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生物安全在全球已經(jīng)受到越來越多的重視,特別是非典型肺炎(SARS)和高致病性禽流感爆發(fā)以來,國內(nèi)從專家學(xué)者到普通百姓都認(rèn)識到我國在生物安全領(lǐng)域面臨的嚴(yán)峻形勢,而在此以前,我國沒有一家P4級實驗室,P3級實驗室也不夠規(guī)范,這種情況嚴(yán)重制約了我國對生物安全領(lǐng)域的研究及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用.衛(wèi)生部已經(jīng)頒布了針對生物安全實驗室的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《微生物和生物醫(yī)學(xué)實驗室生物安全通用準(zhǔn)則》(WS233-2002),其主要內(nèi)容基本上是參照美國國立衛(wèi)生研究院 (NIH)及美國疾病控制中心(CDC)的標(biāo)準(zhǔn)制訂的,用于指導(dǎo)各級生物安全實驗室的設(shè)計、建造及使用.本文簡單介紹了建立全球用于SARS等研究普遍采用的P3實驗室的一些主要注意事項,并例舉了一些符合P3/P4生物安全實驗室要求的專用儀器設(shè)備的特點和性能,同時將美國疾病控制中心實驗室生物安全級別標(biāo)準(zhǔn)(三級和四級)附在文后,以供參考.
P3實驗室用于內(nèi)源性和外源性病源(若因暴露而吸入該病源會引發(fā)嚴(yán)重的、可能致死的疾病)的研究工作.總體來看,實驗人員應(yīng)在處理致病性的和可能使人致死的病源方面受過專業(yè)訓(xùn)練,并由對該病源工作有經(jīng)驗的、有資格的科學(xué)工作者監(jiān)督.所有與傳染源操作有關(guān)的步驟,都應(yīng)在生物安全柜或其他物理防范裝置中進(jìn)行,或由穿戴合適防護(hù)服及設(shè)施的實驗人員進(jìn)行.實驗室須經(jīng)過特殊設(shè)計和施工.以下來看看實驗室的幾個具體要求:
首先,P3實驗室的地點選擇要離開建筑物內(nèi)的行走區(qū),禁止隨便進(jìn)入實驗室.進(jìn)入走道后,至少要經(jīng)過兩道自動門,才能進(jìn)入實驗室.所有的門都應(yīng)有鎖,過道里可以設(shè)計一個更衣室便于實驗人員更換實驗防護(hù)服.實驗人員除了要穿上實驗防護(hù)服外,在處理傳染源、感染動物及被污染的儀器時,必須戴手套.進(jìn)入內(nèi)有感染動物的房間時,還應(yīng)采取呼吸和面部保護(hù)措施.
實驗室內(nèi),門口附近應(yīng)安裝一個全自動洗手池.在處理病源的區(qū)域,墻面、地面、天花板表面應(yīng)光滑防水,接縫密封,對實驗室常用化學(xué)試劑和消毒劑具有耐腐蝕性,易于清洗、消毒.地板注意整體性及防滑,建議在地板凹處使用掩蔽罩.實驗桌應(yīng)能承受預(yù)期的重量,其表面材料應(yīng)能防水、耐熱、耐有機(jī)溶劑、耐酸堿及其它消毒的化學(xué)物質(zhì).整體布局時要注意,實驗桌、安全柜以及各設(shè)備間的空間應(yīng)便于打掃.
實驗室應(yīng)有管道排氣系統(tǒng),風(fēng)向從“潔凈區(qū)”到“污染區(qū)”.排出的空氣不再循環(huán)至建筑物內(nèi)的任何其他區(qū)域.
外部排氣口要遠(yuǎn)離有人區(qū)、進(jìn)風(fēng)口,否則需經(jīng)過HEPA過濾.實驗人員必須證實進(jìn)入實驗室的風(fēng)向是正確的.建議在實驗室的入口處設(shè)置可視的監(jiān)視裝置,表明和證實進(jìn)風(fēng)的風(fēng)向.要考慮安裝HVAC控制系統(tǒng),防止實驗室持續(xù)正向增壓.同時應(yīng)安裝聲音報警裝置,警告實驗人員HVAC系統(tǒng)出了問題.并且至少每年要測試HEPA系統(tǒng),確保工作正常.
