技术导航丨生物安全柜的定义、分类及特点介绍

直接接触传播和空气中的气溶胶传播是生物实验室中感染传播的两大主要途径。其中，空气中的气溶胶传播具有最大危险性，它具有传播面积大，爆发性强，感染剂量小等特点。

气溶胶是指悬浮在气体中的固态或液体颗粒，直径一般小于0.1毫米，气溶胶的来源和种类有很多，例如空气中的尘埃、烟雾、雾霾等。气溶胶对人体有无危害主要取决于它本身的性质，包含有病原体微生物的气溶胶，体质较差的人哪怕吸入一点也可能致病。

我们的实验人员在进行病毒检测、疫苗开发时，需要对病毒或者感染性材料进行操作，如果不进行正确防护，形成的含有病毒的气溶胶，会污染实验材料和设备，造成实验失败，还会污染实验室的空气，使科研和检测人员暴露在危险之中。

研究发现，只有用动态的控制方法才能有效地解决由气溶胶引起的污染或感染问题，而生物安全柜便是一种可以防止操作者和环境暴露于实验过程中产生的生物气溶胶的负压过滤排风柜。为了操作人员及其周围人员的安全，生物安全柜是把在处理病原体时发生的污染气溶胶隔离在操作区域内的第一道防御装置。

首先要了解生物安全等级的概念，WHO根据感染性微生物的相对危害程度制订了危险度等级的划分标准，分为危险度1级、2级、3级和4级，1级最低，4级最高。根据危险度等级，包括传染病原的传染性和危害性，国际上将生物实验室按照生物安全水平（BSL）分为P1、P2、P3和P4四个等级。生物安全一级防护水平最低，生物安全四级防护水平最高，BSL-4实验室即P4实验室，是生物安全最高等级的实验室。

引发全球疫情的COVID19新冠病毒暂时按照病原微生物危害程度分类中3级病原微生物进行管理，属于生物安全三级的高致病性微生物，同等级的还有炭疽杆菌、SARS、MERS、HIV等，对这些病原微生物的处理均要求在P3实验室中进行。而近期热播的电视剧《埃博拉前线》中的埃博拉病毒则属于4级病原微生物（生物安全四级），需要在P4实验室中进行。

目前世界上生物安全柜领域执行的最重要的标准是欧洲标准EN12469和美国国家卫生基金会的第49号标准(NSF49), EN12469:2000是欧盟区域内的生物安全柜统一标准，而NSF49则被公认为目前生物安全柜领域最完善的标准，按此标准可将生物安全柜分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。可适用于不同生物安全等级的媒质的操作。

Ⅰ级生物安全柜是指用于保护操作人员与环境安全、而不保护样品安全的通风安全柜。Ⅱ级生物安全柜是指用于保护操作人员、处理样品安全与环境安全的通风安全柜。Ⅲ级生物安全柜是完全密闭、不漏气结构的通风安全柜。只有III级生物安全柜才适用于生物危险度等级为4的媒质的操作。

Ⅰ级生物安全柜的气流原理和实验室通风橱基本相同，不同之处在于排气口安装有HEPA过滤器，将外排气流过滤进而防止微生物气溶胶扩散造成污染，由于其本身无风机，依赖外接通风管中的风机带动气流，无法对柜内样品进行保护，目前已较少使用。

Ⅱ级生物安全柜为临床生物防护中应用最普遍的一类生物安全柜。临床中处理高浓度或大容量感染性材料时，以Ⅱ级生物安全柜应用最多。按照美国NSF49标准，一般将Ⅱ级生物安全柜划分为A1、A2、B1、B2四个类型。所有的二级生物安全柜都可提供工作人员、环境和产品的保护，目前市场上最常见的为A2和B2两个类型的生物安全柜。

安全柜正面下部为手套箱式操作口，柜内操作是通过与安全柜相连的橡胶手套进行，安全柜应维持至少120Pa的负压，方可确保人体与柜内物品完全隔绝，下降气流经高效过滤器过滤后进入安全柜；排出气流经二道高效过滤器过滤后排出。