Tủ an toan sinh học cấp 2 - Nguyên lý - Phân loại

Các kỹ thuật phòng thí nghiệm có thể sinh ra hơi sương, cái mà có thể chứa các vật liệu nghiên cứu mang độc, như các tác nhân lây nhiễm mà nhân viên phòng thí nghiệm có thể hít vào. Tủ an toàn sinh học (BSC-Biological safety cabinets) là một kiểu rào cản sơ cấp để chứa các vật liệu nghiên cứu lây nhiễm tiềm tàng để ngăn cản sự phơi nhiễm của các nhân viên phòng thí nghiệm và ngăn cản sự ôi nhiễm môi trường

Thế nào là an toàn sinh học

- Sự ngăn chặn khí sương độc hại trong tủ an toàn sinh học bởi các rào cản không khí, rào cản vật lý, lọc không khí hiệu năng cao (HEPA). Các rào cản không khí cung cấp sự bắt giữ bởi cung cấp luồng khí định hướng từ phòng thí nghiệm, qua nhà nghiên cứu, và vào tủ thông qua cửa làm việc. Khí sương độc được tạo thành trong các quy trình thí nghiệm bên trong tủ sẽ được bắt giữ và mang đi bởi dòng khí, và được giữ trong màng HEPA. Một số tủ an toàn sinh học cung cấp bảo vệ cho các quy trình thí nghiệm bởi cung cấp khí lọc HEPA đơn hướng, đồng nhất, được gọi là luồng khí laminar, dòng khí liên tục qua vùng làm việc. Dòng khí Laminar tối thiểu sự bất ổn bên trong tủ, cho phép loại bỏ ngay lập tức chất gây nhiễm được hình thành bởi quy trình. Sự gián đoạn của kiểu luồng khí trong tủ có thể làm ảnh hưởng tới sự toàn vẹn của rào cản được cung cấp bởi rào chắn không khí, và mẫu vật trong tủ có thể phá vỡ kiểu luồng khí. Bởi vậy, các rào cản khí cung cấp chỉ bảo vệ một phần, và bạn không nên sử dụng chúng chỉ để chứa các vật liệu độc hoặc lây nhiễm cao

- Màng lọc HEPA có hiệu quả lọc 99.97% đối với các hạt có đường kính 0.3 µm. Bởi vì hiệu quả cao của chúng, màng lọc HEPA trong tủ an toàn sinh học có thể loại bỏ hầu như tất cả các hạt, bao gồm các chất hóa học dạng sương và các vi sinh vật nguy hại, trong dong khí đi qua màng lọc. Tất cả các tủ an toàn sinh học có màng lọc khí xả có chức năng loại bỏ các vật nhiễm trong không khí trước khi ra khỏi tủ. Một số kiểu tủ cũng có màng lọc HEPA cấp để cung cấp khí sạch cho vùng làm việc. 

- Màng lọc HEPA không hiệu quả trong việc bắt giữ hơi hóa chất, và không có khả năng chống lại và bảo vệ khỏi khí gas hoặc dung dịch hoặc chất rắn bay hơi. Các rào cản vật lý là bề mặt không thấm nước như mặt kim loại, tấm thủy tinh, găng tay cao su và miếng đệm, chúng cách ly các quy trình thí nghiệm ra khỏi nhà nghiên cứu. Tủ an toàn sinh học kết hợp các rào cản vật lý (như tủ cấp 3), và không dựa vào các rào cản không khí, có thể được sử dụng đối với tác nhân có nguy cơ cao vì ít có khả năng rào cản bảo vệ bị hư hại.

Tủ an toàn sinh học cấp 2

- Tủ an toàn sinh học cấp 2 thông khi để bảo vệ nhân viên, sản phẩm, và môi trường, và có một cửa đằng trước và dòng khí đi vào cho bảo vệ nhân viên.

- Sự bảo vệ sản phẩm tới từ luồng khí laminar được lọc qua màng HEPA từ một bộ quạt được đặt trên khu vực làm việc. Dòng khí đi xuống chia tách ở bề mặt làm việc, và thoát khỏi vùng làm việc thông qua lưới nằm ở cả phía sau và phía trước của bề mặt làm việc.

- Tủ có khí xả ra được lọc HEPA để bảo vệ môi trường.

- Kiểu tủ an toàn sinh học cấp 2 được gọi theo các tên A1, A2, B1, và B2.

1. Tủ an toàn sinh học cấp 2, kiểu A1 

+ Cấu tạo tủ cấp 2 kiểu A1: (A) Cửa trước; (B) Khung kính; (C) Màng HEPA cho khí xả; (D) Màng HEPA cấp; (E) buồng khí chung; (F) quạt gió.

+ Cửa làm việc có chiều cao khoảng 10 inches (20-25 cm).

+ Tủ kiểu A có thể có một cửa mở cố định, một khung kính trượt, hoặc một cửa sổ bản lề.

+ Một quạt được đặt trong máy cung cấp khí vào và tái sử dụng, và khí xả.

+ Quạt của tủ duy trì tốc độ dòng khí trung bình tối thiểu 75 feet trên phút qua bề mặt làm việc.

+ Xấp xỉ 70% khí của tủ tái tuần hoàn thông qua màng lọc HEPA vào vùng làm việc từ buồng khí chung, trong khí đó xấp xỉ 30% khí vào thông qua cửa trước và một lượng cần bằng khí được xả ra từ tủ qua màng HEPA.

+ Tủ có thể xả khí đã qua lọc HEPA trở lại phòng thí nghiệm hoặc xả khí ra môi trường thông qua ống xả.

+ Tủ có thể có buồng khí nhiễm có áp lực dương. Buồng khí nhiễm dưới áp lực dương này phải kín và không bị rò rỉ khí.

