一、Ⅰ級生物安全柜介紹
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)進行操作。前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流可以保護操作人員的安全，排出氣流經(jīng)高效過濾器過濾后排出安全柜保護環(huán)境。
2、但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可靠的保護，即不能進行需無菌潔凈條件的操作。由于不能保護柜內(nèi)產(chǎn)品，目前已較少使用。
二、Ⅱ級生物安全柜介紹
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)過濾的空氣直接進入工作臺面，從而保護樣品。前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流可以保護操作人員的安全，氣流經(jīng)排風(fēng)高效過濾器過濾后排出安全柜以保護外界環(huán)境。
（1）Ⅱ級A1型生物安全柜
Ⅱ級A1型生物安全柜的工作窗口進風(fēng)氣流和工作區(qū)垂直氣流混合后在內(nèi)置風(fēng)機作用下經(jīng)前后格柵進入安全柜回風(fēng)道，進而到達(dá)安全柜送、排風(fēng)高效過濾器之間。借助于這兩個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驗室或通過排風(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。
（2）Ⅱ級A2型生物安全柜
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。
（3）Ⅱ級B型生物安全柜
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B2型生物安全柜是一種全排式生物安全柜,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，但有些化學(xué)物質(zhì)在安全柜內(nèi)操作時能損壞過濾器介質(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)。
三、Ⅲ級生物安全柜介紹
1、Ⅲ級生物安全柜是為4級生物安全設(shè)計的，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驗室柜體的手套進行操作，俗稱手套箱，試驗品通過雙門的傳。Ⅲ級安全柜的箱體采用氣密性設(shè)計，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)（相對于實驗室）。
2、同時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級安全柜進出物品均需經(jīng)過傳遞窗或者經(jīng)特殊設(shè)計的自封閉型傳遞桶。
4、Ⅲ級生物安全柜可以很高程度的保護操作人員和外部環(huán)境，同時兼顧保護安全柜內(nèi)實驗物品，適用于操作危險度4級的病原微生物或感染動物。
5、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)密性進行了等級劃分，共劃定了4個等級，1 級zui高，4級低。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箱室）的期間檢驗指標(biāo)，即箱體內(nèi)壓力低于周邊環(huán)境壓力250Pa下的小時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)采用壓力衰減法進行測試。
（1）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。
（2）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服），因為手套或半身式防護服柔軟富有彈性，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應(yīng)采取必要措施固定手套或半身式防護服以防止其體積發(fā)生較大變化。同時，也應(yīng)采取必要措施防止其因壓力過大或作用時間過長造成應(yīng)力損壞。
四、生物安全柜的性能指標(biāo)、驗證方法及相關(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)定及驗證也主要圍繞以上這三個方面。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的便利性。
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，則允許修正測量點距離，但每列至少測量3點，每行至少測量7點。垂直氣流平均風(fēng)速為各測量點讀數(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。
（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，并記錄測量點的風(fēng)速。測試之前，要保證生物安全柜已達(dá)到正常運行狀態(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，采用發(fā)煙管發(fā)生可視煙霧，通過觀察煙霧流向來驗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。（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直接測量。測試時，Ⅲ級生物安全柜應(yīng)已達(dá)到正常運行狀態(tài)，用微壓差計分別連接Ⅲ級生物安全柜內(nèi)部及實驗室環(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：采用激光粒子計數(shù)器在生物安全柜操作面內(nèi)按要求布置的測點上測量空氣的含塵濃度。
（7）噪聲：生物安全柜正常運行時，采用聲級計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)置一個測量點，與內(nèi)壁距離小于150mm時，不再設(shè)置。被測生物安全柜置于正常工作條件下，用照度計檢測各測量點。被測生物安全柜照度為各測量點照度的算術(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重要的防護屏障之一，是防止有害生物氣溶膠排放至大氣的有效防護手段。因此，我國標(biāo)準(zhǔn)GB 50346-2011《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》要求必須對三級和四級生物安全實驗室內(nèi)使用的隔離設(shè)備的排風(fēng)高效過濾器進行原位檢漏；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。
（10）泄漏電流、接地電阻、耐電壓、絕緣電阻
泄漏電流測試時，讓生物安全柜連續(xù)運行4h后，施加110%額定電壓，用泄漏電流測量儀測量機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，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，電氣強度測試歷時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。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，試驗期間不應(yīng)發(fā)生擊穿；絕緣電阻測試時，在施加500V直流電壓1min后進行絕緣電阻測量，在帶電部件與殼體之間值應(yīng)不小于2MΩ。
（11）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的振動結(jié)果，振動值應(yīng)達(dá)到要求的機械性能，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的總振幅。工作臺面抗變形試驗時，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，可視為臺面無長久性變形。
（12）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。
3、工作窗口氣流平均速度測量方法
（1）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算出氣流平均風(fēng)速，測量時將風(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。
（2）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，將工作窗開口高度開到的操作高度。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，測點的平均值即為工作窗口氣流平均速度。
4、氣流流向
（1）垂直氣流驗證時，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*和回流。
（2）觀察窗隔離效果氣流驗證時，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。
（3）工作窗口邊緣氣流驗證時，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邊界擴散，煙霧應(yīng)進入安全柜內(nèi)部無外逸，且無穿越工作區(qū)氣流。
（4）工作窗開口氣流流向驗證時，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)壁整個水平面上發(fā)煙，煙霧測試時應(yīng)無煙霧從窗口外逸。
5、潔凈度測量  
（1）應(yīng)根據(jù)生物安全柜操作面的面積確定采樣點數(shù)目，并均勻布點。
（2）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)操作需要保護的受試樣本時，潔凈度也要求達(dá)到5級。
6、高效過濾器完好性檢測
（1）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掃描法和計數(shù)掃描法。
①光度計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測試各掃描點局部透過率，根據(jù)局部透過率限值判斷漏孔。
②計數(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。
（2）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。全效率法檢漏時在過濾器上游注入氣溶膠，在上游和下游分別進行采樣，上、下游采樣必須經(jīng)過氣溶膠均勻性驗證，然后根據(jù)上、下游氣溶膠濃度計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全效率法檢漏和計數(shù)器全效率法檢漏。