件的操作。由于不能保護(hù)柜內(nèi)產(chǎn)品，目前已較少使用。
2、Ⅱ級生物安全柜
Ⅱ級生物安全柜原理：Ⅱ級安全柜有前窗操作口，操作者可以通過前窗操作口在安全柜內(nèi)進(jìn)行操作。Ⅱ級安全柜送風(fēng)經(jīng)過送風(fēng)高效過濾器過濾后，從頂部向下形成具有一定速度的垂直單向氣流以避免樣品間的交叉污染，此外，此垂直單向氣流在前窗操作口形成具有一定風(fēng)速的垂直氣流也可以防止室內(nèi)未經(jīng)過濾的空氣直接進(jìn)入工作臺面，從而保護(hù)樣品。前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流可以保護(hù)操作人員的安全，氣流經(jīng)排風(fēng)高效過濾器過濾后排出安全柜以保護(hù)外界環(huán)境。
技術(shù)要點(diǎn)：
（1）Ⅱ級生物安全柜不僅能提供人員保護(hù)，而且能保護(hù)工作臺面的物品以及環(huán)境不受污染。二級生物安全柜是目前應(yīng)用最為廣泛的柜型。
（2）Ⅱ級生物安全柜在美國的NFS 49標(biāo)準(zhǔn)中有兩種不同的類型。根據(jù)排風(fēng)的比例分別為A型和B型，A型又根據(jù)有無排風(fēng)管路分為A1型和A2型，B型分為B1型和B2型，而在歐洲的EN12469標(biāo)準(zhǔn)中是不分型的。由于美國的生物安全柜進(jìn)入國內(nèi)較早，因而國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)仿制或研究生產(chǎn)的Ⅱ級生物安全柜均依靠美國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分型。
1）II級生物安全柜A型
Ⅱ級A1型生物安全柜的工作原理如圖所示。它的工作窗口進(jìn)風(fēng)氣流和工作區(qū)垂直氣流混合后在內(nèi)置風(fēng)機(jī)作用下經(jīng)前后格柵進(jìn)入安全柜回風(fēng)道，進(jìn)而到達(dá)安全柜送、排風(fēng)高效過濾器之間。借助于這兩個(gè)濾器相對尺寸的變化，約30%的氣流經(jīng)排風(fēng)過濾器過濾后排至實(shí)驗(yàn)室或通過排風(fēng)管道排至室外；70%的氣流經(jīng)送風(fēng)高效過濾器過濾后重新循環(huán)進(jìn)入安全柜工作區(qū)。

Ⅱ級A1型生物安全柜的污染部位有正壓區(qū)域。
技術(shù)要點(diǎn)：Ⅱ級A1型生物安全柜的污染部位有正壓區(qū)域，即風(fēng)機(jī)后側(cè)的回風(fēng)道中的空氣是污染的，而且空氣是正壓，正壓污染區(qū)內(nèi)的污染有外泄的可能。
II級A2型生物安全柜
Ⅱ級A2型生物安全柜的工作原理如圖所示。Ⅱ級A2型生物安全柜是由Ⅱ級A1型生物安全柜的發(fā)展而來，其也是利用70%的循環(huán)空氣，30%經(jīng)排風(fēng)高效過濾器過濾后排至外部環(huán)境。

技術(shù)要點(diǎn)：
和Ⅱ級A1型生物安全柜不同的是，Ⅱ級A2型生物安全柜內(nèi)所有污染部位均為負(fù)壓區(qū)域或者被負(fù)壓區(qū)域包圍，即Ⅱ級A2型生物安全柜的回風(fēng)道始終處于負(fù)壓狀態(tài)，其安全性高于Ⅱ級A1型。
2）II級生物安全柜B型
Ⅱ級B型生物安全柜又分為B1型和B2型兩種。其中Ⅱ級B1型生物安全柜也為非全排型生物安全柜，但相比于Ⅱ級A型生物安全柜，其循環(huán)風(fēng)比例減少到30%，且安全柜內(nèi)所有污染部位均為負(fù)壓區(qū)域或者被負(fù)壓區(qū)域包圍，即沒有正壓污染區(qū)。Ⅱ級B1型生物安全柜工作原理圖見圖。

Ⅱ級B2型生物安全柜是一種全排式生物安全柜,其工作原理圖見圖，其沒有氣流在柜內(nèi)循環(huán)。這種安全柜能提供基本的生物和化學(xué)防護(hù)，但有些化學(xué)物質(zhì)在安全柜內(nèi)操作時(shí)能損壞過濾器介質(zhì)、框架、墊圈導(dǎo)致泄漏，應(yīng)多加注意。送風(fēng)機(jī)裝在安全柜的頂部一側(cè)，從室內(nèi)抽吸空氣，通過送風(fēng)高效過濾器下行到工作區(qū)，所有進(jìn)入柜內(nèi)的氣體都經(jīng)過格柵被排出。排風(fēng)經(jīng)過安全柜頂部另一側(cè)設(shè)置的排風(fēng)高效過濾器過濾后排放至室外或者排風(fēng)總管內(nèi)。
技術(shù)要點(diǎn)：
（1）Ⅱ級B2型生物安全柜一般在排風(fēng)管另一端單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)機(jī)以保證排風(fēng)管道負(fù)壓。
（2）一般Ⅱ級B2型生物安全柜無循環(huán)風(fēng)，其排風(fēng)量較大，因而在配有Ⅱ級B2型生物安全柜的實(shí)驗(yàn)室或房間需要考慮補(bǔ)風(fēng)問題。
（3）由于Ⅱ級B2型生物安全柜可以處理更危險(xiǎn)的病原體和化學(xué)物質(zhì)，所以其排風(fēng)要求必須排至室外，排風(fēng)管道采用密閉式連接，并且為負(fù)壓管道。

3、Ⅲ級生物安全柜
