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賽默飛生物安全柜的工作原理

更新時間:2024-11-22點擊次數(shù):820

賽默飛世爾科技(Thermo Fisher Scientific)是科學服務公司,其生物安全柜在實驗室中廣泛應用,提供操作者、實驗材料及環(huán)境的多重保護。以下是賽默飛生物安全柜的詳細工作原理。

一、基本原理

生物安全柜通過控制氣流和過濾系統(tǒng),防止操作者、實驗材料和環(huán)境受到有害微生物的污染。其主要功能包括:

  1. 保護操作者:防止有害生物氣溶膠對操作者的傷害。

  2. 保護實驗材料:防止樣品受到外界污染。

  3. 保護環(huán)境:防止實驗過程中產(chǎn)生的有害生物氣溶膠擴散到實驗室環(huán)境中。

二、氣流控制

生物安全柜的氣流控制是實現(xiàn)其保護功能的關鍵,主要包括以下幾部分:

  1. 垂直氣流

    • 生物安全柜頂部安裝有一個高效微粒空氣(HEPA)過濾器,過濾后的潔凈空氣以垂直方向向下吹入工作區(qū)域。

    • 這種垂直氣流形成一個潔凈的空氣屏障,防止外部空氣進入工作區(qū)域,同時也避免了內部污染物逸出。

  2. 水平氣流

    • 工作區(qū)域內的空氣通過工作臺面的柵格孔進入回風系統(tǒng),再次經(jīng)過HEPA過濾器過濾。

    • 過濾后的潔凈空氣一部分繼續(xù)循環(huán),一部分通過排氣系統(tǒng)排出柜外。

三、過濾系統(tǒng)

HEPA過濾器是生物安全柜的核心部件,其過濾效率高達99.97%,能夠有效捕捉直徑大于0.3微米的微粒,包括細菌和病毒。賽默飛生物安全柜通常配備兩個HEPA過濾器:

  1. 供氣過濾器:安裝在生物安全柜頂部,過濾進入工作區(qū)域的空氣,確保其潔凈度。

  2. 排氣過濾器:安裝在排氣系統(tǒng)中,過濾從工作區(qū)域排出的空氣,防止有害物質進入實驗室環(huán)境。

四、工作模式

根據(jù)氣流和過濾系統(tǒng)的配置,賽默飛生物安全柜主要分為以下幾種類型:

  1. Class I 生物安全柜

    • 僅保護操作者和環(huán)境,不保護實驗材料。

    • 適用于初步處理或分裝有毒化學物質。

  2. Class II 生物安全柜

    • 空氣經(jīng)過HEPA過濾后直接排出柜外。

    • 適用于處理揮發(fā)性化學物質或低劑量放射性物質。

    • 70%的空氣再循環(huán),30%的空氣經(jīng)過HEPA過濾后排出柜外。

    • 適用于大多數(shù)微生物和生物技術應用。

    • 提供對操作者、實驗材料和環(huán)境的三重保護。

    • 進一步分為A1、A2、B1和B2四種類型,其中A2和B2最為常見。

    • Class II A2

    • Class II B2

  3. Class III 生物安全柜

    • 密閉的手套箱,提供最高等級的保護。

    • 適用于處理高風險病原體(如BSL-4級實驗室中的操作)。

五、運行機制

  1. 啟動和運行

    • 啟動生物安全柜時,風機開始運轉,空氣通過供氣過濾器進入工作區(qū)域,形成垂直氣流。

    • 操作者在工作區(qū)域內進行實驗操作時,氣流屏障防止外部空氣進入,保證樣品的潔凈度。

    • 工作區(qū)域內的空氣通過回風系統(tǒng)進入排氣過濾器,過濾后的空氣一部分再循環(huán),一部分排出柜外。

  2. 操作過程

    • 操作者應避免阻礙氣流,盡量減少手臂的進出動作,保持氣流的穩(wěn)定。

    • 使用無菌技術,防止樣品和環(huán)境的交叉污染。

    • 實驗結束后,清潔工作臺面,并啟動紫外燈進行消毒(如果有配置)。

  3. 安全機制

    • 生物安全柜配備壓差監(jiān)測系統(tǒng),確保工作區(qū)域內外的壓差保持在安全范圍內。

    • 當壓差異常或過濾器失效時,系統(tǒng)會發(fā)出警報,提示操作者采取措施。

六、維護和校準

  1. 定期檢查

    • 每年至少進行一次氣流速度和HEPA過濾器的完整性測試,確保其符合標準要求。

    • 定期檢查壓差表、風機和照明系統(tǒng),確保其正常運行。

  2. 過濾器更換

    • 根據(jù)使用頻率和環(huán)境要求,通常每3-5年更換一次HEPA過濾器。

    • 更換過濾器時,需在無菌環(huán)境下進行,并進行完整性測試。

  3. 清潔和消毒

    • 每天使用70%酒精或適當?shù)南緞┣鍧嵐ぷ髋_面和內壁,保持工作區(qū)域的無菌狀態(tài)。

    • 每次使用前后,啟動紫外燈進行消毒,確保內部環(huán)境潔凈。

七、應用場景

賽默飛生物安全柜廣泛應用于以下領域:

  1. 微生物學實驗室:進行細菌和病毒培養(yǎng)、基因重組實驗等。

  2. 生物醫(yī)學研究:處理病原體樣品、細胞培養(yǎng)等。

  3. 制藥和生物技術:藥物開發(fā)、基因工程實驗等。

  4. 臨床檢測實驗室:診斷樣品處理、分子生物學檢測等。

結論

賽默飛生物安全柜通過先進的氣流控制和高效過濾系統(tǒng),為操作者、實驗材料和環(huán)境提供了多重保護。其設計和工作原理確保了實驗操作的安全性和準確性,廣泛應用于各類實驗室和研究機構。通過定期維護和正確操作,生物安全柜可以有效防止生物污染,保障實驗的順利進行。

 

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