有關(guān)傳染源的所有操作、感染動物的驗尸、從感染動物或胚胎卵采集組織或液體等,都應(yīng)在二級或三級生物安全柜中進(jìn)行.生物安全柜的放置地點應(yīng)遠(yuǎn)離門、房間通風(fēng)百葉窗和實驗室內(nèi)行走區(qū).應(yīng)至少每年都通過測試和認(rèn)證,保證由安全柜排出的、經(jīng)HEPA過濾器過濾的空氣,可進(jìn)入實驗室循環(huán).當(dāng)二級生物安全柜通過建筑物排氣系統(tǒng)排出空氣時,安全柜的排氣管路的連接應(yīng)避免對安全柜的空氣平衡或建筑物排氣系統(tǒng)的空氣平衡產(chǎn)生干擾.當(dāng)使用III級生物安全柜時,要和排氣系統(tǒng)直接連接.若三級安全柜和供氣系統(tǒng)相連,應(yīng)避免安全柜正向增壓.
當(dāng)操作不能在生物安全柜中進(jìn)行時,應(yīng)使用個人防護(hù)設(shè)施如口罩、面罩等防范裝備.而實驗室中的其它配套儀器也以配有安全罩,密閉設(shè)備或其它物理防范設(shè)施為宜.如帶安全罩或密封轉(zhuǎn)頭的離心機(jī),帶安全罩的生物反應(yīng)系統(tǒng)等,詳見本文后面的相關(guān)描述.
處理實驗垃圾的設(shè)施最好放在實驗室內(nèi)(即高壓鍋、化學(xué)消毒劑、焚燒爐和其他可行的消毒方法).垃圾運出實驗室時應(yīng)當(dāng)密封,不應(yīng)通過公共通道運送.
此外,實驗室的光線應(yīng)適于開展所有的工作,避免反光和閃光,以免妨礙視覺.實驗室還應(yīng)當(dāng)配有眼睛沖洗裝置.
關(guān)于建立P3/P4生物安全實驗室所需的設(shè)備都有一些特殊要求,現(xiàn)將一些主要的和常用的設(shè)備列舉如下:
1)二級／三級生物安全柜
P3/P4實驗室的二級安全柜須有外排系統(tǒng),要求外排空氣經(jīng)過徹底有效過濾后排入大氣.基因公司代理的丹麥Heto-Holten A/S的MaxiSafe 2010型二級生物安全柜和MSC III三級生物安全柜是美國NIH(國立衛(wèi)生院)等權(quán)威機(jī)構(gòu)廣泛采用的理想安全柜.其中,MaxiSafe 2010型二級生物安全柜于2000年獲得DIN 12950和EN 12469認(rèn)證.與其它品牌不同的是,該系統(tǒng)配備了三個HEPA過濾器,工作臺上方兩個,下方一個,過濾效率高達(dá)99.999%,保證了工作區(qū)的最小污染以及過濾器的使用壽命,是SARS期間世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦使用的病毒操作必備設(shè)備.
2)離心機(jī)
P3/P4實驗室的離心設(shè)備要求應(yīng)該帶有防氣溶膠的密封蓋或在安全罩里操作.這方面,德國EPPENDORF公司的5804/5810系列高速離心機(jī)符合最嚴(yán)格的IEC 1010-2-020安全標(biāo)準(zhǔn),確保離心操作的高度安全,而市面上其它離心機(jī)普遍只達(dá)到的一般強(qiáng)制性IEC1010-2標(biāo)準(zhǔn).
3)高壓滅菌鍋
日本Tomy的程控式自動蒸汽消毒柜全部采用程序自動控制,有低水位報警裝置,不僅滿足實驗室標(biāo)準(zhǔn)化操作要求,而且為上蓋式設(shè)計,不銹鋼材質(zhì),易于消毒及清洗.最重要的是當(dāng)壓力上升時有自動硅條封門,更加安全.
4)超低溫冰箱
丹麥Heto-Holten A/S的-85℃立式超低溫冰箱具有獨特的層板冷卻功能,能更好的保護(hù)樣品.法國Jouan Robotics的全自動冰箱Molbank(4℃或-20℃)/Biobank(-80℃)可通過電腦軟件控制內(nèi)置的機(jī)械手實現(xiàn)把樣本從自動開啟的小門放到指定位置,或從指定位置取樣本等操作,同時,樣本的身份也被機(jī)械手所配的條碼閱讀器所識別,從而實現(xiàn)操作的可追蹤性.該冰箱內(nèi)部規(guī)劃科學(xué),可用于微孔板、深孔板和試管架等多種樣品存儲,并由計算機(jī)自動編碼,識別位置及保存信息,還可與Thermo CRS機(jī)械手聯(lián)用實現(xiàn)外部轉(zhuǎn)移,與別的儀器聯(lián)機(jī),實現(xiàn)全自動操作,最大限度地避免人為失誤.