Ⅲ級生物安全柜是為4級生物安全設(shè)計(jì)的，Ⅲ級安全柜是柜體全封閉、不泄漏結(jié)構(gòu)的負(fù)壓通風(fēng)柜，工作人員通過連接在實(shí)驗(yàn)室柜體的手套進(jìn)行操作，俗稱手套箱(Golve box)，試驗(yàn)品通過雙門的傳遞箱進(jìn)出安全柜以確保不受污染，適用于高風(fēng)險(xiǎn)的生物試驗(yàn)。
Ⅲ級安全柜工作原理圖見圖。人員通過與柜體密閉連接的手套在安全柜內(nèi)實(shí)施操作。下降氣流經(jīng)送風(fēng)高效過濾器過濾后進(jìn)入安全柜內(nèi)用以保護(hù)安全柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)物品，排出氣流經(jīng)兩道排風(fēng)高效過濾器過濾或通過一道高效過濾器過濾再經(jīng)焚燒處理后外排用于保護(hù)環(huán)境。
技術(shù)要點(diǎn)：
（1）Ⅲ級安全柜的箱體采用氣密性設(shè)計(jì)，柜體外設(shè)置專門的排風(fēng)系統(tǒng)以維持安全柜內(nèi)不低于120Pa的負(fù)壓狀態(tài)（相對于實(shí)驗(yàn)室）。
（2）同時(shí)要保證單只手套意外脫落后手套口有不低于0.7m/s的吸入氣流速度。
（3）Ⅲ級安全柜進(jìn)出物品均需經(jīng)過傳遞窗或者經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的自封閉型傳遞桶。
（4）Ⅲ級生物安全柜可以最高程度的保護(hù)操作人員和外部環(huán)境，同時(shí)兼顧保護(hù)安全柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)物品，Ⅲ級安全柜適用于操作危險(xiǎn)度4級的病原微生物或感染動物。

二、生物安全柜的性能指標(biāo)、驗(yàn)證方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1、生物安全柜的性能指標(biāo)
生物安全柜是保護(hù)人員、產(chǎn)品和環(huán)境暴露于微生物污染的一級隔離屏障。生物安全柜送、排風(fēng)氣流的平衡、操作臺面上的氣流分布和生物安全柜的完整性是生物安全柜性能有效性的重要保障。因此其性能指標(biāo)的規(guī)定及驗(yàn)證也主要圍繞以上這三個(gè)方面。這些指標(biāo)及相應(yīng)要求可直接引用標(biāo)準(zhǔn)JG 170-2005《生物安全柜》、YY 0569-2011《Ⅱ級生物安全柜》的相關(guān)要求，包括生物安全柜的垂直下降氣流平均風(fēng)速、工作窗口氣流平均風(fēng)速、氣流流向（垂直氣流、觀察窗隔離效果氣流、工作窗口及其邊緣氣流）、操作面空氣潔凈度、人員安全性、受試樣品安全性、交叉感染、箱體檢漏、送風(fēng)高效過濾器完整性、排風(fēng)高效過濾器完整性，對于Ⅲ級生物安全柜其設(shè)計(jì)形式區(qū)別于Ⅰ、Ⅱ級生物安全柜，Ⅲ級生物安全柜指標(biāo)還包括安全柜箱體內(nèi)外靜壓差、箱體嚴(yán)密性及安全柜手套口氣流流向等。還有一些指標(biāo)如安全柜運(yùn)行噪聲、操作臺面照度是考慮操作人員本身舒適性；生物安全柜的安裝位置主要是考慮維修時(shí)的便利性。
技術(shù)要點(diǎn)：
（1）以上生物安全柜的指標(biāo)中人員安全性、受試樣品安全性和交叉感染驗(yàn)證需采用生物學(xué)方法驗(yàn)證，生物學(xué)檢測驗(yàn)證的目的是為了保證生物安全柜在使用中的安全性，這種驗(yàn)證方法可以貼近真實(shí)的直接驗(yàn)證安全柜的實(shí)際使用性能。其中對操作人員的保護(hù)驗(yàn)證，是為防止試驗(yàn)操作過程中產(chǎn)生的感染性微生物氣溶膠對工作人員的威脅；對試驗(yàn)操作樣品的保護(hù)驗(yàn)證，是為防止生物安全柜以外的污染物進(jìn)入安全柜，對試驗(yàn)樣品造成污染；交叉感染驗(yàn)證，是為防止試驗(yàn)操作過程中產(chǎn)生的生物氣溶膠造成試驗(yàn)樣品間的交叉污染。
（2）Ⅰ級生物安全柜不提供產(chǎn)品保護(hù)，工作面氣流為亂流，只進(jìn)行人員保護(hù)試驗(yàn)一項(xiàng)檢測。
（3）Ⅱ級生物安全柜需進(jìn)行人員、樣品、交叉污染保護(hù)三項(xiàng)檢測；Ⅲ級安全柜前部封閉，工作面氣流為定向氣流，有局部的亂流，不需要進(jìn)行人員、樣品保護(hù)和交叉污染試驗(yàn)。
（4）此外，生物安全柜還有一些其他性能指標(biāo)主要是為了檢查安全柜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性能、電路和物理性能等，包括振動幅值、柜體抗變形、工作臺面抗變形、柜體穩(wěn)定性、溫升、泄漏電流、接地電阻、耐電壓、絕緣電阻、報(bào)警和連鎖系統(tǒng)、紫外燈性能等。
2、主要性能指標(biāo)的測試方法
（1）垂直氣流平均風(fēng)速
在距離內(nèi)側(cè)壁板及工作窗100mm圍成的，工作臺面上方300mm處的平面區(qū)域內(nèi)測量垂直氣流的平均風(fēng)速。測量點(diǎn)按行、列均為150mm的網(wǎng)格分布。若去除測量邊界后凈尺寸不等于15的整數(shù)倍，則允許修正測量點(diǎn)距離，但每列至少測量3點(diǎn)，每行至少測量7點(diǎn)。垂直氣流平均風(fēng)速為各測量點(diǎn)讀數(shù)的算術(shù)平均值。具體的指標(biāo)要求可參照標(biāo)準(zhǔn)JG 170-2005《生物安全柜》、YY 0569-2011《Ⅱ級生物安全柜》的相關(guān)要求。
