Tủ an toàn sinh học và Tủ hút dòng tầng: Những khác biệt chính về an toàn trong phòng thí nghiệm

Hai phòng thí nghiệm được xây dựng trong cùng một tháng, ở các quốc gia khác nhau, với cùng ngân sách. Một người đã lắp đặt một tủ hút dòng chảy tầng thẳng đứng để chuẩn bị môi trường; bên còn lại lắp đặt tủ an toàn sinh học cấp II để xử lý mẫu lâm sàng. Cả hai đều vượt qua cuộc kiểm tra hạt hàng ngày của họ. Tuy nhiên, khi hoán đổi hai máy, bạn sẽ gặp sự cố ô nhiễm trong vòng vài giờ và ở phòng thứ hai, người vận hành sẽ có nguy cơ phơi nhiễm.

Đó là lý do tại sao câu hỏi về tủ an toàn sinh học và tủ hút dòng chảy tầng không phải là một bài tập về từ vựng. Đó là một quyết định phân loại rủi ro. Phiên bản ngắn gọn: nắp che dòng chảy nhiều lớp chỉ bảo vệ công việc; tủ an toàn sinh học bảo vệ công việc, người vận hành và phòng xung quanh. Mọi thứ khác trong bài viết này là chi tiết hỗ trợ câu đó.

Sự khác biệt cốt lõi: Ba hướng bảo vệ

Mọi thiết bị kiểm soát ô nhiễm đều có thể được chấm điểm bằng ba câu hỏi giống nhau: Thiết bị đó có bảo vệ con người không? Nó có bảo vệ sản phẩm không? Nó có bảo vệ môi trường không?

Máy hút dòng chảy tầng trả lời có cho chính xác một câu hỏi: bảo vệ sản phẩm. Không khí đi qua bộ lọc HEPA và sau đó di chuyển theo các dòng song song trên bề mặt làm việc. Mẫu vẫn sạch nhưng không khí tràn ra từ mặt trước mở về phía người vận hành. Bất kỳ hạt nào được tạo ra trên bề mặt làm việc, một giọt từ pipet, ống lắc hoặc môi trường nuôi cấy bị đổ, sẽ đưa dòng khí thải đó vào vùng thở.

Tủ an toàn sinh học trả lời có cho cả ba. Không khí trong phòng được hút vào bên trong thông qua lỗ mở phía trước, không khí được lọc HEPA chảy xuống bề mặt làm việc và khí thải đi qua bộ lọc HEPA trước khi tuần hoàn hoặc dẫn khí. Cửa mở phía trước hoạt động giống như một tấm rèm không khí: các hạt khí dung được thu giữ thay vì thoát ra ngoài. Đây không phải là một sắc thái kỹ thuật tinh tế; đó là sự khác biệt giữa tiếp xúc và ngăn chặn.

Phạm vi bảo vệ: tủ hút dòng khí và tủ an toàn sinh học cấp II

Tủ hút dòng chảy tầng Tủ an toàn sinh học (loại II)

Máy hút dòng chảy tầng: Chỉ bảo vệ sản phẩm

Tủ hút dòng khí nhiều lớp, còn được gọi là tủ sạch, là tủ áp suất dương cung cấp không khí được lọc HEPA theo các dòng song song, đồng đều. Bộ lọc được gắn ở phía sau thiết bị, tạo thành một băng ghế nằm ngang nơi không khí thổi về phía người dùng hoặc phía trên, tạo thành một băng ghế thẳng đứng nơi không khí thổi xuống bề mặt làm việc. Cả hai thiết kế đều có chung một đặc điểm: không khí bị đẩy ra ngoài chứ không phải bị chứa lại.

