B2型生物安全柜的构成和工作原理及其使用

　　0 前言

　　生物安全柜是生物安全实验室中的空气净化安全装置，可防止实验操作过程中含有危害性或未知性气溶胶的空气散逸，以保证操作人员和周围环境的安全，是保障实验室生物安全的一级屏障。根据对操作人员、环境和受试样本的保护程度，可将生物安全柜分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级。其中根据进风和排风类型又可将Ⅱ级生物安全柜分为A1型、A2型、B1型、B2型，B2型生物安全柜因具备柜内单向流的全新风系统，对操作人员和样品保护安全度更高，在BSL-3实验室中得以广泛应用。本文主要阐述Ⅱ级B2型生物安全柜在BSL-3实验的中安装和调试过程。

　　1 B2型生物安全柜的构成和工作原理

　　B2型全排风型生物安全柜主要由排风高效过滤器、送风高效过滤器、负压排风道、送风机、工作视窗、前端进风口等组成，见图1。安全柜前面开口的玻璃窗可上下推拉，但推拉高度必须保持在规定范围内，否则柜体会报警。

　　B2型生物安全柜顶部自带有送风机，可将房间内空气从前端入口和上部进风口吸入柜内，再经送风高效过滤器过滤后送至操作空间；同时，在BSL-3实验室外排风机的抽吸作用下，操作空间的污染空气可经排风高效过滤器排出室外。因为柜内气流为单向循环，可有效防止样品间的交叉“污染”。

　　1-前端开口；2-工作视窗；3-排风高效过滤器；4-送风高效过滤器；5-负压排风道；6-风机；7-过滤器网。

　　2 B2型生物安全柜在BSL-3实验室的安装

　　结合某BSL-3实验室B2型生物安全柜安装实例，分析该型安全柜安装前需要解决的问题和安装流程。

　　2.1 安装前需解决的问题

　　（1）在BSL-3实验室设计阶段，应该考虑安全柜的排风量需求，需要把安全柜的数量和每台安全柜的具体排风量考虑在系统送、排风机的总风量内。

　　（2）BSL-3实验室系统应为每台安全柜配备一个定/变风量阀，以保证系统在状态切换或扰动过程中安全柜排风量符合相应要求。

　　（3）若B2型生物安全柜和实验室房间共用排风机时，为保证安全柜排风高效过滤器的使用寿命，系统应为B2型安全柜配置密闭阀，以保证安全柜在开关机过程中，该实验室各房间的压差满足负压和定向流要求，避免出现正压和压力逆转现象，且负压不宜过大以免危害实验操作人员。

　　（4）根据生物安全实验室建筑技术规范GB50346-2011要求，B2型生物安全柜应采用单独供电方式且应配备不间断电源系统（UninterruptedPowerSystem，UPS），UPS供电时间≥30min，以免其他设备发生意外导致生物安全柜失效。

　　2.2 安装流程

　　（1）B2型生物安全柜安装前BSL-3实验室应完成相应的施工工作。具体需满足：BSL-3实验室的吊顶、墙面、地面等结构施工完成；实验室内清理完毕，满足一定的洁净度要求；BSL-3实验室空调机组、排风机安装完毕；通风管道和管路阀门安装完成；空调机组和排风机联动调试完成；各风量阀调试完毕，风量匹配符合设计要求；BSL-3实验室动力和照明调试完成；自控系统完成对送；排风机和风阀单机的调试完成。

　　（2）B2型生物安全柜应搬运至BSL-3实验室核心区指定位置。B2型生物安全柜属于实验室大型设备，尤其是双人安全柜，尺寸比较大，而BSL-3实验室特殊性房间较多，大型仪器设备进出比较麻烦。因此在安装有B2型生物安全柜的BSL-3实验室核心区，实验室设计和施工时应考虑到大型设备的进出，做到安全柜能够简单快捷地进出实验室。