（2）工作窗口氣流平均速度
常用的測試方法主要有兩種：風(fēng)量罩檢測法、風(fēng)速儀檢測法。
技術(shù)要點(diǎn)：
a.風(fēng)量罩檢測法是采用風(fēng)量罩測出工作窗口風(fēng)量，再通過風(fēng)量除以工作窗口面積計(jì)算出氣流平均風(fēng)速，測量時(shí)將風(fēng)量罩密封在安全柜的前窗操作口中心，風(fēng)量罩兩側(cè)開口區(qū)域要密封。
b.風(fēng)速儀檢測法是采用風(fēng)速儀直接測量工作窗口斷面風(fēng)速，測量時(shí)，將工作窗開口高度開到指定的操作高度。用風(fēng)速儀在工作窗開口平面直接測量風(fēng)速。測點(diǎn)的水平間隔為100mm，垂直方向分別距工作窗口上邊緣1/4工作窗口高度處和3/4工作窗口高度處，測點(diǎn)的平均值即為工作窗口氣流平均速度。
（3）Ⅲ級生物安全柜手套口處的風(fēng)速
手套口風(fēng)速是通過人為摘除Ⅲ級生物安全柜一只手套后，將風(fēng)速儀探頭放在手套口的中心處，并記錄測量點(diǎn)的風(fēng)速。測試之前，要保證生物安全柜已達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)，且生物安全柜的嚴(yán)密性、靜壓差及送風(fēng)量應(yīng)均已通過檢測，并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
（4）氣流流向
氣流流向測試時(shí)，采用發(fā)煙管發(fā)生可視煙霧，通過觀察煙霧流向來驗(yàn)證生物安全柜的氣流流向。氣流流向包括垂直氣流流向、觀察窗隔離效果氣流流向、工作窗口邊緣氣流流向和工作窗開口氣流流向。
技術(shù)要點(diǎn)：
a.垂直氣流驗(yàn)證時(shí)，在II級生物安全柜工作表面中線上方高于工作窗口上沿100mm處，從可移動垂直窗一端到另一端發(fā)煙，垂直氣流方向煙霧應(yīng)為垂直氣流線，且無死角和回流。
b.觀察窗隔離效果氣流驗(yàn)證時(shí)，在Ⅰ級、Ⅱ級生物安全柜觀察窗內(nèi)25mm處，在工作窗口上邊緣150mm處，從生物柜的一端向另一端發(fā)煙，氣流流向應(yīng)為垂直氣流線，不得有死角和回流。
c.工作窗口邊緣氣流驗(yàn)證時(shí)，在Ⅰ級、Ⅱ級生物安全柜外38mm處，讓煙霧沿著工作窗開口的整個(gè)邊界擴(kuò)散，煙霧應(yīng)進(jìn)入安全柜內(nèi)部無外逸，且無穿越工作區(qū)氣流。
d.工作窗開口氣流流向驗(yàn)證時(shí)，在I級、II級生物安全柜內(nèi)部，工作面上300mm，距工作窗口內(nèi)壁50mm到柜后側(cè)內(nèi)壁整個(gè)水平面上發(fā)煙，煙霧測試時(shí)應(yīng)無煙霧從窗口外逸。
（5）靜壓差
Ⅲ級生物安全柜與所在房間的相對壓差可用微壓差計(jì)直接測量。測試時(shí)，Ⅲ級生物安全柜應(yīng)已達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)，用微壓差計(jì)分別連接Ⅲ級生物安全柜內(nèi)部及實(shí)驗(yàn)室環(huán)境便可直接測出Ⅲ級生物安全柜的靜壓差。Ⅲ級生物安全柜與所在房間之間的負(fù)壓值應(yīng)不低于120Pa。
（6）潔凈度
采用激光粒子計(jì)數(shù)器在生物安全柜操作面內(nèi)按要求布置的測點(diǎn)上測量空氣的含塵濃度。
技術(shù)要點(diǎn)：
a.采樣點(diǎn)數(shù)目應(yīng)根據(jù)生物安全柜操作面的面積確定采樣點(diǎn)數(shù)目，并均勻布點(diǎn)。
b.I級、II級生物安全柜內(nèi)部潔凈度要達(dá)到5級，Ⅲ級生物安全柜當(dāng)操作需要保護(hù)的受試樣本時(shí)，潔凈度也要求達(dá)到5級。
（7）噪聲
生物安全柜正常運(yùn)行時(shí)，采用聲級計(jì)在被測生物安全柜前壁面中心水平向外300mm，高度距工作臺面380mm處測量。
（8）照度
在操作面上，沿操作面內(nèi)壁面水平中心線每隔300mm設(shè)置一個(gè)測量點(diǎn)，與內(nèi)壁距離小于150mm時(shí)，不再設(shè)置。被測生物安全柜置于正常工作條件下，用照度計(jì)檢測各測量點(diǎn)。被測生物安全柜照度為各測量點(diǎn)照度的算術(shù)平均值。
（9）高效過濾器完好性檢測
排風(fēng)高效過濾器作為生物安全柜的最重要的防護(hù)屏障之一，是防止有害生物氣溶膠排放至大氣的最有效防護(hù)手段。因此，我國標(biāo)準(zhǔn)GB 50346-2011《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》要求必須對三級和四級生物安全實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用的隔離設(shè)備的排風(fēng)高效過濾器進(jìn)行原位檢漏；而送風(fēng)高效過濾器是生物安全柜內(nèi)部潔凈度的重要保障。而確定高效過濾器是否有縫隙、孔眼而發(fā)生漏泄，是否完好無損。通常高效過濾器采用物理氣溶膠進(jìn)行完好性檢測，高效過濾器的檢漏方法根據(jù)檢測方式不同主要分為掃描法檢漏和全效率法檢漏。
技術(shù)要點(diǎn)：