Nó phù hợp ở đâu

Chuẩn bị môi trường nuôi cấy và đĩa thạch
Chia nhỏ dung dịch đệm và thuốc thử vô trùng
Hợp chất dược phẩm không nguy hiểm
Lắp ráp các thiết bị và linh kiện vô trùng
Công việc điện tử và cơ khí sạch

Trường hợp không được sử dụng

Máu người, dịch cơ thể hoặc mẫu có nguồn gốc từ bệnh nhân
Bất kỳ tác nhân truyền nhiễm nào, bao gồm cả vi khuẩn và nấm tạo ra khí dung
Hóa chất dễ bay hơi hoặc hơi dung môi, do khí thải không có khả năng thu giữ hơi

Lưu ý mua sắm: băng ghế sạch có chi phí thấp hơn và chạy êm hơn so với tủ an toàn sinh học, đồng thời chúng có thể vượt qua quá trình kiểm tra tốc độ luồng không khí trong khi hoàn toàn không phù hợp cho công việc liên quan đến mối nguy hiểm sinh học. Phân loại tài liệu trước khi bạn phê duyệt ngân sách.

Tủ an toàn sinh học: Tủ chứa người vận hành, mẫu và phòng

Tủ an toàn sinh học là một thiết bị ngăn chặn thông gió trong đó các bộ lọc HEPA và luồng không khí được kiểm soát phối hợp với nhau để bảo vệ người vận hành, sản phẩm và căn phòng. Hình dạng là điểm khác biệt của nó với một bàn làm việc sạch: lỗ mở phía trước kéo không khí vào trong, khoang cung cấp đưa không khí sạch xuống trên bề mặt làm việc và lỗ thoát khí sẽ giữ lại các hạt trước khi không khí thoát ra ngoài.

Lớp I: tủ áp suất âm, mặt trước mở; bảo vệ người vận hành và môi trường chứ không bảo vệ sản phẩm. Được sử dụng cho các quy trình ngăn chặn không yêu cầu bề mặt làm việc vô trùng.
Loại II, loại A2: sự lựa chọn phổ biến nhất cho các phòng thí nghiệm khoa học đời sống; khoảng 70 phần trăm không khí được tuần hoàn qua bộ lọc HEPA và khoảng 30 phần trăm được HEPA thải trở lại phòng. Thích hợp cho công việc BSL-2 và BSL-3 không có hóa chất dễ bay hơi.
Loại II, loại B2: 100% không khí được dẫn cứng ra bên ngoài; được sử dụng khi có một lượng nhỏ hóa chất độc hại đi kèm với công việc sinh học hoặc khi cần có sự an toàn khí thải tối đa.
Loại III: hộp găng tay kín khí, điều áp âm có cửa đi qua hai cửa; dành cho công việc có rủi ro cao nhất, điển hình là BSL-4.

So sánh tủ với mức độ an toàn sinh học

Mức độ an toàn sinh học đưa ra một lối tắt thực tế. Các tác nhân BSL-1 (vi khuẩn có nguy cơ thấp) có thể được xử lý trong tủ mà tổ chức của bạn phê duyệt. Các tác nhân BSL-2, chẳng hạn như Staphylococcus, các chủng E. coli lâm sàng và máu người, cần có ít nhất tủ loại II. Các tác nhân BSL-3, bao gồm bệnh lao và virus trong không khí được nghiên cứu trong quá trình ngăn chặn, yêu cầu Loại II Loại B2 hoặc Loại III. Mầm bệnh BSL-4 hầu như chỉ được xử lý trong hộp đựng găng tay.

