Шкаф биобезопасности и шкаф с ламинарным потоком: ключевые различия с точки зрения лабораторной безопасности

Контент

1 Основное отличие: три направления защиты
2 Вытяжной шкаф с ламинарным потоком: только защита продукта
- 2.1 Где это подходит
- 2.2 Где его нельзя использовать
3 Шкаф биобезопасности: изоляция оператора, образца и помещения
- 3.1 Сопоставьте шкаф с уровнем биобезопасности
4 Шкаф биобезопасности и шкаф с ламинарным потоком: параллельное сравнение
5 Воздушный поток и HEPA-фильтрация: почему выхлоп решает все
6 Последовательность принятия решения: какой из них пойдет в вашу лабораторию?
7 Не предлагайте изолированную вытяжку: интеграция в чистых помещениях
8 Часто задаваемые вопросы
9 Заключительная рекомендация

Две лаборатории были построены в один месяц, в разных странах, с одинаковым бюджетом. Один установил вертикальный ламинарный шкаф для подготовки сред; в другом установлен шкаф биобезопасности класса II для обработки клинических образцов. Оба проходят ежедневную проверку на наличие частиц. Однако поменяйте местами две машины, и в течение нескольких часов произойдет загрязнение, а во второй комнате возникнет риск заражения оператора.

Вот почему вопрос о боксе биобезопасности и шкафе с ламинарным потоком не является словарным упражнением. Это решение по классификации рисков. Короткая версия: кожух с ламинарным потоком защищает только работу; Шкаф биобезопасности защищает работу, оператора и окружающее помещение. Все остальное в этой статье является подробным подтверждением этого предложения.

Основное отличие: три направления защиты

Каждое устройство контроля загрязнения можно оценить по одним и тем же трем вопросам: защищает ли оно человека? Защищает ли он продукт? Защищает ли это окружающую среду?

Вытяжной шкаф с ламинарным потоком отвечает «да» ровно на один вопрос: защита продукта. Воздух проходит через фильтр HEPA, а затем движется параллельными ламинарными потоками по рабочей поверхности. Проба остается чистой, но воздух выливается через открытую переднюю часть в сторону оператора. Любая частица, образующаяся на рабочей поверхности, капля из пипетки, встряхиваемой пробирки или пролитая культура, попадает в выхлопной поток в зону дыхания.

Шкаф биобезопасности отвечает утвердительно на все три вопроса. Воздух из помещения втягивается внутрь через переднее отверстие, воздух, отфильтрованный HEPA, омывает рабочую поверхность, а отработанный воздух проходит через фильтры HEPA перед рециркуляцией или выводом в воздуховоды. Переднее отверстие действует как воздушная завеса: аэрозоли улавливаются, а не высвобождаются. Это не тонкий инженерный нюанс; в этом разница между воздействием и сдерживанием.

Защитное покрытие: шкаф с ламинарным потоком и шкаф биобезопасности класса II

Вытяжной шкаф с ламинарным потоком Шкаф биобезопасности (Класс II)

Вытяжной шкаф с ламинарным потоком: только защита продукта

Вытяжной шкаф с ламинарным потоком, также называемый чистым боксом, представляет собой стенд с положительным давлением, который подает воздух, отфильтрованный HEPA, равномерными параллельными потоками. Блок фильтров монтируется либо в задней части устройства, образуя горизонтальную скамейку, где воздух дует в сторону пользователя, либо сверху, образуя вертикальную скамейку, где воздух дует вниз на рабочую поверхность. Обе конструкции имеют одну общую черту: воздух выталкивается наружу, а не удерживается.

Где это подходит

Подготовка питательной среды и чашек с агаром
Аликвотирование стерильных буферов и реагентов
Безопасная фармацевтическая рецептура
Сборка стерильных устройств и компонентов
Работа с электроникой и чистой механикой

Где его нельзя использовать

Человеческая кровь, жидкости организма или образцы, полученные от пациента
Любой инфекционный агент, включая бактерии и грибы, образующие аэрозоли.
Летучие химические вещества или пары растворителей, поскольку выхлопные газы не улавливают пары.