A.掃描檢測法是通過采樣探頭在過濾器下游表面2~3cm位置處沿過濾器的所有表面及過濾器與裝置的連接處如邊框等位置，以一定的速度移動測試局部區(qū)域的過濾效率，判斷過濾器是否發(fā)生泄漏。掃描法檢漏根據(jù)檢測儀器的測試原理不同分為光度計(jì)掃描法和計(jì)數(shù)掃描法。
a.其中光度計(jì)掃描法檢測氣溶膠常用“冷發(fā)生”方式，即將一定壓力壓縮空氣通入噴嘴產(chǎn)生多分散油性氣溶膠，如聚α烯烴（PAO）、癸二酸二辛酯（DOS）、癸二酸二酯（DESH）、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、石蠟油、殼牌安定來礦物油等。然后通過掃描采樣頭在過濾器表面線性掃描并配合氣溶膠光度計(jì)測試各掃描點(diǎn)局部透過率，根據(jù)局部透過率限值判斷漏孔。
b.計(jì)數(shù)掃描法氣溶膠物質(zhì)較廣泛，除可選用上述氣溶膠外，還可以選擇PSL小球或大氣塵等非油性氣溶膠。掃描測試過程類似，測試儀器是粒子計(jì)數(shù)器，通過測試上、下游粒子數(shù)濃度，并根據(jù)相應(yīng)透過率限值或下游粒子數(shù)限值來判定泄漏。
B.對于無法采用掃描法檢漏的高效過濾器，需采用全效率法檢漏方式，即通過測試過濾器的整體效率來檢漏。全效率法檢漏時(shí)在過濾器上游注入氣溶膠，在上游和下游分別進(jìn)行采樣，上、下游采樣必須經(jīng)過氣溶膠均勻性驗(yàn)證，然后根據(jù)上、下游氣溶膠濃度計(jì)算過濾器的整體透過率，并與規(guī)定的整體泄漏限值比較來判斷泄漏，根據(jù)使用檢測儀器的測試原理不同也分為光度計(jì)全效率法檢漏和計(jì)數(shù)器全效率法檢漏。
（10）Ⅲ級生物安全柜箱體嚴(yán)密性檢測
標(biāo)準(zhǔn)ISO 10648-2:1994對硬質(zhì)隔離器的嚴(yán)密性進(jìn)行了等級劃分，共劃定了4個(gè)等級，1 級最高，4級最低。目前Ⅲ級生物安全柜箱體嚴(yán)密性指標(biāo)可采用ISO 10648-2:1994中的2級密封箱室（長期從事含有有害氣體的防護(hù)箱室）的期間檢驗(yàn)指標(biāo)，即箱體內(nèi)壓力低于周邊環(huán)境壓力250Pa下的小時(shí)泄漏率不大于凈容積的0.25%。根據(jù)2級密封等級，按標(biāo)準(zhǔn)ISO10648-2:1994要求應(yīng)采用壓力衰減法進(jìn)行測試。
技術(shù)要點(diǎn)：
a.壓力衰減法的原理是在被測設(shè)備體積不變情況下利用被測設(shè)備內(nèi)壓力的衰減變化測試泄漏率。
b.由于密閉式隔離器普遍安裝有供人員操作的橡膠手套（部分安裝有半身式防護(hù)服），因?yàn)槭痔谆虬肷硎椒雷o(hù)服柔軟富有彈性，導(dǎo)致動物隔離器在不同壓力下，其凈容積會產(chǎn)生變化。而采用壓力衰減法的前提條件就是要保證被測設(shè)備內(nèi)部容積保持不變，因此在使用壓力衰減法測試時(shí)應(yīng)采取必要措施固定手套或半身式防護(hù)服以防止其體積發(fā)生較大變化。
c.應(yīng)采取必要措施防止其因壓力過大或作用時(shí)間過長造成應(yīng)力損壞。
（11）泄漏電流、接地電阻、耐電壓、絕緣電阻
泄漏電流測試時(shí)，讓生物安全柜連續(xù)運(yùn)行4h后，施加110%額定電壓，用泄漏電流測量儀測量機(jī)組外露的金屬部分與電源線之間的泄漏電流；接地電阻測試時(shí)，將被測生物安全柜所有的功能開關(guān)均置于“斷”位，用接地電阻測試儀測量接地端與可觸及的金屬部件之間的電阻值；耐電壓測試時(shí)，電氣強(qiáng)度測試歷時(shí)1min，經(jīng)受頻率為50Hz的基本正弦波的交流電壓，測試的部位為電源輸人端與金屬外殼之間。最初施加的電壓不超過規(guī)定值的一半，然后迅速上升到規(guī)定值，試驗(yàn)期間不應(yīng)發(fā)生擊穿；絕緣電阻測試時(shí)，在施加500V直流電壓1min后進(jìn)行絕緣電阻測量，在帶電部件與殼體之間值應(yīng)不小于2MΩ。
（12）振動幅值及工作臺面抗變形
為判斷使用者在操作生物安全柜時(shí)的振動結(jié)果，振動值應(yīng)達(dá)到要求的機(jī)械性能，以此減輕操作者的疲勞并預(yù)防振動導(dǎo)致精密組織培養(yǎng)試驗(yàn)品的破壞。被測生物安全柜置于正常工作條件。將振動儀的振動傳感器牢固地固定在工作臺面的中心，振動儀的頻率從10Hz變化到10kHz，測量生物安全柜工作時(shí)的總振幅。工作臺面抗變形試驗(yàn)時(shí)，將面積為250mm×250mm、重量為23kg的測試負(fù)載均勻地施加于被測生物安全柜臺面中央，在載重條件下測量安全柜臺面前部邊緣中心至地面的距離。負(fù)載及空載條件下安全柜臺面前部邊緣中心至地板的距離相等，可視為臺面無永久性變形。
（13）紫外燈測試
對于設(shè)置紫外燈的生物安全柜，必須對紫外燈定期檢查，以保證其能有效地殺死微生物。在將燈關(guān)閉冷卻后，要用70%的酒精擦拭燈泡表面。將其打開5min后，將紫外線感應(yīng)器放置于工作表面中心，照射的光在254nm波長處不應(yīng)少于40mW/cm2。
三、生物安全柜現(xiàn)場驗(yàn)證與風(fēng)險(xiǎn)評估