Tủ an toàn sinh học và Tủ hút dòng laminar: So sánh song song

So sánh từng hàng một tủ sạch với tủ an toàn sinh học Cấp II; xác minh thông số kỹ thuật chính xác với bảng dữ liệu của nhà sản xuất.
tham số	Tủ hút dòng chảy tầng	Tủ an toàn sinh học (loại II)
Cung cấp bảo vệ	sản phẩm only	sản phẩm, personnel, and environment
Luồng khí mở phía trước	Hướng ngoại, hướng tới người vận hành	Hướng vào trong, cách xa người vận hành
Áp suất bên trong	tích cực	Tiêu cực (khu vực ngăn chặn)
Đường xả	Chưa lọc, vào phòng	được lọc HEPA; tuần hoàn (Loại A2) hoặc ống dẫn cứng (Loại B2)
Xử lý hóa chất dễ bay hơi	Không phù hợp	Không phù hợp; Type B2 with dedicated ducting covers trace amounts only
Cơ sở chứng nhận	Không có tiêu chuẩn chứng nhận an toàn sinh học	NSF/ANSI 49 hoặc EN 12469
Nhịp độ chứng nhận	Khuyến nghị kiểm tra luồng không khí và bộ lọc hàng năm	Hàng năm, cộng thêm sau khi di dời hoặc thay đổi bộ lọc
Vai trò tiêu biểu	Chuẩn bị phương tiện truyền thông, công việc vô trùng không nguy hiểm	Nuôi cấy tế bào, vi sinh lâm sàng, nghiên cứu BSL-2/BSL-3
Chi phí vận hành	Hạ xuống	Cao hơn

Luồng không khí và lọc HEPA: Tại sao khí thải là tất cả

Cả hai thiết bị đều dựa vào bộ lọc HEPA, vì vậy bản thân bộ lọc không phải là yếu tố phân biệt; thiết kế luồng không khí là.

Trong một bàn sạch, đường dẫn khí rất đơn giản: cung cấp bộ lọc cho bề mặt làm việc ở phía trước mở. Bộ lọc HEPA loại H14 thu giữ ít nhất 99,995 phần trăm các hạt ở kích thước hạt xuyên thấu nhất, nhưng không khí sạch đó được thải vào phòng, không được lọc ở ống xả. Nếu quá trình tạo ra các sol khí thì các sol khí đó sẽ thoát ra theo dòng khí thải.

Trong tủ an toàn sinh học, ba luồng không khí được thiết kế cùng một lúc: luồng không khí đi vào qua khe phía trước với tốc độ khoảng 100 khung hình/phút, ngăn không cho khí dung thoát ra ngoài; luồng không khí được lọc HEPA đi xuống giúp giữ cho bề mặt làm việc sạch sẽ; và dòng khí thải đi qua bộ lọc HEPA. Vận tốc mặt trước là một sự thỏa hiệp cẩn thận: quá thấp và việc ngăn chặn không thành công; quá cao và sự hỗn loạn sẽ phá vỡ trường vô trùng.

Chứng nhận là thứ biến mục tiêu thiết kế thành hiệu suất được xác minh. Tủ Loại II được kiểm tra theo NSF/ANSI 49 hoặc EN 12469, bao gồm tốc độ dòng chảy xuống, tốc độ dòng khí đi vào, tính toàn vẹn của bộ lọc và khả năng ngăn chặn khí dung. Một băng ghế sạch sẽ không có tiêu chuẩn tương đương.

Ở cấp độ phòng, công nghệ cung cấp HEPA tương tự được phân phối thông qua các bộ lọc quạt gắn trên lưới trần, cung cấp không khí đã lọc cho toàn bộ phòng sạch thay vì một băng ghế duy nhất.

Cleanroom Fan Filter Unit with Long-Life Centrifugal Fan

Bộ lọc quạt phòng sạch với quạt ly tâm tuổi thọ cao FFU này cung cấp không khí được lọc HEPA thông qua các bộ phận gắn trên trần để làm sạch cả phòng. Quạt EBM của Đức có hơn 50.000 giờ hoạt động, độ ồn thấp và khả năng kiểm soát tốc độ vô cấp, khiến nó phù hợp với các dây chuyền phòng sạch mô-đun và lắp ráp Cấp 100. Xem sản phẩm →

Trình tự quyết định: Cái nào sẽ được đưa vào phòng thí nghiệm của bạn?

Hãy cùng nhân viên an toàn của bạn thực hiện trình tự này trước khi viết đơn đặt hàng.

