臨床實驗室生物安全及安全防護設備

1、臨床實驗室生物安全,河南省臨床檢驗中心,臨床實驗室的主要危害源包括三個方面：物理危害源化學危害源生物危害源前兩者的特性：1、可感知，易避免；2、危害范圍有限；3、危害持續(xù)時間短。,一、慘痛的歷史教訓,歷史上，實驗室感染的事件曾多次發(fā)生，實驗室人員曾為此付出了沉重的代價。這些感染的主要原因是：防護意識不強；操作失誤，防護條件不足。,例一：1956年，前蘇聯(lián)的一個實驗室曾有9支裝有感染了委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒的鼠腦的安瓿被打破。由于沒采

2、取必要的措施，結果在幾天內(nèi)造成24名工作人員感染。例二： 1961年莫斯科一家研究所的實驗人員從流行性出血熱疫區(qū)捕捉到一些野鼠帶回實驗室。由于疏忽，這些野鼠被放在了室內(nèi)暴露的場所。不久，實驗室相繼有63人出現(xiàn)發(fā)熱癥狀，開始被誤診為流感，1周內(nèi)又增加了30人，才開始懷疑到是流行性出血熱。,例三： 1967年，歐洲的三個城市為研制疫苗，從烏干達等地進口了一批黑長尾猴，而這些猴子攜帶一種特殊的病毒，引起了13名工作人員患病，并使這種疾病在德

3、國馬爾堡等地區(qū)流行，馬爾堡病毒由此而得名。例四： 1979年4月,前蘇聯(lián)斯維爾德洛夫斯克實驗室的泄露事故。 當?shù)氐纳镂淦鲗嶒炇野l(fā)生了爆炸，約10公斤的炭疽芽孢粉劑泄露，爆炸釋放出大量的細菌毒霧，造成附近1000多人發(fā)病，數(shù)百人死亡。,例五：1998年，我國某大城市的某高校在使用大白鼠進行試驗時，有兩名學生被大白鼠咬傷，還有一些學生在給實驗老鼠放血、解剖的過程中，未按照要求戴手套操作，結果在29名實驗人員中，有 9人感染了流行性出血熱

4、。例六： 2001年，在英國波布特萊爾實驗室東北方向50公里的布倫特伍德地區(qū)發(fā)生了口蹄疫。據(jù)分析和證實，口蹄疫病毒是從波布特萊爾實驗室里泄漏出來，經(jīng)過空氣傳播到布倫特伍德的地區(qū)，從而造成了大規(guī)模的口蹄疫爆發(fā)。,例七：2003年9月，一名27歲的研究生在新加坡國立大學生物安全二級實驗室，因不恰當?shù)膶嶒灣绦颍艿轿髂崃_河病毒樣本與非典冠狀病毒的交叉感染。,例八： 2010年12月19日下午，東北農(nóng)業(yè)大學應用技術學院畜禽生產(chǎn)教育班學生在動物

5、醫(yī)學學院實驗室進行“羊活體解剖學實驗”。共5個班級28人感染布魯氏菌病，其中包括27名學生（14名男生，13名女生）、1名老師。,黑龍江省教育廳就東北農(nóng)大布病事故處置提出如下指導意見：“……通過對學生走訪和現(xiàn)場實地調查，專家組認定該事故是一起因學校相關責任人在實驗教學中違反有關規(guī)定造成的重大教學責任事故，學校對事故承擔全部責任?！?二、微生物風險度評估,根據(jù)《實驗室生物安全通用要求》（GB19489-2004）等級劃分與標準，病原微生物

6、按危險程度分為四組：1級風險組：指對個體和社會無危險或危險性較低的微生物。特性：低個體危害，低群體危害。不會導致健康人員和動物致病的細菌、真菌、病毒和寄生蟲等生物因子屬之。,2級風險組：指對人或環(huán)境具有中等潛在危害的微生物。特性：中等個體危害，有限群體危害。即某種病原體，能引起人類或動物疾病，但對實驗室人員、社會、牲畜或環(huán)境不太可能具有嚴重的危險性，實驗室暴露可能引起嚴重感染，但具有有效的治療方法及預防措施，并且感染的傳播性有限。