生物安全柜，是一種為操作原代培養(yǎng)物、菌毒株以及診斷性標(biāo)本等具有感染性的實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，用來保護(hù)操作者本人、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及室外環(huán)境，使其避免暴露于上述實(shí)驗(yàn)操作過程中可能產(chǎn)生的感染性生物氣溶膠和濺出物而設(shè)計(jì)的重要的一級屏障隔離設(shè)備。其主要是通過柜體和氣流形成的物理隔離來保護(hù)操作者本人、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及室外環(huán)境。影響生物安全柜綜合使用性能和防護(hù)性能的因素綜合起來主要有以下幾個(gè)方面：
1.生物安全柜的選型及安裝要求
技術(shù)要點(diǎn)：
a.Ⅰ級生物安全柜適用于操作樣品不需要進(jìn)行特殊保護(hù)的微生物操作。
b.Ⅱ級生物安全柜使用的最為廣泛，其可提供對操作者、實(shí)驗(yàn)樣品和環(huán)境的綜合性防護(hù)，主要用于臨床、診斷、教學(xué)和對群體中出現(xiàn)的與人類嚴(yán)重疾病有關(guān)的廣譜內(nèi)源性中度風(fēng)險(xiǎn)生物因子進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)，如乙型肝炎病毒、人類的免疫缺陷病毒、沙門氏菌屬等，其中Ⅱ級B1型安全柜可用于操作少量揮發(fā)性化學(xué)試劑和放射性核素，全排型的II級B2型安全柜還可以用于以揮發(fā)性有毒化學(xué)品和放射性核素為輔助劑的微生物實(shí)驗(yàn)，但是需要注意，II級B2型安全柜排風(fēng)量較大，在選用時(shí)須保證實(shí)驗(yàn)室有足夠的補(bǔ)償送風(fēng)，否則會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)較大負(fù)壓，并可能導(dǎo)致安全柜窗口吸入風(fēng)速過低，引起報(bào)警并嚴(yán)重降低其生物安全性，此外，從經(jīng)濟(jì)節(jié)能角度來看，II級B2型安全柜排風(fēng)量較大，其耗能要高于II級A型安全柜。
需要特別指出的是，Ⅰ、Ⅱ級生物安全柜主要是靠操作窗口吸入的負(fù)壓氣流或垂直下降氣流形成的氣流屏障起到保護(hù)人員或操作樣品的作用，但這種由氣流作用形成的局部隔離環(huán)境并不是絕對安全的。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
a.Ⅰ、Ⅱ級生物安全柜均靠從操作窗口吸入氣流形成負(fù)壓氣流屏障，一旦生物安全柜停止運(yùn)行或故障，這種氣流的隔離作用就不復(fù)存在，若安全柜處理危險(xiǎn)度很高的病原體或化學(xué)物質(zhì)會存在外逸風(fēng)險(xiǎn)。
b.對于在Ⅰ、Ⅱ級生物安全柜操作窗口進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)盡量減少手臂在安全柜內(nèi)的大幅度的動作或者頻繁的進(jìn)出動作，這也會擾動安全柜窗口吸入氣流，削弱安全柜的氣流屏障作用。
c.對于附著于手或者器具上的病原體，這種氣流隔離作用也會失效。
d.空氣中的氣體成分可以穿透高效過濾器，所以非全排型的Ⅰ、Ⅱ級生物安全柜由于有循環(huán)風(fēng)的存在，并不適合進(jìn)行高濃度的危險(xiǎn)氣體物質(zhì)操作。
Ⅲ級生物安全柜可以最高程度的保護(hù)操作人員和外部環(huán)境，同時(shí)兼顧保護(hù)安全柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)物品。Ⅲ級安全柜適用于操作危險(xiǎn)度4級的病原微生物或感染動物。
綜上，在進(jìn)行生物安全柜的選型時(shí)必須綜合考慮實(shí)驗(yàn)操作對象的性質(zhì)類別、安全防護(hù)需求、實(shí)驗(yàn)室本身狀況以及經(jīng)濟(jì)節(jié)能的需求，使其既能滿足實(shí)際實(shí)驗(yàn)工作的需求又能達(dá)到安全的目的。
生物安全柜是否正確的安放也同樣影響安全柜的防護(hù)性能，理論上應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)室操作工藝流程來確定生物安全柜的安裝位置。安全柜的安裝位置一定要注意實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣流，技術(shù)要點(diǎn)如下：
a.生物安全柜一般設(shè)于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)排風(fēng)口附近，使安全柜周圍的氣流不致回流到室內(nèi)潔凈區(qū)域。
b.為了不影響安全柜前窗操作口的流入氣流，安全柜不要設(shè)置在氣流激烈變化和人走動多的地方，在進(jìn)行安全柜實(shí)際現(xiàn)場檢測時(shí)，仍然發(fā)現(xiàn)個(gè)別安全柜由于實(shí)驗(yàn)室空間的限制安裝在實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)口下面，送風(fēng)氣流影響安全柜前窗操作口的流入氣流甚至有破壞前窗操作口氣流的屏障作用而導(dǎo)致安全柜操作臺面潔凈度不合格的情況發(fā)生。