Phân loại vật liệu: đó là chất nguy hiểm sinh học (BSL-2 hoặc cao hơn), có nguồn gốc từ con người hay trộn lẫn với các hóa chất dễ bay hơi?
Nếu bất kỳ câu trả lời nào về mối nguy hiểm sinh học là có thì tối thiểu là tủ an toàn sinh học cấp II.
Nếu công việc không nguy hiểm và chỉ quan trọng việc bảo vệ sản phẩm thì tủ hút dòng chảy nhiều tầng có thể được sử dụng.
Nếu có hơi dung môi và khói, bạn cần có tủ hút hóa chất chứ không phải thiết bị; tủ lọc carbon chỉ quản lý các dấu vết ngắn gọn.
Hãy chọn loại tủ phù hợp với chiến lược xả khí của bạn: Loại A2 tuần hoàn dành cho công việc vi sinh tiêu chuẩn hoặc Loại B2 ống dẫn cứng khi cần xả 100%.

Nhân sự là biến số chi phối. Trong môi trường được kiểm soát, người vận hành tạo ra phần lớn các hạt trong không khí; ước tính được công bố thường đưa ra con số trên 60 phần trăm. Thống kê đó bao gồm cả hai cách: người vận hành là nguồn có khả năng gây ô nhiễm sản phẩm nhất và sản phẩm là nguồn có khả năng gây phơi nhiễm cao nhất cho người vận hành. Một thiết bị chỉ bảo vệ sản phẩm sẽ giải quyết được một nửa vấn đề.

Các nguồn ô nhiễm không khí điển hình trong môi trường được kiểm soát

nhân sự — 70%
Bề mặt - 15%
Xâm nhập không khí - 10%
Thiết bị - 5%

Không chỉ định máy hút mùi cách ly: Tích hợp phòng sạch

Một chiếc mũ trùm đầu cũng hoạt động tốt như căn phòng xung quanh nó. Một tủ an toàn sinh học có rèm chắn gió phù hợp không thể bù đắp cho căn phòng có tường bị rò rỉ, tầng áp suất sai hoặc không khí bổ sung không được lọc. Khi bạn chỉ định lắp đặt, bốn yếu tố cần được chú ý giống như chính chiếc tủ:

Vỏ bọc phòng: các tấm tường và trần phẳng, có thể làm sạch được với các mối nối kín để giữ cho thể tích được kiểm soát không bị rò rỉ.
Nguồn cung cấp không khí: dãy bộ lọc quạt trần hoặc nguồn cung cấp HEPA đầu cuối có kích thước phù hợp với cấp độ sạch, từ Loại 100 đến Loại 300.000 tùy thuộc vào quy trình.
Lọc trước: các bộ lọc sơ cấp ở đầu giai đoạn HEPA cuối cùng bảo vệ bộ lọc đắt tiền và ổn định luồng không khí.
Di chuyển vật liệu và nhân sự: cửa sổ đi qua, buồng tắm khí và cửa liên khóa giúp ngăn chặn lây nhiễm chéo giữa các khu vực.

Modular Cleanroom Wall Panels for Contamination Control

Tấm tường phòng sạch mô-đun để kiểm soát ô nhiễm Những tấm hiệu suất cao này đảm bảo bề mặt nhẵn, kín khí, chống bụi và vi khuẩn, có đặc tính kháng khuẩn và chống ăn mòn. Thiết kế nhẹ, cách nhiệt của chúng hỗ trợ lắp đặt và bảo trì dễ dàng, phù hợp với tính toàn vẹn ở cấp độ phòng cần thiết để tủ hoạt động phù hợp. Xem sản phẩm →

Để có hướng dẫn đầy đủ về lựa chọn bảng điều khiển, giai đoạn lọc, cửa và lối đi xuyên qua, hãy đọc hướng dẫn đầy đủ của chúng tôi về lựa chọn hệ thống phòng sạch. Hướng dẫn bao gồm các thành phần của phòng được kiểm soát trong một quy trình mua sắm duy nhất.