7、,3級風險組：主要通過呼吸途徑使人傳染上嚴重的甚至是致死性疾病的致病微生物及其毒素。特性：高個體危害，低群體危害。即某種病原體，通常能引起嚴重的人類或動物疾病，但一般不會因偶然接觸而從一個個體傳染給他人，具有有效的治療方法及預防措施，即通常已有預防傳染的疫苗和治療藥物。,4級風險組：對人體和環(huán)境具有高度的危險性，通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，目前尚無有效的疫苗或治療方法的病原微生物及其毒素。特性：高個體危害，高群體危害。即能引起

8、人類或動物非常嚴重的疾病，一般不能治愈，容易直接或間接或因偶然接觸而在人與人、人與動物、動物與動物之間傳播的病原微生物。,三、臨床實驗室的生物安全防護,實驗室生物安全防護（biological safety containment labortories）：是指在實驗室環(huán)境下處理和保存感染性物質的過程中采用的一系列的防護措施。它包括一級防護（primary containment ）和二級防護(secondary containmen

9、t）。一級防護（屏障）：個人防護裝備和設備。二級防護（屏障）：實驗室設置和設施。,(一)、 生 物安全實驗室的分級及適用范圍,一般說來，生物安全實驗室分為如下四個級別：,1、生物安全1級實驗室（BSL-1）,實驗室結構和設施、安全操作規(guī)程、安全設備適用于對健康成年人已知無致病作用的微生物，如用于教學的普通微生物實驗室等。一級為普通的微生物實驗室，對外人的進入不特別禁止，也不需要使用生物安全柜。試驗一般在普通實驗臺上進行

10、,設施要求,布局：無特殊要求。設施設備：無特殊要求。人員進入：無特別限制。,2、生物安全2級實驗室（BSL-2）,實驗室結構和設施、安全操作規(guī)程、安全設備適用于對人或環(huán)境具有中等潛在危害的微生物。設置要求：建立新實驗室時應盡量遠離公共區(qū)域并進行有效的隔離 ；三區(qū)劃分明確；貯存限制性病原體的實驗室門窗必須加鎖。設施要求：對于可能發(fā)生氣溶膠的實驗在II級生物安全柜中進行；如果涉及到化學致癌物質、放射性物質和揮發(fā)性溶劑，則應在具有

11、全排風功能的II級B2生物安全柜中進行；限制銳利器具的使用。人員進入要求：禁止外人進入實驗區(qū)域。,3、生物安全3級實驗室（BSL-3）,實驗室結構和設施、安全操作規(guī)程、安全設備適用于主要通過呼吸道途徑使人傳染上嚴重的甚至是致死性疾病的病原微生物及其毒素，通常已有預防傳染的疫苗和治療藥物。設置要求：實驗室的設計和工程應符合特定要求：獨立設置、三區(qū)兩緩、用時負壓。,設施要求：試驗室的送風必須經(jīng)過三級過濾，不允許使用循環(huán)回風；排風還需要

12、經(jīng)過高效過濾后排放。實驗室的排風必須獨立設置，并采取有效措施保證排風系統(tǒng)的平衡，保證各個試驗區(qū)域之間的負壓要求。試驗必須在在IIB級以上的生物安全柜內(nèi)進行。人員進入要求：非實驗室工作人員禁止入內(nèi)；未成年人嚴禁入內(nèi)。,4、生物安全4級實驗室（BSL-4）,實驗室結構和設施、安全操作規(guī)程、安全設備適用于對人體具有高度的危險性，通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，目前尚無有效的疫苗或治療方法的病原微生物及其毒素。值得特別注意的事，當出現(xiàn)新

13、型不明微生物時，也必須在四級生物安全防護實驗室中進行，待有充分數(shù)據(jù)后再決定此種微生物或毒素應在四級還是在較低級別的實驗室中處理。,（二）、生物安全柜,1、、生物安全柜的概念和意義生物安全柜（Biological safety cabinets，BSC）是為操作培養(yǎng)物、菌毒株以及診斷性標本等具有感染性的實驗材料時，用來保護操作者本人、實驗室環(huán)境以及實驗材料，使其避免暴露于上述操作過程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠或微量濺出而設計的負壓過濾排風