Примечание о закупках: чистые столы стоят дешевле и работают тише, чем боксы биологической безопасности, и они могут пройти проверку скорости воздушного потока, но при этом совершенно непригодны для работы с биологическими опасностями. Классифицируйте материал, прежде чем утвердить бюджет.

Шкаф биобезопасности: изоляция оператора, образца и помещения

Шкаф биобезопасности — это вентилируемое защитное устройство, в котором фильтры HEPA и контролируемый поток воздуха работают вместе, чтобы защитить оператора, продукт и помещение. Геометрия — это то, что отличает его от чистого стола: переднее отверстие втягивает воздух внутрь, приточная камера направляет чистый воздух вниз по рабочей поверхности, а вытяжная камера задерживает частицы перед выпуском воздуха.

Класс I: открытый шкаф с отрицательным давлением; защищает оператора и окружающую среду, но не продукт. Используется для защитных процедур, где не требуется стерильная рабочая поверхность.
Класс II, Тип А2: наиболее распространенный выбор для лабораторий биологических наук; примерно 70 процентов воздуха рециркулируется через фильтры HEPA, а около 30 процентов выбрасывается обратно в помещение. Подходит для работ BSL-2 и BSL-3 без летучих химикатов.
Класс II, Тип B2: 100 процентов воздуха жестко выводится наружу; используется, когда биологические работы сопровождаются следами опасных химикатов или когда требуется максимальная безопасность выхлопных газов.
Класс III: газонепроницаемый перчаточный ящик с отрицательным давлением и двухдверным проходом; предназначен для работ с повышенным риском, обычно BSL-4.

Сопоставьте шкаф с уровнем биобезопасности

Уровни биобезопасности предлагают практический путь. С агентами BSL-1 (микробами низкого риска) можно обращаться в шкафу, одобренном вашим учреждением. Для агентов BSL-2, таких как стафилококк, клинические штаммы E. coli и человеческая кровь, требуется шкаф как минимум класса II. Агенты BSL-3, включая вирусы туберкулеза и воздушно-капельные вирусы, изученные в условиях сдерживания, требуют класса II типа B2 или класса III. С патогенами BSL-4 обращаются почти исключительно в перчаточных боксах.

Шкаф биобезопасности и шкаф с ламинарным потоком: параллельное сравнение

Построчное сравнение «чистого бокса» с боксом биобезопасности класса II; сверьте точную спецификацию с паспортом производителя.
Параметр	Вытяжной шкаф с ламинарным потоком	Шкаф биобезопасности (Класс II)
Защита обеспечена	Продукт only	Продукт, personnel, and environment
Воздушный поток, открывающийся спереди	Внешне, к оператору	Внутрь, подальше от оператора
Внутреннее давление	Позитивный	Негативный (зона сдерживания)
Выхлопной путь	Нефильтрованное, в номер	HEPA-фильтр; с рециркуляцией (Тип A2) или с жесткой канализацией (Тип B2)
Обращение с летучими химическими веществами	Не подходит	Не подходит; Type B2 with dedicated ducting covers trace amounts only
Основа сертификации	Нет стандарта сертификации биобезопасности.	НСФ/ANSI 49 или EN 12469
Период сертификации	Рекомендуемая ежегодная проверка воздушного потока и фильтров	Ежегодно плюс после переезда или замены фильтра
Типичные роли	Подготовка среды, стерильная неопасная работа	Культура клеток, клиническая микробиология, исследования BSL-2/BSL-3
Эксплуатационные расходы	Нижний	Высшее

Воздушный поток и HEPA-фильтрация: почему выхлоп решает все

Оба устройства используют фильтры HEPA, поэтому сам фильтр не является определяющим фактором; конструкция воздушного потока.

В чистом столе путь воздуха прост: подайте фильтр на рабочую поверхность и откройте переднюю часть. HEPA-фильтры класса H14 улавливают не менее 99,995 процентов частиц наиболее проникающего размера, но этот чистый воздух выпускается в помещение без фильтрации на вытяжке. Если в процессе образуются аэрозоли, они уходят вместе с потоком выхлопных газов.

