Шкаф биобезопасности
 Микробиолог проводит исследование гриппа в кабинете биобезопасности. | |
| Акроним | БСК |
|---|---|
| Другие имена | Шкаф биологической безопасности, шкаф микробиологической безопасности |
| Использование | Биологическое сдерживание |
| Похожие товары | Ламинарный бокс Вытяжной шкаф Перчаточный ящик |
Шкаф биобезопасности ( БББ ), также называемый шкафом биологической безопасности или шкафом микробиологической безопасности , представляет собой закрытое вентилируемое лабораторное рабочее пространство для безопасной работы с материалами, контаминированными (или потенциально контаминированными) патогенами, требующими определенного уровня биобезопасности . Существует несколько различных типов БББ, различающихся по степени биологической защиты, которую они обеспечивают. BSC впервые стали коммерчески доступны в 1950 году. [1]
Цели
[ редактировать ]Основная цель БББ — служить средством защиты лабораторного работника и окружающей среды от патогенов. Весь отработанный воздух проходит HEPA на выходе из бокса биобезопасности -фильтрацию, удаляя вредные бактерии и вирусы . [2] В этом отличие от чистого бокса с ламинарным потоком воздуха , который направляет к пользователю нефильтрованный отработанный воздух и небезопасен для работы с патогенными агентами. [3] : 13 [4] Большинство BSC также небезопасны для использования в качестве вытяжных шкафов . [2] Аналогичным образом, вытяжной шкаф не может обеспечить защиту окружающей среды, которую могла бы обеспечить фильтрация HEPA в BSC. [5] Однако большинство классов БББ имеют второстепенную цель — поддерживать стерильность материалов внутри («продукта»).
Классы
[ редактировать ]Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) классифицируют BSC на три класса. [3] : 6 Эти классы и типы БББ в их составе различаются по двум признакам: по уровню обеспечиваемой защиты персонала и окружающей среды и по уровню обеспечиваемой защиты продукции. [6]
Класс I
[ редактировать ]Шкафы класса I обеспечивают защиту персонала и окружающей среды, но не защиту продукта. Фактически, входящий поток воздуха может способствовать загрязнению проб. [7] Входящий поток воздуха поддерживается на минимальной скорости 75 футов/мин (0,38 м/с). Эти БББ обычно используются для ограждения определенного оборудования ( например, центрифуг) или процедур ( например, аэрации культур), которые потенциально создают аэрозоли. БББ этого класса бывают либо канальными (подключаются к вытяжной системе здания), либо неканальными (рециркуляция отфильтрованных выхлопов обратно в лабораторию). [3] : 6
Класс II
[ редактировать ]Шкафы класса II обеспечивают оба вида защиты (образцов и окружающей среды), поскольку подпиточный воздух также фильтруется HEPA. Существует пять типов: Тип A1 (ранее A), Тип A2 (ранее A/B3), Тип B1, Тип B2 и Тип C1. Требования каждого типа определены Международным стандартом NSF 49. [3] : 31 который в 2002 году реклассифицировал шкафы A/B3 (относимые к последнему типу, если они подключены к вытяжному каналу) к типу A2, [5] и добавил тип C1 в стандарт 2016 года. [8] Около 90% всех установленных боксов биобезопасности являются шкафами типа А2. [7]
В принципах работы используются нагнетатели (вентиляторы) с приводом от двигателя, установленные в шкафу для направления направленного массового потока воздуха вокруг пользователя и в воздушную решетку, что защищает оператора. Затем воздух втягивается под рабочую поверхность и возвращается к верхней части шкафа, где проходит через фильтры HEPA. Столб стерильного воздуха, отфильтрованного HEPA, также продувается вниз над продуктами и процессами, чтобы предотвратить загрязнение. Воздух также выбрасывается через фильтр HEPA, и в зависимости от типа BSC класса II воздух либо рециркулируется обратно в лабораторию, либо вытягивается вытяжным вентилятором через воздуховоды, где он выбрасывается из здания. [9]
Шкаф типа А1, ранее известный как тип А, имеет минимальную скорость притока 75 футов/мин. Нисходящий воздух, считающийся загрязненным, разделяется прямо над рабочей поверхностью (расщепляется дым BSC) и смешивается с приточным воздухом. Этот воздух втягивается через воздуховоды вверх по задней части шкафа, где затем выдувается в загрязненную камеру с положительным давлением. Здесь воздух либо рециркулируется через HEPA-фильтр обратно в рабочую зону, либо выводится из шкафа (также через HEPA-фильтр). Размер фильтров HEPA и внутренней заслонки используются для балансировки этих объемов воздуха. Этот тип небезопасен для работы с опасными химикатами, даже если вытяжка осуществляется с помощью «наперстка» или навеса, чтобы не нарушать внутренний поток воздуха. [3] : 8–9
