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        1. 【實驗室設計】有關P3實驗室設計的點滴體會

           

          為給專家、科研人員創造條件,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,習慣上使用P3來反映危險度從低到高的分類。P3實驗室的設計是以保護操作者、保護制品、保護環境為目的。


          P3實驗室的標準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。具體設備是生物安全柜加個人防護設施,實驗須在安全柜內進行。二次隔離是為了防止病原體從實驗室漏到外部環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。

          二次隔離是負壓隔離。它是以排風機的排風能力為核心;以嚴格的氣密度為條件:以多重自動%手動保護為手段確保負壓的正常維持。生物危險的事件幾乎都發生在實驗室中。原因是生物安全實驗操作中極易發生生物學危險氣溶膠的途徑太多,有資料研究總結如下:

          (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基表面釋放出大量微粒;或當吸管末端含有物快排盡時,可能產生氣泡,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,以及離心操作過程中離心管破裂,都可導致氣溶膠散播。

          (3)注射器操作時,當抽吸后或者拔出時,注射器針頭由于顫動而散發出微粒。

          (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)打開培養器皿蓋時,蓋內壁往往有傳染性凝結水薄膜,因破裂而散發氣溶膠。

          (8)開安瓶時,如瓶內為液體,則當銼刀銼斷瓶頸后,即可能發生氣溶膠;如瓶內為干燥的活菌或菌種,特別是用真空融封的,更易產生氣溶膠。

          (9)機械振蕩和超聲振蕩,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)用超聲波清洗機清洗污染器具時,也可能發生大量氣溶膠。

          (12)在粗糙的培養基表面涂布菌液時。

          (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、設備及其操作等均有嚴格的要求。上述操作均應在隔離器內進行。一次隔離實行的越嚴格越充分,二次隔離的危險和難度就越小。

           

           
          設計中的有關考慮    

          2.1 一次隔離設備情況

          P3實驗室里一次隔離設備配備的是美國B2型生物安全柜。該生物安全柜不使用循環風,為全排型。其排風由兩部分組成,一部是安全柜內部通過操作區的層流送風,使制品在百級環境下操作,這部分風量約占柜總排風量的60%,另一部分是通過操作窗口從外部吸入安全柜的排風道入口,使操作過程的氣流保持在柜內不向外漂移而直接流入安全柜的排風道,這部分約占柜總排風量的40%。當操作窗口為正常開啟度8寸時則保持安全的吸入風速0.5m/s。當操作的動作幅度大或快都會出現擾動氣流,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、污染的進出路線,明確劃分出清潔區、半污染區和污染區。以污染區為核心經過多重屏障(須經雙層連鎖氣閘門)和潔凈區分離。污染區壓力最低以保證氣流是從潔凈區——半污染區——污染區,即從低污染度流向高污染度。該實驗室試驗間負壓為-40Pa,準備間為和實驗室的排風均經過兩道高效過濾器后的負壓管道到二樓頂上以>12m/s的風速排向空中,達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實驗室的空調系統獨立而復雜

          獨立是指一個在分隔的獨立區域專門作的一個空調系統;復雜是空調系統要和一次隔離的設備混合完成二次隔離且在系統配置上有變風量閥件和自己設計的帶滅菌裝置的排風高效過濾器等。生物安全柜的位置不僅與門口、走道有關也與風口位置有關,同樣不能產生擾動、逆向、上升氣流使操作者受到感染;生物安全柜安裝后要進行調試以達到規定的指標,其中各運行狀態的風量調整與空調密切相關,排風量約2000m3/h*臺,它會導致房間的排風波動,嚴重影響著房間的負壓值。房間小而風量變化大給設計帶來很大難度。排風與生物安全柜須互鎖;房間不許有瞬時正壓的出現,排風與送風須互鎖;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廚和生物安全實驗室的使用。它有最靈敏快速的反應速度在)秒之內,足以保證消除房間正壓的產生。文丘里閥分為變風量型、雙穩態型和定風量型。變風量閥可滿足P3實驗間的變風量控制要求又達到盡可能的節約能量。變風量閥的應用還解決了排風口不能多設的問題。在舊建筑中磚混結構墻洞不能開大開多,排風口的設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碼放,做到使污染風道最短。為完成消毒程序而裝設了嚴格的氣密閥。P3實驗室的空調為全新風系統,為了保證實驗室試驗過程的連續運行采用了一備一用的送排風裝置,等等。

           

          2.4 P3實驗室的其他設施均嚴格控制

          我所的P3實驗室電氣實行雙路供電,不設真空管線、給水、排水、工廠蒸汽

          等。對P3專用脈動真空消毒器設備的給排水、蒸汽、真空排氣等均由設備自身處理達標后方可排放。實驗室必需的CO2氣體管線設有在線過濾器和止逆閥,由機房進入P3準備間。各種設施的設置和安裝均不能破壞P3實驗室的氣密性。P3實驗室的自控系統為分布式控制,有上位機、下位機和通訊系統。有對負壓通風的控制、顯示、報警,溫度濕度的控制(恒溫恒濕機組)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量的調節、負壓的維持、各運行工況的轉換提供了保證,在自控室對P3實驗室的運行狀況可以一目了然并進行操作。

           

          2.5 P3實驗室的安全使用除設計之外要驗收合格,要嚴格操作管理。

          如生物安全柜的各項測試驗證、P3消毒鍋的滅菌排放達標驗證、空調系統的房間負壓及排放達標驗證等。實驗過程禁止危險操作,必須嚴格執行《生物安全手冊》。

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