c.如果實(shí)驗(yàn)室有窗戶，應(yīng)時(shí)刻處于關(guān)閉狀態(tài)。
d.考慮到生物安全柜的日常清潔、維修方便或進(jìn)行電氣安全測試，在空間允許條件下安全柜周圍應(yīng)至少預(yù)留300mm的距離。
Ⅰ級及ⅡA型安全柜設(shè)計(jì)的外排氣流通常返回實(shí)驗(yàn)室而不必向外部排風(fēng)，室內(nèi)循環(huán)方式的優(yōu)點(diǎn)在于安全柜容易安置、減少空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷、安全柜的啟停對對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣流的影響也較小，且不用接外排風(fēng)管也便于室內(nèi)設(shè)備的移動，但是在操作化學(xué)物質(zhì)時(shí)應(yīng)外接排風(fēng)管道向室外排風(fēng)。因此，生物安全柜的排風(fēng)管道設(shè)置方式根據(jù)使用要求可分為密閉式和開放式兩種。
技術(shù)要點(diǎn)：
a.所謂密閉式即用密閉管道連接的方式將安全柜的排風(fēng)全部排入排風(fēng)管道。
b.開放式是排風(fēng)管道和安全柜排風(fēng)口之間采用非密閉連接形式，這種方式排風(fēng)管道的排風(fēng)量遠(yuǎn)大于安全柜的排風(fēng)，使安全柜和室內(nèi)同時(shí)向外排風(fēng)，并且由于采用非密閉式連接，安全柜的啟停對排風(fēng)管道內(nèi)總的排風(fēng)量影響不大，所以對室內(nèi)氣流狀態(tài)影響也不大。
c.ⅡB型安全柜的排風(fēng)須采用密閉式連接方式，不允許向?qū)嶒?yàn)室內(nèi)排風(fēng)。
d.當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安全柜采用密閉式連接方式向排風(fēng)管道內(nèi)排風(fēng)時(shí)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安全柜排風(fēng)引起的變風(fēng)量影響。
2.生物安全柜的現(xiàn)場性能驗(yàn)證
技術(shù)要點(diǎn)：
a.生物安全柜在運(yùn)輸過程中可能引起易損部件損壞，如高效過濾器在運(yùn)輸、安裝等過程中極易受到損壞。
b.長期動力通風(fēng)及頻繁消毒也會導(dǎo)致高效過濾器發(fā)生泄漏，故需要對高效過濾器進(jìn)行安裝后的完整性測試，即安裝后的現(xiàn)場原位檢漏測試。
c.對于全排型的Ⅲ級生物安全柜、II級B2型生物安全柜，一般都需要和實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)相匹配，尤其II級B2型生物安全柜排風(fēng)量很大，對實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)量平衡影響很大，這都需要和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體的現(xiàn)場調(diào)試才能滿足安全柜的運(yùn)行要求。
d.生物安全柜雖然在出廠前已進(jìn)行出廠合格檢驗(yàn)，但從實(shí)際現(xiàn)場檢測情況來看，具體到每一臺生物安全柜，其送/排風(fēng)的平衡、垂直氣流流速、窗口進(jìn)風(fēng)氣流流速、手套口風(fēng)速、氣流流向等往往都需要在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試才能滿足要求。
現(xiàn)場檢測性能參數(shù)主要包括：垂直下降氣流風(fēng)速、窗口進(jìn)風(fēng)氣流流速、潔凈度、噪聲、照度、送風(fēng)高效過濾器檢漏、排風(fēng)高效過濾器檢漏、安裝距離、氣流模式、Ⅲ級生物安全柜運(yùn)行時(shí)與實(shí)驗(yàn)室間的負(fù)壓、手套口風(fēng)速、Ⅲ級生物安全柜箱體嚴(yán)密性測試等。根據(jù)美國經(jīng)驗(yàn)，沒有進(jìn)行以上現(xiàn)場檢測項(xiàng)目的生物安全柜，常有60%出現(xiàn)問題，從現(xiàn)場實(shí)測情況來看，以上現(xiàn)場檢測項(xiàng)目均有不合格情況存在。
技術(shù)要點(diǎn)：
a.噪聲，生物安全柜噪聲超標(biāo)情況比較普遍，國產(chǎn)或進(jìn)口生物安全柜都普遍存在這一狀況，其中一部分是由于安全柜風(fēng)速過大導(dǎo)致、一部分是安全柜風(fēng)機(jī)本身噪聲過大導(dǎo)致，且II級B2型安全柜噪聲超標(biāo)情況要高于II級A2型安全柜，雖然噪聲對生物安全沒有直接影響，但對實(shí)驗(yàn)操作人員為有一定干擾，主要影響實(shí)驗(yàn)操作人員舒適性。b.照度，生物安全柜照度不足情況并不多，工作臺面照度不足會影響操作人員的舒適性，同時(shí)也影響操作人員操作準(zhǔn)確性。
