引言
為給專家、科研人員創(chuàng)造條件,公司決定建立P3實驗室。P3實驗室是危險度級別為3級的生物安全實驗室,習(xí)慣上使用P3來反映危險度從低到高的分類。P3實驗室的設(shè)計是以保護(hù)操作者、保護(hù)制品、保護(hù)環(huán)境為目的。
P3實驗室的標(biāo)準(zhǔn)做法是采取二次隔離。一次隔離是在操作危險微生物的場所采取把危險微生物隔離在一定空間內(nèi)的措施,既是一次隔離。一次隔離也就是危險微生物和操作者之間的隔離,是以防止操作人員被感染為目的。具體設(shè)備是生物安全柜加個人防護(hù)設(shè)施,實驗須在安全柜內(nèi)進(jìn)行。二次隔離是為了防止病原體從實驗室漏到外部環(huán)境中去而把實驗室和外界隔斷,也就是實驗室與外界之間的隔離,是以防止實驗室外的人被感染為目的的隔離。
二次隔離是負(fù)壓隔離。它是以排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)能力為核心;以嚴(yán)格的氣密度為條件:以多重自動%手動保護(hù)為手段確保負(fù)壓的正常維持。生物危險的事件幾乎都發(fā)生在實驗室中。原因是生物安全實驗操作中極易發(fā)生生物學(xué)危險氣溶膠的途徑太多,有資料研究總結(jié)如下:
(1)吸球%吸管操作。由吸管中向外排液,用力過猛會使液滴飛濺,彈離液體或固體培養(yǎng)基表面釋放出大量微粒;或當(dāng)吸管末端含有物快排盡時,可能產(chǎn)生氣泡,尤其是富于蛋白性懸液更易形成氣泡,而氣泡破裂形成氣溶膠。
(2)離心沉淀時,沉淀管裝量太滿,管蓋未蓋或不嚴(yán),以及離心操作過程中離心管破裂,都可導(dǎo)致氣溶膠散播。
(3)注射器操作時,當(dāng)抽吸后或者拔出時,注射器針頭由于顫動而散發(fā)出微粒。
(4)用接種針去粘沾液體時,液柱斷裂。
(5)鏡檢涂片時,液絲斷裂。
(6)傳染性材料傾注出來。
(7)打開培養(yǎng)器皿蓋時,蓋內(nèi)壁往往有傳染性凝結(jié)水薄膜,因破裂而散發(fā)氣溶膠。
(8)開安瓶時,如瓶內(nèi)為液體,則當(dāng)銼刀銼斷瓶頸后,即可能發(fā)生氣溶膠;如瓶內(nèi)為干燥的活菌或菌種,特別是用真空融封的,更易產(chǎn)生氣溶膠。
(9)機(jī)械振蕩和超聲振蕩,或者研磨、浸解、拔出研磨柱時,都可形成氣溶膠。
(10)裝有液體容器的破損或液體溢出。
(11)用超聲波清洗機(jī)清洗污染器具時,也可能發(fā)生大量氣溶膠。
(12)在粗糙的培養(yǎng)基表面涂布菌液時。
(13)高壓滅菌器在滅菌前的排氣。
(14)從玻璃瓶或離心管上拔出棉塞時。
(15)處理關(guān)過受感染動物的籠子。
所以對P3實驗室中的器具、儀器儀表、設(shè)備及其操作等均有嚴(yán)格的要求。上述操作均應(yīng)在隔離器內(nèi)進(jìn)行。一次隔離實行的越嚴(yán)格越充分,二次隔離的危險和難度就越小。
設(shè)計中的有關(guān)考慮
2.1 一次隔離設(shè)備情況
P3實驗室里一次隔離設(shè)備配備的是美國B2型生物安全柜。該生物安全柜不使用循環(huán)風(fēng),為全排型。其排風(fēng)由兩部分組成,一部是安全柜內(nèi)部通過操作區(qū)的層流送風(fēng),使制品在百級環(huán)境下操作,這部分風(fēng)量約占柜總排風(fēng)量的60%,另一部分是通過操作窗口從外部吸入安全柜的排風(fēng)道入口,使操作過程的氣流保持在柜內(nèi)不向外漂移而直接流入安全柜的排風(fēng)道,這部分約占柜總排風(fēng)量的40%。當(dāng)操作窗口為正常開啟度8寸時則保持安全的吸入風(fēng)速0.5m/s。當(dāng)操作的動作幅度大或快都會出現(xiàn)擾動氣流,超過報警線的操作更是危險的感染源之一。
2.2 P3實驗室的氣流方向為單方向流動