Шкаф типа A2, ранее обозначавшийся как A/B3, имеет минимальную скорость притока 100 футов/мин. Камера с отрицательным давлением окружает все загрязненные камеры с положительным давлением. В остальном характеристики идентичны характеристикам шкафа типа А1. [3] : 9–11 [5]
Шкафы типов B1 и B2 имеют минимальную скорость притока 100 футов/мин, и эти шкафы должны иметь жесткий канал к вытяжной системе, а не вытяжку через насадочное соединение. Их вытяжные системы также должны быть выделены (один BSC на каждый участок воздуховода и на вентилятор). В отличие от шкафов типов A1 и A2, BSC типа B используют однопроходной поток воздуха (воздух, который не смешивается и не рециркулирует), чтобы также контролировать пары опасных химических веществ. Шкафы типа B1 разделяют воздушный поток таким образом, что воздух за дымораспределителем направляется в вытяжную систему, а воздух между оператором и дымораспределителем смешивается с приточным воздухом и рециркулируется как нисходящий поток. Поскольку вытяжной воздух забирается через заднюю решетку, Центры по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют проводить работы с опасными химическими веществами в задней части шкафа. [3] : 10 Это сложно, поскольку дымовая полоса (обозначающая «заднюю часть шкафа») представляет собой невидимую линию, которая расширяет ширину шкафа (примерно на 10–14 дюймов от передней решетки) и смещается по мере того, как внутренние фильтры HEPA загружаются твердыми частицами. . [9]
Шкаф типа B2 (также известный как BSC с полной вытяжкой) дорог в эксплуатации, поскольку внутри него не осуществляется рециркуляция воздуха. [3] Поэтому этот тип в основном встречается в таких приложениях, как токсикологические лаборатории, где важна возможность безопасного использования опасных химических веществ. [5] Кроме того, существует риск попадания загрязненного воздуха в лабораторию в случае выхода из строя вытяжной системы шкафа типа B1 или B2. Чтобы снизить этот риск, шкафы этих типов обычно контролируют поток выхлопных газов, отключая приточный вентилятор и подавая сигнал тревоги, если поток выхлопных газов недостаточен.
Класс III
[ редактировать ]
Шкаф класса III, обычно устанавливаемый только в лабораториях с максимальной степенью защиты, специально разработан для работы с патогенными агентами BSL-4 , обеспечивая максимальную защиту. Корпус газонепроницаем, и все материалы входят и выходят через резервуар для замачивания или автоклав с двойной дверью . Перчатки, прикрепленные спереди, предотвращают прямой контакт с опасными материалами (шкафы класса III иногда называют перчаточными ящиками ). Эти изготовленные по индивидуальному заказу шкафы часто соединяются в линию, и лабораторное оборудование, установленное внутри, также обычно изготавливается по индивидуальному заказу. [3] : 12–13
Эргономика
[ редактировать ]Шкафы биобезопасности используются ежедневно в течение нескольких часов. Помимо защиты пользователя и материала образца, все большее значение приобретают человеческие факторы проектирования (эргономика) работы. Это включает в себя снижение уровня шума (для более удобной рабочей атмосферы), регулируемую по высоте подставку или табуретку и подставку для ног (для оптимального положения сидя), панорамные боковые окна (больше света внутри шкафа), переднюю створку, расположенную под углом 10° (удобство сидения). положение), сильные источники света (лучший обзор внутри шкафа), поддержка предплечий для комфорта и безопасности, а также расширенные отверстия доступа и наклонные смотровые окна для улучшения условий работы. [10]
Ультрафиолетовые лампы
[ редактировать ]CDC не рекомендует устанавливать УФ-лампы в БББ. [3] : 12–13 Американская ассоциация биологической безопасности поддерживает эту позицию, ссылаясь на риск для безопасности персонала, неглубокое проникновение, снижение эффективности при высокой относительной влажности и частую необходимость очистки и замены лампы. [11] УФ-лампы не следует использовать в качестве основного источника обеззараживания поверхностей внутри БББ. [12] Однако эти утверждения были официально оспорены по крайней мере в одной рецензируемой статье, в которой указывается, что: [13]
- Нет приведенных оснований для необходимости удаления пыли и грязи с лампочек.