c.潔凈度，即安全柜操作面的含塵濃度，潔凈度不合格會導(dǎo)致操作材料的污染，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，潔凈度不合格往往是由這幾個(gè)方面導(dǎo)致：送風(fēng)高效過濾器老化破損、高效過濾器運(yùn)輸或安裝過程中損壞、高效過濾器邊框安裝不嚴(yán)存在泄漏、生物安全柜垂直氣流流速過小不能充分凈化工作區(qū)、生物安全柜窗口進(jìn)風(fēng)氣流過大或?qū)嶒?yàn)室送風(fēng)口設(shè)置在生物安全柜上方，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室內(nèi)未凈化氣流穿越生物安全柜工作區(qū)。
d.送風(fēng)高效過濾器原位檢漏，送風(fēng)高效過濾器是維持生物安全柜潔凈度的關(guān)鍵部件，若過濾器出現(xiàn)損壞或過濾器安裝不嚴(yán)均可能導(dǎo)致操作工作面潔凈度不合格，進(jìn)而導(dǎo)致操作材料的污染，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，實(shí)際檢測中送風(fēng)高效過濾器均有損壞或邊框安裝不嚴(yán)的情況出現(xiàn)。
e.垂直下降氣流流速，實(shí)驗(yàn)樣品的安全性主要通過垂直下降氣流來保證，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中。
f.要求0.2m/s~0.4m/s，如果過低則達(dá)不到帶走操作過程中產(chǎn)生的生物氣溶膠的作用，同時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)對污染的抗干擾性會較差，甚至發(fā)生實(shí)驗(yàn)材料間的交叉污染，過大可能會引起安全柜內(nèi)氣流外逸。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中在規(guī)定垂直下降氣流風(fēng)速的同時(shí)，也規(guī)定了垂直下降氣流的不均勻度，要求各測點(diǎn)氣流流速與平均風(fēng)速間偏差不超過±20%或0.08m/s，氣流的不均勻度過大會減弱安全柜防止實(shí)驗(yàn)樣品間交叉污染的能力，此外氣流不均勻度過大也可能導(dǎo)致安全柜內(nèi)局部產(chǎn)生氣流渦流。
g.氣流模式，通過發(fā)煙法可以直觀的看到生物安全柜的氣流流向，即使安全柜氣流流速滿足要求，仍可能出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或流速不均衡導(dǎo)致氣流模式不符合要求的情況出現(xiàn)，如操作窗口氣流外逸或有氣流穿越工作區(qū)等。
h.窗口進(jìn)風(fēng)氣流流速，生物安全柜對操作人員的保護(hù)主要是通過從前窗吸入氣流形成負(fù)壓防止安全柜內(nèi)氣流外逸來實(shí)現(xiàn)的，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中要求不低于0.4m/s或0.5m/s，如果過低可能導(dǎo)致安全柜操作時(shí)產(chǎn)生的危險(xiǎn)氣溶膠外逸，進(jìn)而對操作人員和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境產(chǎn)生危害，過大則會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室內(nèi)未凈化氣流穿越安全柜工作區(qū)，引起操作材料被污染的風(fēng)險(xiǎn)。
i.排風(fēng)高效過濾器原位檢漏，排風(fēng)高效過濾器是生物安全的重要保障，也是生物安全柜形成一級隔離屏障的重要組成部分，在各個(gè)安全柜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都明確規(guī)定生物安全柜的排風(fēng)必須經(jīng)過排風(fēng)高效過濾器過濾后才能排放到環(huán)境中。如果排風(fēng)高效過濾器出現(xiàn)泄漏可導(dǎo)致生物危險(xiǎn)因子外逸到實(shí)驗(yàn)室或室外環(huán)境中，進(jìn)而對操作人員和環(huán)境產(chǎn)生危害。和送風(fēng)高效過濾器的情況相同，在實(shí)際檢測過程中也有過濾器破損或邊框安裝不嚴(yán)的情況出現(xiàn)。
j.Ⅲ級生物安全柜箱體嚴(yán)密性，柜體嚴(yán)密性是Ⅲ級生物安全柜物理隔離的重要組成部分，也是現(xiàn)場檢測的重要指標(biāo)。Ⅲ級生物安全柜在正常運(yùn)行時(shí)處于負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)，一般不會出現(xiàn)危險(xiǎn)生物氣溶膠的外逸，但是安全柜或排風(fēng)系統(tǒng)如果突然故障導(dǎo)致停機(jī)，這種負(fù)壓作用形成的屏障作用將會消失，而良好的柜體氣密性可以保證突發(fā)狀況下的物理隔離，最大程度的防止危險(xiǎn)生物氣溶膠外逸。目前，柜體氣密性的現(xiàn)場檢測方法通常采用壓力衰減法。
k.Ⅲ級生物安全柜運(yùn)行時(shí)柜體內(nèi)負(fù)壓，Ⅲ級生物安全柜由于用于操作危險(xiǎn)度4級的微生物或?qū)嶒?yàn)動物，所以其安全防護(hù)的要求是最嚴(yán)格的，正常工作時(shí)內(nèi)部負(fù)壓值要求不低于-120Pa，負(fù)壓運(yùn)行實(shí)質(zhì)是對柜體形成的物理防護(hù)的雙重保障，負(fù)壓運(yùn)行可進(jìn)一步保證出現(xiàn)意外狀況，如手套破損或柜體有微小泄漏時(shí)，生物氣溶膠不發(fā)生外逸。l.Ⅲ級生物安全柜手套口氣流流速，由于Ⅲ級生物安全柜主要操作致命生物因子的生物實(shí)驗(yàn)，所以生物安全是其主要考慮的關(guān)鍵問題，Ⅲ級生物安全柜是一個(gè)負(fù)壓密閉箱體，主要通過前面的橡膠手套口進(jìn)行操作，在操作過程中可能出現(xiàn)手套意外破損或手套脫落的突發(fā)狀況，在發(fā)生意外狀況時(shí)操作口仍須保證一定的流入氣流流速，這樣可以防止危險(xiǎn)生物氣溶膠的外逸。