5)凍干設(shè)備
其主要設(shè)備凍干機(jī)要求所有接口密閉良好,推薦全不銹鋼無縫冷阱,有效捕捉水蒸氣,易于消毒,經(jīng)久耐用.丹麥Heto-Holten A/S是一家在冷凍干燥設(shè)備生產(chǎn)方面有40多年歷史的知名公司,他們一直致力于開發(fā)和生產(chǎn)滿足現(xiàn)代化實驗室要求的高質(zhì)量、安全、使用舒適的實驗室設(shè)備,尤其在溫度控制、真空和潔凈技術(shù)方面始終處于領(lǐng)先地位.他們推出的真空濃縮及凍干系列產(chǎn)品,選材考究,經(jīng)久耐用.其匠心獨具的模塊設(shè)計,結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、靈活的組合可以完全滿足用戶各種使用需求.因而在眾多凍干機(jī)生產(chǎn)廠家中,以靈活多用和優(yōu)異的性價比被用戶首肯,廣泛應(yīng)用于實驗室、中試車間及工業(yè)生產(chǎn).
6)其它常規(guī)設(shè)備
此外,還有一些實驗室常規(guī)設(shè)備:如勻漿器、混勻器、攪拌器、超聲破碎儀、組織研磨器和微量加樣器等,都需要根據(jù)生物安全實驗室的要求進(jìn)行定期消毒,清洗,因此除了性能穩(wěn)定,防泄漏,易于消毒和清洗是主要的考查指標(biāo).例如,德國Eppendorf公司的Reference型微量加樣器系列可以整支高壓滅菌,被全球許多生物安全實驗室廣泛采用.
7)核酸檢測專用設(shè)備－定量PCR系統(tǒng)
對于病原體核酸的檢測,定量PCR是近年來廣泛采用的技術(shù),尤其針對SARS,禽流感病毒,登革熱等主體為核酸的病毒致病源,定量PCR靈敏度高,操作簡便、快速,無論在疾病研究或檢測方面都有很好的應(yīng)用.基因有限公司提供從其上游血樣保存及全自動病毒核酸純化,到全自動PCR反應(yīng)體系配制(自動加樣),到多通道定量PCR反應(yīng)及檢測全套設(shè)備和一些相關(guān)試劑,為您提供完整的快速核酸診斷平臺.
附:美國疾病控制中心實驗室生物安全級別標(biāo)準(zhǔn):生物安全實驗室分級
| 美國國立衛(wèi)生研究所 | 美國疾病管理中心 | 病源 | 操作 | 一級屏障 | 二級屏障 |
| P1 | BSL—1 | 不會經(jīng)常引發(fā)健康成人疾病 | 標(biāo)準(zhǔn)的微生物操作 | 不要求 | 開放實驗臺、洗手池 |
| P2 | BSL—2 | 人類病源菌，因皮膚傷口、吸入、黏膜曝露而發(fā)生危險 | BSL—1操作外加：1、限制進(jìn)入2、有生物危險警告標(biāo)志3、“銳器”安全措施4、生物安全手冊，其中規(guī)定廢物消毒和醫(yī)療觀察 | 1級、2級生物安全柜 實驗服、手套、若需要則采取面部保護(hù)措施 | BSL-1外加：高壓滅菌鍋 |
| P3 | BSL—3 | 內(nèi)源性和外源性病源，可通過氣溶膠傳播，能導(dǎo)致嚴(yán)重后果或生命危險 | BSL-3 BSL-2操作外加：1、控制進(jìn)入2、所有廢物消毒 3、洗滌前，實驗服消毒4、有基礎(chǔ)血清 |
1級、2級生物安全柜保護(hù)性實驗服、手套、若需要則采取呼吸保護(hù)措施 | BSL-2外加：1、和進(jìn)入走廊隔開2、雙門進(jìn)入，門自動關(guān)閉3、排出的空氣不循環(huán)4、實驗室內(nèi)負(fù)壓 |
| P4 | BSL—4 | 對生命有高度危險的危險性病源或外源性病源：致命、通過氣溶膠而致實驗室感染：或未知傳播風(fēng)險的有關(guān)病源 | BSL3操作外加：1、進(jìn)入前換衣服2、出實驗室前淋浴3、帶出設(shè)施的所有材料消毒 | 3級生物安全柜或1級、2級生物安全柜加全身的、供應(yīng)空氣的正壓防護(hù)服 | BSL3外加：1、單獨建筑或隔離區(qū)域2、有供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)3、其他有關(guān)要求 |