- В правильно функционирующих боксах биобезопасности очень чистый воздух, поэтому вероятность скопления пыли снижается.
- Лаборатории, как правило, кондиционированы, что исключает необходимость ингибирования влажности воздействием УФ-излучения.
- При правильном использовании риск воздействия ультрафиолета на пользователей очень низок.
- УФ-дезинфекция эффективна в отношении гермицидов и вируцидов, а также ингибирует загрязнение ДНК для ПЦР.
- УФ-дезинфекция имеет то преимущество, что не оставляет остатков, как физические дезинфицирующие средства.
- Следует учитывать относительную безопасность и риски УФ-дезинфекции по сравнению с другими методами дезинфекции (которые также влекут за собой риски).
Техническое обслуживание и сервис
[ редактировать ]Боксы биологической безопасности обычно должны соответствовать стандартам этой страны или региона. Это требование может регулироваться институциональным органом, таким как TGA, FDA или ВОЗ. Например, в Австралии BSC класса II должны соответствовать строительным стандартам AS2252.2. Эти стандарты ссылаются на несколько других стандартов, таких как AS2243.3. AS2243.3 классифицирует уровень риска, который представляют микроорганизмы, на основе их патогенности, способа передачи и круга хозяев, а также текущих профилактических мер и эффективных методов лечения. [14]
Для BSC класса II существуют особые требования к полевым испытаниям. Базой полевых испытаний в США является NSF49; Европа опирается на EN12469; а в Австралии имеется серия методов тестирования AS1807 (упоминается в AS2252.2). [15] Требования к полевым испытаниям могут включать:
- Скорость воздуха в рабочей зоне.
- Испытание воздушного барьера (барьер между оператором и продуктом; вместо этого в некоторых стандартах используется испытание на внутреннюю скорость)
- Целостность фильтра (проверка на утечку или количество аэрозолей, которое фильтр пропускает через себя)
- Подсчет частиц в рабочей зоне
- Газонепроницаемость
- Проверка герметичности рабочей зоны (проверка целостности рабочей зоны)
- Освещенность в рабочей зоне
- Эффективность ультрафиолетового излучения
- Уровень звука
В общих чертах график регулярного сервисного обслуживания может включать в себя следующие задачи:
- Проверяются воздушный поток и производительность фильтров . Фильтры имеют ограниченный срок службы, определяемый качеством воздуха в лабораторном помещении, количеством частиц и аэрозолей, образующихся внутри рабочей зоны BSC, а также объемом воздуха, проходящего через фильтры. По мере загрузки этих фильтров внутреннему вентилятору приходится выполнять больше работы, чтобы проталкивать через них тот же объем воздуха. В новых шкафах постоянно измеряется поток воздуха и осуществляется самокомпенсация производительности вентилятора, чтобы обеспечить постоянный объем воздуха, проходящего через фильтры и шкаф. Однако саморегулирующиеся шкафы должны подвергаться перекрестной проверке с помощью калиброванных приборов, чтобы гарантировать поддержание производительности на должном уровне. Если расход упадет ниже желаемой производительности, звуковой и визуальный сигнал предупредит оператора. Замену фильтра должен производить только обученный персонал, поскольку фильтр потенциально загрязнен. Это можно сделать либо после дезинфекции шкафа с использованием газовой процедуры (с использованием формальдегида , диоксида хлора или испаренная перекись водорода ) или процедура «вкладывание/вывоз мешка».