生物安全柜的現(xiàn)場檢測屬于靜態(tài)性能驗(yàn)證，實(shí)際使用過程中還需要進(jìn)行關(guān)鍵性能參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測，如高效過濾器阻力監(jiān)測及報(bào)警、垂直下降氣流和窗口進(jìn)風(fēng)氣流流速監(jiān)測及報(bào)警、前窗打開位置報(bào)警等。
3.生物安全柜的使用及注意事項(xiàng)
（1）應(yīng)做好生物安全柜啟動前的準(zhǔn)備工作：
1）實(shí)驗(yàn)操作者應(yīng)提前佩戴好個(gè)人防護(hù)裝備。
2）安全柜開啟前用75%的酒精或其它消毒劑全面擦試安全柜內(nèi)的操作臺面和其它平面。
3）打開前操作窗至規(guī)定高度后開啟生物安全柜，開啟后要運(yùn)行一段時(shí)間，以保證安全柜氣流穩(wěn)定，并將工作區(qū)空氣中的污染物完全清除。
4）實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)將本次實(shí)驗(yàn)需要的所有物品擦拭干凈后提前放入安全柜內(nèi)，以避免在實(shí)驗(yàn)過程中頻繁拿取物品造成安全柜氣流波動。
5）安全柜內(nèi)不放與本次實(shí)驗(yàn)無關(guān)的物品，柜內(nèi)物品擺放應(yīng)做到清潔區(qū)、半污染區(qū)與污染區(qū)基本分開，操作過程中物品取用方便，且三區(qū)之間無交叉，物品應(yīng)盡量靠后放置，但不得擋住回風(fēng)格柵。
（2）實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)規(guī)范：
技術(shù)要點(diǎn)如下：
1）正確運(yùn)用微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
2）操作期間如果需要取出或移入物品，應(yīng)盡量緩慢地移出或移入手臂，盡量減小空氣的攪動，從而避免因手臂的移動破壞安全柜氣流而導(dǎo)致危險(xiǎn)氣溶膠的逸出。
3）柜內(nèi)移動物品時(shí)應(yīng)盡量避免交叉污染，需按照低污染物品向高污染物品移動的原則，應(yīng)避免高污染物品在移動過程中對柜內(nèi)產(chǎn)生大面積的污染。
4）在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不可打開玻璃視窗，應(yīng)保證操作者臉部在工作窗口之上；在安全柜中應(yīng)盡量避免使用產(chǎn)生振動的設(shè)備，如使用此類設(shè)備，如離心機(jī)、攪拌器等，應(yīng)將此設(shè)備放在安全柜的最里側(cè)，并在運(yùn)行時(shí)停止其它的實(shí)驗(yàn)操作。
5）通常來說，在安全柜內(nèi)不應(yīng)使用點(diǎn)火裝置，由于火焰產(chǎn)生的上升熱氣流會影響用以保護(hù)柜內(nèi)物品的垂直下降氣流，火焰還會產(chǎn)生氣流擾動，進(jìn)而增加交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。
6）任何灑濺在柜內(nèi)的東西都應(yīng)立即清除干凈，并放在專用的垃圾袋中。
7）在安全柜工作時(shí)盡量減少背后人員走動以及快速開關(guān)實(shí)驗(yàn)室房門，以防止干擾安全柜內(nèi)氣流；如果在正常狀態(tài)下，安全柜報(bào)警，則應(yīng)立即停止柜內(nèi)的一切工作，并對報(bào)警進(jìn)行檢查，在查明原因并解決問題前不應(yīng)再使用此安全柜。
（3）實(shí)驗(yàn)操作完成應(yīng)妥善關(guān)閉安全柜：
技術(shù)要點(diǎn)如下：
1）將所有的物品取出，并用75%的灑精擦拭柜內(nèi)各面，關(guān)閉安全柜前再運(yùn)行一段時(shí)間，以便將工作區(qū)操作過程中產(chǎn)生的微生物氣溶膠排出，同時(shí)開啟紫外線照射至少半小時(shí)以上。
2）妥善處理所有實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，如有必要，將所有害生物廢料進(jìn)行高壓消毒。實(shí)驗(yàn)操作人員應(yīng)樹立生物安全意識，養(yǎng)成良好操作習(xí)慣，杜絕違規(guī)操作，嚴(yán)格遵照微生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程和生物安全實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)生物安全柜的日常維護(hù)和監(jiān)管工作應(yīng)落實(shí)到位，建立科學(xué)的管理制度并嚴(yán)格執(zhí)行，以確保實(shí)驗(yàn)室生物安全。