　　生物安全柜在搬运过程中，严禁将其横倒放置和拆卸，宜在搬入安装现场后再拆开包装，防止安全柜送、排风高效过滤器被污染。B2型生物安全柜应安装于排风口附近，不应安装在气流激烈变化和人走动多的地方，应处于空气气流方向的下游。生物安全柜背面、侧面与墙的距离宜≥300mm，至少为80mm，以留出生物安全柜检修空间。

　　（3）连接排风管道。B2型生物安全柜放置平稳后，其排风口要与BSL-3实验室排风管道连接起来，连接要严密、结实、耐用、美观。还要根据实际需要在管道上安装密闭阀，密闭阀要与系统联动。新建BSL-3实验室排风管道材料宜采用不锈钢，氩弧焊接。

　　（4）信号要与BSL-3实验室系统联动。应把B2型安全柜启停信号和安全柜报警信号接入BSL-3实验室自控系统，以便安全柜开关机状态转换和故障报警，且安全柜启停信号要与整个实验室系统送、排风量相匹配，满足实验室压差和定向流要求。

　　3 B2型生物安全柜的调试

　　B2型生物安全柜安装完成后要与BSL-3实验室系统进行调试，同时还要对安全柜自身进行参数调整和设置。结合某BSL-3实验室安装的纽艾尔B2型生物安全柜（NU-430-600E型）工程实例，分析了该型号安全柜具体的调试方法。根据NU-430-600E型安全柜性能规格和公差要求，其总排风量和下降气流平均速度分别有默认设定值和报警限定值。具体为：总排风量设定值为1868cm3/h，报警限定范围为1672~2064cm3/h；下降气流平均速度设定值为0.3m/s，报警限定范围为0.26~0.34m/s。

　　（1）测量安全柜实际排风量。首先在NU-430-600E安全柜外排风机和密闭阀开启且内置送风机关闭的条件下，待系统稳定后用风速仪测量该安全柜排风管道截面平均风速，计算总排风量，与标准设定值进行比较，通过调节排风管上风量阀把安全柜排风量调到设定值1868cm3/h。然后恢复安全柜正常状态，内置送风机可正常开启。

　　（2）进入系统设定和校准模式。长按安全柜上“绿旗”进入安全柜气流控制系统的设定和校准模式，此时安全柜面板上液晶屏垂直下降气流显示栏指示为“CAL”，时钟显示栏指示为“A_B3”。

　　（3）排风量上下限的设定。按压安全柜面板上“SEL”按钮，使紧挨着排气量显示器的LED灯亮起，同时按压“SETTIME”和“↑”，时钟显示器将显示“HI.LM”并显示高限值，按“↑”或“↓”键，调整高限值为2064cm3/h，按压“SETTIME”保存。同时按压“SETTIME”和“↓”，时钟显示器将显示“LO.LM”并显示低限值。按“↑”或“↓”键，调整低限值为1672cm3/h，按压“SETTIME”保存。

　　（4）垂直下降气流速度上下限的设定。按压安全柜面板上“SEL”按钮，使紧挨着下降气流速度显示器的LED灯亮起，同时按压“SETTIME”和“↑”，时钟显示器将显示“HI.LM”并显示高限值，按“↑”或“↓”键，调整高限值为0.34m/s，按压“SETTIME”保存。同时按压“SETTIME”和“↓”，时钟显示器将显示“LO.LM”并显示低限值，按“↑”或“↓”键，调整低限值为0.26m/s，按压“SETTIME”保存。

　　（5）垂直下降气流速度校准。在安全柜设定和校准模式下把送风机“开关”打开，外排风量和压力满足安全柜启动要求后，安全柜压力开关吸合内置送风机使其启动，待风量稳定后，用风速仪测量安全柜工作区窗口上方10cm处水平面的垂直下降气流平均风速，与标准值0.3m/s进行比较。按压安全柜面板上“SEL”按钮，使紧挨着时钟显示器的LED灯亮起，同时按压“SETTIME”和“↑”，时钟显示器显示“BLOW”并闪亮，同时显示送风机运行百分数“×××.×”，按压“↑”或“↓”键调整垂直下降气流平均速度到0.3m/s，然后按压“SETTIME”保存。