- УФ-лампы проверяются и заменяются . Мощность ультрафиолетового излучения со временем снижается, что приводит к ухудшению дезинфекции рабочей зоны.
Практика работы
[ редактировать ]Как и работа на открытых столешницах, работа, выполняемая в БББ, должна выполняться осторожно и безопасно. Чтобы избежать загрязнения и риска заражения персонала, CDC советует исследователям следовать лучшим практикам для уменьшения и контроля брызг и образования аэрозолей, например, хранить чистые материалы на расстоянии не менее 12 дюймов (30 см) от деятельности, генерирующей аэрозоли, и организовывать рабочий процесс. «от чистого к загрязненному». [3] : 22 В частности, открытое пламя, не обязательное в чистой среде БББ класса II или III, вызывает нарушение воздушного потока внутри. [3] : 22 После завершения работ внутри БББ необходимо провести дезинфекцию поверхностей БББ, как и другого лабораторного оборудования и материалов. [3] : 24
При обслуживании или перемещении БББ, включая замену фильтров HEPA, его необходимо обеззараживать газом. Обеззараживание газа включает заполнение БББ ядовитым газом, чаще всего формальдегидом . [3] : 25
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ведум, А.Г. (1969), «Опыт Детрика как руководство к вероятной эффективности микробиологических защитных сооружений P4 для исследований микробных молекул рекомбинантной ДНК»; J Am Biol Safety Assoc ; 1:7-25.
- ^ Jump up to: а б Университет штата Айова (2005 г.). «Шкафы биобезопасности» . Проверено 24 апреля 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н Центры США по контролю и профилактике заболеваний; Национальные институты здравоохранения США (2000). Первичное сдерживание биологических опасностей: выбор, установка и использование боксов биологической безопасности (PDF) . Центры США по контролю и профилактике заболеваний.
- ^ Пенсильванский университет (6 ноября 2009 г.). «Чистые скамейки против шкафов биобезопасности» . Архивировано из оригинала 11 июня 2010 года . Проверено 24 апреля 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с д Компания Бейкер (2010). «Введение в боксы биологической безопасности» . Архивировано из оригинала 26 июля 2020 года . Проверено 26 апреля 2010 г.
- ^ «Занятия в кабинете биобезопасности — NuAire» . www.nuaire.com . Проверено 22 февраля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б ДеПальма, Анджело (7 октября 2009 г.). «Продукт: боксы биологической безопасности» . Менеджер лаборатории . Проверено 26 апреля 2010 г.
- ^ «3 вывода из обновления стандарта NSF/ANSI 49 2016 г. — Labconco» . www.labconco.com . Проверено 30 мая 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «Безопасный кабинет биобезопасности — Labconco» . www.labconco.com . Проверено 30 мая 2017 г.
- ^ «Эргономика шкафа биобезопасности — NuAire» . www.nuaire.com . Проверено 25 мая 2021 г.
- ^ Американская ассоциация биологической безопасности (декабрь 2000 г.). «Доклад с изложением позиции по использованию ультрафиолетового света в боксах биологической безопасности» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 октября 2010 года . Проверено 26 апреля 2010 г.
- ^ «Биобезопасность в микробиологических и биомедицинских лабораториях» (PDF) .
- ^ Мичан, Пол; Кристина Уилсон (2006). «Использование ультрафиолета в шкафах биологической безопасности: противоположный взгляд». Прикладная биобезопасность . 11 (4): 222–227. дои : 10.1177/153567600601100412 . S2CID 7219366 .
- ^ AS2252.2-2009, Часть II. Боксы биологической безопасности, класс II - Проектирование, Стандарты Австралии, 2009, Сидней.
- ^ «АЭС Экология» . AES Экологическая . Архивировано из оригинала 21 марта 2019 года.