Aluminum Frame Primary Filter for HVAC Systems

Bộ lọc sơ cấp khung nhôm cho hệ thống HVAC Bộ lọc sơ cấp này có sức cản thấp và luồng không khí cao, có tuổi thọ dài. Nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí như là giai đoạn lọc đầu tiên, hỗ trợ chất lượng không khí tổng thể của phòng sạch trước các bước lọc tốt hơn. Xem sản phẩm →

Trước khi sử dụng lần đầu, hãy tạo bản ghi chứng nhận dành riêng cho địa điểm: tốc độ luồng khí, kiểm tra rò rỉ bộ lọc và chênh lệch áp suất trong phòng. Bản ghi đó trở thành cơ sở cho mọi bài kiểm tra trong tương lai.

Câu hỏi thường gặp

Tôi có thể sử dụng tủ cấy vi sinh thay cho tủ an toàn sinh học để nuôi cấy tế bào không?

Chỉ dành cho các mẫu cấy đã được xác minh là không có tác nhân lây nhiễm và chỉ khi có sự chấp thuận của tổ chức. Hầu hết các chương trình an toàn sinh học đều yêu cầu tủ cấp II để nuôi cấy tế bào vì các dòng tế bào có thể mang virus và mycoplasma tiềm ẩn, và các thao tác thông thường sẽ tạo ra khí dung.

Tủ an toàn sinh học có khử được khói hóa chất không?

Không. Bộ lọc HEPA thu giữ các hạt chứ không phải hơi. Công việc tiếp xúc nhiều với dung môi phải ở trong tủ hút hóa chất; tủ loại B2 ống dẫn cứng chỉ xử lý các sản phẩm phụ hóa học dạng vết trong công việc sinh học.

Tủ an toàn sinh học được chứng nhận bao lâu một lần?

Ít nhất một lần mỗi năm theo tiêu chuẩn NSF/ANSI 49 hoặc EN 12469 và một lần nữa sau khi di dời, sau khi thay đổi bộ lọc HEPA và bất cứ khi nào cân bằng áp suất phòng hoặc cấu hình khí thải thay đổi. Băng ghế nhiều lớp cũng được hưởng lợi từ việc kiểm tra tính toàn vẹn của luồng khí và bộ lọc hàng năm, mặc dù không áp dụng tiêu chuẩn an toàn sinh học.

Thiết bị nào có chi phí vận hành thấp hơn?

Máy hút mùi dòng tầng thường có giá mua thấp hơn, bộ lọc rẻ hơn và không có chương trình chứng nhận bắt buộc. Tủ Loại II bổ sung thêm các thay đổi HEPA, chứng nhận hàng năm và chi phí ống dẫn có thể có. Nhưng việc chọn thiết bị rẻ hơn cho công việc nguy hiểm thường dẫn đến việc kiểm tra không thành công và phải mua lần thứ hai, đây là con đường đắt nhất.

Khuyến nghị cuối cùng

Nếu quyết định liên quan đến tủ an toàn sinh học và tủ hút dòng chảy tầng, trước tiên hãy trả lời một câu hỏi: điều gì có nguy cơ? Sử dụng tủ hút dòng chảy nhiều lớp để bảo vệ sản phẩm không nguy hiểm; sử dụng tủ an toàn sinh học cấp II cho bất cứ thứ gì có thể gây hại cho người vận hành. Chứng nhận tin cậy chứ không phải vẻ bề ngoài. Hai thiết bị trông giống nhau trong ảnh bán hàng, nhưng hình dạng luồng không khí của chúng về cơ bản là khác nhau.

Nếu bạn đang trang bị một không gian được kiểm soát và cần hỗ trợ về các bộ phận xung quanh tủ hút, bao gồm các tấm sạch, nguồn cung cấp FFU, lọc sơ bộ, lối đi xuyên qua và hệ thống cửa, hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật phòng sạch của chúng tôi kèm theo chi tiết ứng dụng của bạn.