14、裝置。,2、幾個重要的概念（1）、HEPA 高效空氣過濾器 high efficiency particulate air filter (HEPA) HEPA是指在額定風量和有效過濾面積下及空氣阻力在245Pa以下的對直徑≥0.3μm 的粒子捕集效率在99.97%以上的空氣過濾器。高效過濾器采用超細玻璃纖維濾紙或聚丙烯濾紙為濾材，經(jīng)密折而成。特點：通風阻力小、展開面積大、容塵量大、濾過效率高。,（2）、微生物氣溶膠&#

15、160; 是指由微生物組成的懸浮于氣體介質中的相對穩(wěn)定的分散體系。形成原因：攪拌、振蕩、離心等。特點：①、無色無味、無孔不入、不易發(fā)現(xiàn)、易于感染；②、感染癥狀不典型，病程復雜，難以及時診治，影響預后；,③、有些氣溶膠感染只有呼吸道粘膜免疫才有預防作用，非呼吸道免疫途徑作用效果欠佳，現(xiàn)有常規(guī)疫苗的預防效果不理想，如肺炭疽；④、呼吸道傳播的病原微生物特別是高致病性病毒常常發(fā)生變異，尤其是其抗原性、致病性都可能發(fā)生改變，在空氣中存活

16、力也可能增強；,⑤、微生物氣溶膠易引起病原體在人與人、人與動物、動物與動物之間的傳播；⑥、微生物氣溶膠可以遠距離或較遠距離傳播，這是其傳播性難以預防的另一重要原因。,微生物氣溶膠產(chǎn)生的方式和類型對276種實驗室操作測試發(fā)現(xiàn)，239種（86.6%）操作可以產(chǎn)生微生物氣溶膠。按其產(chǎn)生微生物氣溶膠顆粒的多少，可以將這些操作分為重度、中度和輕度三級?？梢援a(chǎn)生各種嚴重程度微生物氣溶膠的主要實驗操作如下：,產(chǎn)生微生物氣溶膠的其它因素,除了實驗室操

17、作可以產(chǎn)生微生物氣溶膠外，患有呼吸道傳染病或皮毛上染有病原微生物的實驗動物也可以產(chǎn)生微生物氣溶膠。微生物氣溶膠在一個實驗室內(nèi)產(chǎn)生后，還可以通過氣流轉移到同一建筑物的其他地方，甚至污染整個建筑物的空氣。擴散的防止方法——有效攔截：過篩；阻擋。,（3）、保護性氣幕生物安全柜在使用過程中，由正面進風與內(nèi)部循環(huán)風交匯而成的可以阻擋微生物氣溶膠的保護性氣流。,3、實驗室生物安全中的幾個問題和誤區(qū)（1）、實驗室保護的對象是什么？操作者—

18、—操作對象——環(huán)境（2）、使用了BSC可確保萬無一失嗎？事實：BSC可防氣溶膠和細微濺出，但對肉眼可見的濺出和破裂不可防護。原因：質量 + 速度 >氣流保護能力則不能保護。（3）、所有的BSC都能發(fā)揮“三種保護”作用嗎？事實：不能,（三）、生物安全柜的分類,1、超凈工作臺 ≠ BSC,超凈工作臺空氣流向示意圖,2、BSC的分類生物安全柜根據(jù)表面風速的不同，可分為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級。 Ⅱ級生物安全柜又分為A1 型、A2

19、型、B1型、B2型四個型。,BSC 循環(huán) 排氣 進風 送風 排氣處 連接Ⅰ 0% 100% 0.38 0 室外 硬管Ⅱ A1 70% 30% 0.4 0.38 室內(nèi) 無Ⅱ A2 70% 30% 0.4 0.38 室外

20、套管Ⅱ B1 30% 70% 0.51 0.38 室外 套管Ⅱ B2 0 100% 0.51 0.38 室外 硬管Ⅲ 0 100% 不適 不適 均可 均可,BSC-1原理示意圖,BSC-ⅡA1型生物安全柜原理,BSC-ⅡA2型生物安全柜原理,BSC-ⅡB1型生物安全柜