Ⅱ级生物安全柜使用及测试问题探讨

李 峥

(北京佳宸弘生物技术有限公司，北京 100176)

20世纪初期,出于保护实验室科研人员及检验样品的目的,生物安全柜问世。随着科学进步的发展，生物安全柜广泛应用在食品、化工、医疗卫生、环境监测以及各类实验室等重要领域的科研、生产、教学、检验当中，是保障实验室生物安全和环境安全的重要基础。生物安全柜可以防止实验室中科研人员和环境暴露于实验过程中产生的有害物质的负压过滤排柜。可有效防止有害悬浮微粒、生物气溶胶的扩散。在对环境的监测中，一些致病微生物广泛存在于水体(饮用水、地下水、生活污水、化工废水、海水等)、大气、固体废料及土壤中，加之污染物的排放可能出现特殊变异的致病菌，使得环境监测样品可能富含一种或多种致病微生物,故要合理选用生物安全柜[1];利用生物安全柜监测食品添加剂、农药残留、微生物等；针对具有挥发性或有毒性化学品物质的实验监测，当选用Ⅱ级A1、A2、CI型生物安全柜时，必须连接到外部排气系统，可选择Ⅱ级B1、B2型生物安全柜[2-3]。生物安全柜用来保护实验室环境和实验人员的人身安全，同时避免检验样品与样品间的交叉感染，是各类生物实验室安全一级防护屏障中最基本的安全防护设备。以往，超净台是做一般对人体没有直接伤害、实验对象为已知的的常规细菌的操作实验,只保护操作对象而不保护工作人员和实验室环境，对于未知样本或检测致病性、传染性微生物样本时应选用生物安全柜[1]。近年来，随着实验室规范化程度的不断提高，生物安全柜逐步取代通风橱、超净台等简易设备，应用量逐年递增，占比越来越大。因此，对生物安全柜进行定期检测，加强对其质量管理的规范性，具有重要意义。2003年—2004年相继在新加坡、台湾、北京发生三起实验室感染事件，使政府、各行业科研工作者对实验室生物危害有了深刻的认识。随着各级实验室的建立和防护水平的提高，生物安全柜作为直接隔离实验样品和科研人员的第一道安全防线，是实验室的主要安全设备。所以，实验室操作人员必须具备规范化、标准化的操作能力，严格按章操作；各级检验人员要熟悉并掌握国内外相关标准，采用正确的方法对生物安全柜进行安全性能检测评价。

1 Ⅱ级生物安全柜国内外标准比对

20世纪70年代，美国标准NSF/NSI49公布，被认为是生物安全柜领域最完善的标准，2002年获得美国国家标准学会(American National Standard Institute)的官方认可，成为美国生物安全柜的统一标准;1982年澳大利亚颁布生物安全柜标准AS 2252;2003年3月日本空气清净协会颁布了JIS K3800-2000;2000年5月欧洲标准化委员会(CEN)颁布欧洲标准BS EN12469-2000,替代德国DIN12950、英国BS5726、法国NFX-44-201等欧盟成员国的标准，成为欧盟区域内生物安全柜的统一标准[4]；2005年3月25日我国建设部发布行业标准JG170-2005；2005年7月18日国家食品药品监管局(SFDA)发布行业强制性标准YY0569-2005(参照BS EN12469-2000、NSF/NSI49-2002编制,吸收和采纳两个标准中的重要部分,对其中相对薄弱部分做出了提高修改,是该领域的权威标准);2011年12月31日国家食品药品监管局发布行业标准YY0569-2011(替代YY0569-2005);2020年1月17日国家市场监管总局发布Ⅱ级生物安全柜国家计量技术规范JJF1815-2020。

对于Ⅱ级生物安全柜，我国标准与欧、美标准之间存有联系和区别，从基本方面都在于对操作人员、实验样品和工作环境提供保护，但在生物安全柜分类及性能指标上存有异同。首先在分类方面，YY0569和JG170与NSF/NSI49一样，按相关内容将Ⅱ级生物安全柜分为四个类型(A1型、A2型、B1型和B2型)，NSF/NSI49-2018、JJF1815-2020在原来四个类型的基础上，又增加C1型。而BS EN12469-2000只对Ⅱ级生物安全柜有个基本定义。其次，在性能指标方面存有异同，下面列举其中几个指标的对比，见表1所示[3,5-8]。