在P3實驗室的平面布局上明確人、物、潔凈、污染的進(jìn)出路線,明確劃分出清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)。以污染區(qū)為核心經(jīng)過多重屏障(須經(jīng)雙層連鎖氣閘門)和潔凈區(qū)分離。污染區(qū)壓力最低以保證氣流是從潔凈區(qū)——半污染區(qū)——污染區(qū),即從低污染度流向高污染度。該實驗室試驗間負(fù)壓為-40Pa,準(zhǔn)備間為和實驗室的排風(fēng)均經(jīng)過兩道高效過濾器后的負(fù)壓管道到二樓頂上以>12m/s的風(fēng)速排向空中,達(dá)到防止病原體從實驗室中逃逸的目的生物安全柜-25Pa,氣閘間為-15Pa,內(nèi)更間為-5Pa,室壓力形成一定梯度保證氣流單方向流動。
2.3 P3實驗室的空調(diào)系統(tǒng)獨立而復(fù)雜
獨立是指一個在分隔的獨立區(qū)域?qū)iT作的一個空調(diào)系統(tǒng);復(fù)雜是空調(diào)系統(tǒng)要和一次隔離的設(shè)備混合完成二次隔離且在系統(tǒng)配置上有變風(fēng)量閥件和自己設(shè)計的帶滅菌裝置的排風(fēng)高效過濾器等。生物安全柜的位置不僅與門口、走道有關(guān)也與風(fēng)口位置有關(guān),同樣不能產(chǎn)生擾動、逆向、上升氣流使操作者受到感染;生物安全柜安裝后要進(jìn)行調(diào)試以達(dá)到規(guī)定的指標(biāo),其中各運行狀態(tài)的風(fēng)量調(diào)整與空調(diào)密切相關(guān),排風(fēng)量約2000m3/h*臺,它會導(dǎo)致房間的排風(fēng)波動,嚴(yán)重影響著房間的負(fù)壓值。房間小而風(fēng)量變化大給設(shè)計帶來很大難度。排風(fēng)與生物安全柜須互鎖;房間不許有瞬時正壓的出現(xiàn),排風(fēng)與送風(fēng)須互鎖;在就是文丘里閥的使用。菲尼克斯的文丘里閥專門適合通風(fēng)廚和生物安全實驗室的使用。它有最靈敏快速的反應(yīng)速度在)秒之內(nèi),足以保證消除房間正壓的產(chǎn)生。文丘里閥分為變風(fēng)量型、雙穩(wěn)態(tài)型和定風(fēng)量型。變風(fēng)量閥可滿足P3實驗間的變風(fēng)量控制要求又達(dá)到盡可能的節(jié)約能量。變風(fēng)量閥的應(yīng)用還解決了排風(fēng)口不能多設(shè)的問題。在舊建筑中磚混結(jié)構(gòu)墻洞不能開大開多,排風(fēng)口的設(shè)置中充分利用了雙層三七墻的特點,將兩級高效過濾器以離污染源最近的距離連續(xù)碼放,做到使污染風(fēng)道最短。為完成消毒程序而裝設(shè)了嚴(yán)格的氣密閥。P3實驗室的空調(diào)為全新風(fēng)系統(tǒng),為了保證實驗室試驗過程的連續(xù)運行采用了一備一用的送排風(fēng)裝置,等等。
2.4 P3實驗室的其他設(shè)施均嚴(yán)格控制
我所的P3實驗室電氣實行雙路供電,不設(shè)真空管線、給水、排水、工廠蒸汽
等。對P3專用脈動真空消毒器設(shè)備的給排水、蒸汽、真空排氣等均由設(shè)備自身處理達(dá)標(biāo)后方可排放。實驗室必需的CO2氣體管線設(shè)有在線過濾器和止逆閥,由機(jī)房進(jìn)入P3準(zhǔn)備間。各種設(shè)施的設(shè)置和安裝均不能破壞P3實驗室的氣密性。P3實驗室的自控系統(tǒng)為分布式控制,有上位機(jī)、下位機(jī)和通訊系統(tǒng)。有對負(fù)壓通風(fēng)的控制、顯示、報警,溫度濕度的控制(恒溫恒濕機(jī)組)顯示,對恒溫室的連鎖控制和溫度顯示,由于采用了文丘里閥和電動氣密閥對風(fēng)量的調(diào)節(jié)、負(fù)壓的維持、各運行工況的轉(zhuǎn)換提供了保證,在自控室對P3實驗室的運行狀況可以一目了然并進(jìn)行操作。
2.5 P3實驗室的安全使用除設(shè)計之外要驗收合格,要嚴(yán)格操作管理。
如生物安全柜的各項測試驗證、P3消毒鍋的滅菌排放達(dá)標(biāo)驗證、空調(diào)系統(tǒng)的房間負(fù)壓及排放達(dá)標(biāo)驗證等。實驗過程禁止危險操作,必須嚴(yán)格執(zhí)行《生物安全手冊》。