+ Tủ A1 thích hợp cho làm việc với các tác nhân sinh học nguy cơ trung bình trong sự vắng mặt của các hóa chất độc bay hơi  và hóa chất phóng xạ dễ bay hơi.

2. Tủ an toàn sinh học cấp 2, loại B1

+ Thiết kế của tủ BSC cấp 2 kiểu B1 (A) cửa trước; (B) khung kính; (C) màng lọc HEPA cho khí xả; (D) Màng lọc HEPA cho khí cấp; (E) đường khí xả áp lực âm; (F) quạt; (G) màng lọc HEPA bổ sung cho khí cấp. chú ý: việc xả của tủ cần được kết nối ống cứng với hệ thống xả của tòa nhà.

+ Cửa làm việc cao 8 inches (20 cm), với một khung kính trượt mà nhân viên có thể nâng lên để sử dụng và làm việc bên trong thiết bị.

+ Tủ kiểu B1 có một tốc độ dòng khí trung bình tối thiểu là 100 feet trên phút qua lỗ mở vùng làm việc.

+ Dòng khí xuống được lọc HEPA bao gồm phần lớn khí tái tuần hoàn không bị nhiễm bẩn.

+ Các quạt cấp được đặt ở đáy của tủ, bên dưới bề mặt làm việc, kéo không khí thông qua một lưới ở phía trước của bề mặt làm việc, và màng lọc HEPA cấp được đặt trực tiếp dưới bề mặt làm việc. Quạt sau đó cưỡng ép không khí qua ống bên cạnh hoặc phía sau của tủ và tái tuần hoàn không khí thông qua một bộ khuếch tán ở trên bề mặt làm việc. Một số tủ có một màng lọc cấp khí thứ cấp được đặt trên vùng làm việc.

+ Gần 70% dòng khí xuống nhiễm được xả ra thông qua một màng lọc HEPA và một ống thải nối để xả khí ra khỏi tòa nhà.

+ Quạt xả điều khiển từ xa được đặt trên mái nhà.

+ Tất cả đường ống và buồng khí bị nhiễm khuẩn là dưới áp lực âm hoặc được bao quanh bởi đường ống và buồng áp lực âm. Tủ kiểu B1 là thích hợp cho công việc với các tác nhân sinh học nguy cơ thấp hoặc trung bình. Chúng cũng hữu ích đối với vật liệu sinh học được xử lý với lượng hóa chất độc hai tối thiểu và lượng hóa chất phóng xạ dạng vết.

3. Tủ an toàn cấp 2, kiểu B2 (“xả toàn bộ”)

+ Thiết kế tủ BSC class II, kiểu B2 (A) cửa trước; (B) khung cửa; (C) màng lọc HEPA cho khí xả; (D) Màng lọc HEPA cho khí cấp; (E) buồng khí xả áp lực âm. Chú ý: màng lọc carbon trong hệ thống xả không được thể hiện. Tủ cần kết nối ống vứng với hệ thống xả của tòa nhà.

+ Tủ kiểu B2 có cửa trượt với độ mở là 8-inch (20 cm).

+ Tủ kiểu B2 duy trì một tốc độ dòng trung bình tối thiểu 100 feet trên phút qua cửa vào vùng làm việc.

+ Không khí không tái tuần hoàn trong tủ.

+ Một quạt cấp kéo không khí từ phòng thí nghiệm và đẩy nó thông qua một màng lọc HEPA nằm trên khu vực làm việc.

+ Một quạt xả được điều khiển từ xa, nằm ở trên mái nhà, kéo tất cả dòng khí bên trong và khí bên ngoài thông qua màng lọc HEPA và loại bỏ ra ngoài tòa nhà. Khoảng một 1200 feet khối trên phút có thể được hút ra từ một tủ 6 feet.

+ Tủ có tất cả đường ống và buồng khí nhiễm dưới áp lực âm hoặc được bao xung quanh bởi đường ống và buồng khí áp lực âm (không được tuần hoàn qua vùng làm việc).

+ Kiểu tủ B2 là thích hợp cho làm việc với các tác nhân sinh học nguy cơ thấp và trung bình. Chúng cũng hữu ích cho các vật liệu sinh học được xử lý với hóa chất độc hoặc phóng xạ.

4. Tủ an toàn sinh học cấp II, kiểu A2

+ Mô hình để bàn của BSC class II, kiểu A2 (A) cửa trước; (B) khung cửa; (C) màng lọc HEPA cho khí xả; (D) màng lọc HEPA cho khí cấp; (E) Buồng khí chung áp lực dương; (F) Buồng khí chung áp lực âm. Tủ cấp 2 loại A2 không hẳn tương đương với tủ B3 trước đây trừ khi nó được kết nối với hệ thống xả của phòng thí nghiệm. Chú ý: Tủ A2 nên được kết nối với hệ thống xả.

+ Kiểu tủ A2 có một tốc độ dòng khí trung bình tối thiểu là 100 feet trên phút.

+ Tất cả các đường ống và buồng nhiễm bẩn có áp lực âm hoặc được bao quanh bởi các ống và buồng áp lực âm.

+ Chúng có thể xả khí đã qua lọc HEPA vào phòng thí nghiệm hoặc môi trường thông qua một ống xả.

+ Kiểu tủ an toàn sinh học A2 thích hợp cho làm việc với các tác nhân sinh học nguy cơ thấp và trung bình. Kiểu tủ này được sử dụng với lượng hóa chất độc hại tối thiểu và lượng chất phóng xạ dạng vết và phải được xả ra thông qua một ống xả có chức năng thích hợp. Nếu tủ không được gắn ống xả, bạn không hể làm việc với hóa chất trong tủ này.