表1 Ⅱ级生物安全柜美标、欧标、国内标准几项性能指标比较表[3，5-8]

通过对比可以看出，我国标准和欧、美标准总体上拥有很大的相似性，但在一些主要性能指标方面，我国标准既吸收了欧、美标准中的优点，又提出了更加精确、严谨的测试要求，优于国外标准(如：下降气流流速等)，可以说，我国Ⅱ级生物安全柜的标准是世界上现行标准中比较严格的标准。

2 Ⅱ级生物安全柜使用及测试情况分析

生物安全柜是实验室中保护广大科学实验人员和实验样品不受污染的重要器材，设备安装之后并非一劳永逸。有不少生物安全柜自安装后长期服役，使用人员日常维护保养不科学不到位，设备缺乏监测，部分操作者没能接受良好的技能培训，使得一些生物安全柜“带病”工作，对实验室的人员和环境造成潜在的危害，下面列举了部分省市相关部门近年来对Ⅱ级生物安全柜使用情况的抽查情况，如表2所示[9-13]。

从表2统计情况看出，“流入气流流速”和“下降气流流速”两项合格率偏低，直接关系到设备对实验室工作者和实验样品的保护性能，情况不容乐观。生物安全柜能够保护实验人员、实验样品和实验环境，其功能主要是通过顶部下降气流和前窗流入气流共同作用完成。二者在前窗最大开启高度处交汇，如果这两项指标达不到要求，就有可能在交汇处发生反流，使柜内实验样品颗粒外溢或者污染物向柜体上部流动，直接关系到设备对实验室工作者和实验样品的保护性能。如果前窗流入气流流速过大，则前窗流入气流会进入操作区，由于前窗空气未经过任何过滤设备的净化，对实验样品具有很大危害；如流入气流流速过小，垂直下降气流则会通过前窗操作口外溢，安全柜内的气溶胶粒子会溢出安全柜，对实验室人员和环境造成威胁。分析其主要原因:生物安全柜安装位置不合理、实验时实验室窗户打开、有人员开关门、操作人员身后有人员走动等，都会对流入气流流速产生影响，对实验样品造成威胁。下降气流流速过低，将使安全柜工作区域内的气流流向紊乱，造成交叉污染，影响试验结果的判定；若流速过高，可能将微生物气溶胶从工作前窗吹出安全柜之外，危害实验者和实验室环境安全[1]，分析其主要原因：高效过滤器堵塞或密封性差、使用时间过长、未及时更换、风机老化及柜体安装不合理致使进气格栅堵塞等。

表2 我国部分地区生物安全柜抽样调查情况[9-13]

在对Ⅱ级生物安全柜其中一些主要性能指标的检验测试方法上，国内几个标准之间也存在不同(例如：对于“下降气流流速”测点的要求)，如表3所示。

表3 国内标准对“下降气流流速”测点要求的区别

所以在生物安全柜实际生产、使用和检验检测中，要明确所采用的标准，按不同标准的要求采用相应的检测方法，对检测结果进行评价。

3 应对措施

(1) 生物安全柜的生产厂家应认真执行国家标准和行业标准，合理设计，精心制造，严格出厂检测；

(2) 设备的安装必须按相关要求进行，选择位置符合要求，由专业人员施工，确保安装质量，做好安装后的现场检测验收工作。

(3) 加强对实验室操作人员的技能培训，坚决不允许未经培训或培训不合格的人员上岗使用生物安全柜，严格执行操作规程，设备使用前、使用中和使用后按章操作，做好设备的日常维护保养；

(4) 按规定对生物安全柜进行定期检验检测，发现异常情况及时消除，确保设备正常运行，杜绝隐患，加强第三方的技术支持；

(5) 行政监督管理部门应加强对生物安全柜使用和监测的监管工作，清除死角、盲区，使生物安全柜能够安全有效地服务于各行各业的生产、科研活动。

4 结 语

生物安全柜是保障实验室生物安全的重要设备，是各类实验室生物安全的一级防护屏障中最基本的安全防线，其设备性能直接影响实验室人员、实验样品结果和实验室环境的安全。抽样调查国内生物安全柜性能检测结果显示，“流入气流流速”和“下降气流流速”两项合格率偏低，存在安全防护隐患，需要在设计制造、安装、使用、检测和行政监管环节加强管理，确保我国生物安全柜的安全使用。