　　（6）排风量校准。上述步骤完成后马上进行工作窗口平均风速的测量，用风速仪测量工作窗口断面平均风速，与标准值0.53m/s进行比较，微调排风管风阀，直到平均风速为0.53m/s。按压安全柜面板上“SEL”按钮，使紧挨着排风量显示器的LED灯亮起，接着按压“SETTIME”，时钟显示器显示“CAL.P”，在保证工作窗口断面平均风速稳定为0.53m/s的条件下，通过调节面板上的“↑”、“↓”使得排风量的值为1868cm3/h，然后按压“SETTIME”保存，即完成排风量校准。

　　（7）退出设定和校准模式。长按安全柜上“绿旗”则系统自动退出设定和校准模式，退出后下降气流和排气量显示器均显示破折号，时钟显示器将显示当前时间。B2型生物安全柜成功进行参数调整和设置后，要与BSL-3实验室系统进行联动调试，经过反复自测验证联动调试合格后，方可申请第三方检测。

　　4 B2型生物安全柜使用注意事项

　　BSL-3实验室中的生物安全柜在使用之前必须经过第三方专业检测，检测项目主要有排风高效过滤器的检漏、垂直下降气流平均速度、工作窗口气流流向、工作窗口气流平均速度、工作区洁净度、噪音、照度等，同时还需经过认可委专家的验收方可使用。

　　在BSL-3实验室中B2型生物安全柜使用注意事项：

　　（1）在BSL-3实验室启动和关机过程中系统送排风量变化较大，因此此过程中严禁开关B2型生物安全柜，防止系统受到破坏。

　　（2）当BSL-3实验室内有多台生物安全柜时，不宜同时开启或关闭两台及两台以上生物安全柜，避免系统风量变化较大。

　　（3）B2型生物安全柜开启后如果排风量和垂直下降气流风速不能满足设定要求，则会蜂鸣报警，需专业人员调整正常后方可进行实验操作。

　　（4）B2型生物安全柜安装调试完成后，不可推、挪设备。

　　（5）在操作实验时，要求前面玻璃开启的高度为20cm左右，左下角有开启高度的标志。如开启高度超出限制仪器就会报警，调整合适高度后报警自动消失。

　　（6）在实验操作完成后进行紫外灯消毒时，需把前面玻璃关闭，否则紫外灯不会点亮，同时还可对紫外灯消毒时间进行设定。

　　（7）B2型生物安全柜更换空气过滤器时应与厂家工程师联系进行更换，实验室工作人员不能私自进行更换，以免操作不当污染周围环境。

　　（8）用过的B2型生物安全柜过滤器必须放在密闭容器中，并在明确的位置注明其可能含有危险微生物，以引起相关工作人员的注意，对其进行特殊处理。

　　5 结语

　　B2型生物安全柜是保证实验室生物安全的重要屏障。BSL-3实验室中B2型生物安全柜的安装和调试，既要满足操作规范，又要符合BSL-3实验室的建设和操作需求，这样方可保障实验室的生物安全。

　　[参考文献]
　　[1]李敬华,顾子华.生物安全柜的原理及选择[J].生命科学仪器,2007,5(6):46-48.
　　[2]王秋娣.生物安全柜的原理及其应用[J].中国医学装备,2005,2(12):22-26.
　　[3]许钟麟,王清勤.生物安全实验室与生物安全柜[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
　　[4]中华人民共和国建设部.GB50346-2011生物安全实验室建筑技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
　　[5]陈激扬,李鹏宇,采云.临床实验室生物安全柜的选型及使用注意事项[J].武警医学,2008,19(9):833-835.
　　[6]赵伟.生物安全柜的性能检测与质量控制[J].中国医疗设备,2013,28(5):51-53.
　　[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB19489-2008实验室生物安全通风要求[S].北京:中国标准出版社,2008.