В боксе биобезопасности предусмотрены одновременно три потока воздуха: поток воздуха внутрь через переднее отверстие со скоростью примерно 100 футов в минуту, что предотвращает выход аэрозолей; нисходящий поток воздуха, отфильтрованного HEPA, который поддерживает чистоту рабочей поверхности; и поток выхлопных газов через фильтры HEPA. Скорость передней поверхности представляет собой тщательно продуманный компромисс: слишком низкая, и сдерживание не удастся; слишком высока, и турбулентность нарушает стерильное поле.

Сертификация — это то, что превращает проектные цели в проверенные результаты. Шкаф класса II тестируется на соответствие требованиям NSF/ANSI 49 или EN 12469, охватывающим скорость нисходящего потока, скорость притока, целостность фильтра и сдерживание аэрозолей. Чистая скамейка не имеет эквивалентного стандарта.

На уровне помещения та же самая технология подачи HEPA распределяется через вентиляторные фильтрующие блоки, установленные на потолочной решетке, которые доставляют отфильтрованный воздух во все чистое помещение, а не на один рабочий стол.

Cleanroom Fan Filter Unit with Long-Life Centrifugal Fan

Фильтрующий вентилятор для чистых помещений с долговечным центробежным вентилятором Этот FFU подает воздух, отфильтрованный HEPA, через потолочные блоки, обеспечивая чистоту всего помещения. Его немецкий вентилятор EBM обеспечивает более 50 000 часов работы, низкий уровень шума и плавное регулирование скорости, что делает его пригодным для модульных линий чистых помещений и сборки класса 100. Посмотреть продукт →

Последовательность принятия решения: какой из них пойдет в вашу лабораторию?

Прежде чем писать заказ на поставку, пройдите эту последовательность действий вместе со своим офицером по безопасности.

Классифицируйте материал: является ли он биологически опасным (BSL-2 или выше), антропогенным или смешанным с летучими химическими веществами?
Если какой-либо ответ о биологической опасности положительный, минимум — это бокс биологической безопасности класса II.
Если работа неопасна и важна только защита продукта, то ламинарный шкаф оправдан.
Если присутствуют пары и пары растворителя, вам понадобится химический вытяжной шкаф, а не какое-либо другое устройство; шкафы с угольным фильтром удаляют лишь краткие следы.
Подберите тип шкафа в соответствии со своей стратегией вытяжки: тип A2 с рециркуляцией для стандартной микробиологической работы или тип B2 с жестким воздуховодом, когда требуется 100-процентная вытяжка.

Персонал является доминирующей переменной. В контролируемых средах операторы создают большую часть частиц в воздухе; по опубликованным оценкам, эта цифра обычно превышает 60 процентов. Эта статистика имеет обе стороны: оператор является наиболее вероятным источником загрязнения продукта, а продукт является наиболее вероятным источником воздействия на оператора. Устройство, которое защищает только продукт, решает половину проблемы.

Типичные источники загрязнения воздуха в контролируемой среде

Персонал — 70%
Поверхности — 15%
Проникновение воздуха — 10%
Оборудование — 5%

Не предлагайте изолированную вытяжку: интеграция в чистых помещениях

Вытяжка работает так же хорошо, как и помещение вокруг нее. Шкаф биобезопасности с правильной воздушной завесой не может компенсировать помещение с негерметичными стенами, неправильным каскадом давления или нефильтрованным подпиточным воздухом. При выборе установки четыре элемента требуют такого же внимания, как и сам шкаф:

Ограждение помещения: заподлицо, очищаемые стеновые и потолочные панели с герметичными стыками, обеспечивающими отсутствие утечек в контролируемом объеме.
Подача воздуха: комплекты фильтров потолочных вентиляторов или терминальная подача HEPA, соответствующая классу чистоты от класса 100 до класса 300 000, в зависимости от процесса.
Предварительная фильтрация: первичные фильтры перед последней ступенью HEPA защищают дорогостоящий фильтр и стабилизируют поток воздуха.
Перемещение материалов и персонала: сквозные окна, воздушные душевые кабины и блокирующиеся двери, предотвращающие перекрестное загрязнение между зонами.

Modular Cleanroom Wall Panels for Contamination Control

Модульные стеновые панели для чистых помещений для контроля загрязнения Эти высокоэффективные панели обеспечивают воздухонепроницаемые, гладкие поверхности, устойчивые к пыли и бактериям, обладающие антибактериальными и коррозионностойкими свойствами. Их легкая, изолированная конструкция обеспечивает простоту установки и обслуживания, обеспечивая целостность на уровне помещения, необходимую для правильной работы шкафа. Посмотреть продукт →

Для получения полной информации о выборе панелей, ступеней фильтрации, дверей и проходов прочтите наше полное руководство по выбору системы чистых помещений. В руководстве рассматриваются компоненты контролируемого помещения в рамках единого потока закупок.

Aluminum Frame Primary Filter for HVAC Systems

Фильтр первичной очистки с алюминиевой рамой для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха Этот первичный фильтр отличается низким сопротивлением и высокой пропускной способностью, а также длительным сроком службы. Он широко используется в системах кондиционирования воздуха в качестве первой ступени фильтрации, поддерживая общее качество воздуха в чистом помещении перед более тонкими этапами фильтрации. Посмотреть продукт →

Перед первым использованием создайте сертификационную запись для конкретного объекта: скорость воздушного потока, проверка герметичности фильтра и перепад давления в помещении. Этот рекорд станет основой для каждого будущего теста.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я использовать ламинарный шкаф вместо бокса биобезопасности для клеточных культур?

Только для культур, подтвержденных на отсутствие инфекционных агентов, и только с одобрения учреждения. Для большинства программ биобезопасности требуется шкаф класса II для культивирования клеток, поскольку клеточные линии могут переносить латентные вирусы и микоплазму, а при рутинных манипуляциях образуются аэрозоли.

Удаляет ли шкаф биобезопасности химические пары?

Нет. HEPA-фильтры улавливают частицы, а не пары. Работа со значительным воздействием растворителей должна проводиться в вытяжном шкафу для химических веществ; Шкаф типа B2 с жесткими воздуховодами обрабатывает только следы химических побочных продуктов биологической работы.

Как часто сертифицируется шкаф биобезопасности?

По крайней мере, один раз в год в соответствии с NSF/ANSI 49 или EN 12469 и еще раз после переезда, после замены HEPA-фильтра, а также при каждом изменении баланса давления в помещении или конфигурации вытяжки. Ламинарные скамейки также выигрывают от ежегодной проверки воздушного потока и целостности фильтров, хотя к ним не применяются стандарты биобезопасности.

Какое устройство имеет более низкие эксплуатационные расходы?

Вытяжной шкаф с ламинарным потоком обычно имеет более низкую закупочную цену, более дешевые фильтры и отсутствие обязательной программы сертификации. Шкаф класса II требует замены HEPA, ежегодной сертификации и возможных затрат на воздуховоды. Но выбор более дешевого устройства для опасных работ обычно заканчивается неудачной проверкой и повторной покупкой, а это самый дорогой путь из всех.

Заключительная рекомендация

Если решение сводится к выбору бокса биобезопасности или шкафа с ламинарным потоком, сначала ответьте на один вопрос: что подвергается риску? Используйте шкаф с ламинарным потоком для неопасной защиты продукта; используйте шкаф биобезопасности класса II для всего, что может нанести вред оператору. Доверяйте сертификации, а не видимости. На рекламной фотографии оба устройства выглядят одинаково, но геометрия воздушного потока у них принципиально отличается.

Если вы оборудуете контролируемое пространство и нуждаетесь в поддержке элементов вокруг вытяжки, включая чистые панели, подачу FFU, предварительную фильтрацию, проходы и дверные системы, свяжитесь с нашей командой инженеров по чистым помещениям и сообщите подробности вашего применения.