如何建立生物安全實(shí)驗室

生物安全在全球已經(jīng)受到越來(lái)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(lái)，G內從**學(xué)者到普通百姓都認識到我G在生物安全*域面臨的嚴峻形勢，而在此以前，我G沒(méi)有一家P4級實(shí)驗室，P3級實(shí)驗室也不夠規范，這種情況嚴重制約了我G對生物安全*域的研究及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應用。衛生部已經(jīng)頒布了針對生物安全實(shí)驗室的行業(yè)標準《微生物和生物醫學(xué)實(shí)驗室生物安全通用準則》(WS233-2002)，其主要內容基本上是參照美GG立衛生研究院 (NIH)及美G疾病控制中心(CDC)的標準制訂的，用于指導各級生物安全實(shí)驗室的設計、建造及使用。本文簡(jiǎn)單介紹了建立全球用于SARS等研究普遍采用的P3實(shí)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(shí)驗室要求的專(zhuān)用儀器設備的特點(diǎn)和性能，同時(shí)將美G疾病控制中心實(shí)驗室生物安全級別標準（三級和四級）附在文后，以供參考。
      P3實(shí)驗室用于內源性和外源性病源（若因暴露而吸入該病源會(huì )引發(fā)嚴重的、可能致死的疾?。┑难芯抗ぷ??？傮w來(lái)看，實(shí)驗人員應在處理致病性的和可能使人致死的病源方面受過(guò)專(zhuān)業(yè)訓練，并由對該病源工作有經(jīng)驗的、有資格的科學(xué)工作者監督。所有與傳染源操作有關(guān)的步驟，都應在生物安全柜或其他物理防范裝置中進(jìn)行，或由穿戴合適防護服及設施的實(shí)驗人員進(jìn)行。實(shí)驗室須經(jīng)過(guò)特殊設計和施工。以下來(lái)看看實(shí)驗室的幾個(gè)具體要求：
      shou先，P3實(shí)驗室的地點(diǎn)選擇要離開(kāi)建筑物內的行走區，禁止隨便進(jìn)入實(shí)驗室。進(jìn)入走道后，**少要經(jīng)過(guò)兩道自動(dòng)門(mén)，才能進(jìn)入實(shí)驗室。所有的門(mén)都應有鎖，過(guò)道里可以設計一個(gè)更衣室便于實(shí)驗人員更換實(shí)驗防護服。實(shí)驗人員除了要穿上實(shí)驗防護服外，在處理傳染源、感染動(dòng)物及被污染的儀器時(shí)，必須戴手套。進(jìn)入內有感染動(dòng)物的房間時(shí)，還應采取呼吸和面部保護措施。
      實(shí)驗室內，門(mén)口附近應安裝一個(gè)全自動(dòng)洗手池。在處理病源的區域，墻面、地面、天花板表面應光滑防水，接縫密封，對實(shí)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(shí)驗桌應能承受預期的重量，其表面材料應能防水、耐熱、耐有機溶劑、耐酸堿及其它消毒的化學(xué)物質(zhì)。整體布局時(shí)要注意，實(shí)驗桌、安全柜以及各設備間的空間應便于打掃。
      實(shí)驗室應有管道排氣系統，風(fēng)向從“潔凈區”到“污染區”。排出的空氣不再循環(huán)**建筑物內的任何其他區域。
外部排氣口要遠離有人區、進(jìn)風(fēng)口，否則需經(jīng)過(guò)HEPA過(guò)濾。實(shí)驗人員必須證實(shí)進(jìn)入實(shí)驗室的風(fēng)向是正確的。建議在實(shí)驗室的入口處設置可視的監視裝置，表明和證實(shí)進(jìn)風(fēng)的風(fēng)向。要考慮安裝HVAC控制系統，防止實(shí)驗室持續正向增壓。同時(shí)應安裝聲音報警裝置，警告實(shí)驗人員HVAC系統出了問(wèn)題。并且**少每年要測試HEPA系統，確保工作正常。
.      有關(guān)傳染源的所有操作、感染動(dòng)物的驗尸、從感染動(dòng)物或胚胎卵采集組織或液體等，都應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(diǎn)應遠離門(mén)、房間通風(fēng)百葉窗和實(shí)驗室內行走區。應**少每年都通過(guò)測試和認證，保證由安全柜排出的、經(jīng)HEPA過(guò)濾器過(guò)濾的空氣，可進(jìn)入實(shí)驗室循環(huán)。當二級生物安全柜通過(guò)建筑物排氣系統排出空氣時(shí)，安全柜的排氣管路的連接應避免對安全柜的空氣平衡或建筑物排氣系統的空氣平衡產(chǎn)生干擾。當使用III級生物安全柜時(shí)，要和排氣系統直接連接。若三級安全柜和供氣系統相連，應避免安全柜正向增壓。
      當操作不能在生物安全柜中進(jìn)行時(shí)，應使用個(gè)人防護設施如口罩、面罩等防范裝備。而實(shí)驗室中的其它配套儀器也以配有安全罩，密閉設備或其它物理防范設施為宜。如帶安全罩或密封轉頭的離心機，帶安全罩的生物反應系統等，詳見(jiàn)本文后面的相關(guān)描述。
      處理實(shí)驗垃圾的設施**好放在實(shí)驗室內（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(shí)驗室時(shí)應當密封，不應通過(guò)公共通道運送。
此外，實(shí)驗室的光線(xiàn)應適于開(kāi)展所有的工作，避免反光和閃光，以免妨礙視覺(jué)。實(shí)驗室還應當配有眼睛沖洗裝置。
      關(guān)于建立P3/P4生物安全實(shí)驗室所需的設備都有一些特殊要求，現將一些主要的和常用的設備列舉如下：
１） 二級／三級生物安全柜
       P3/P4實(shí)驗室的二級安全柜須有外排系統，要求外排空氣經(jīng)過(guò)徹底有效過(guò)濾后排入大氣?；蚬敬淼牡淗eto-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GNIH（G立衛生院）等**機構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認證。與其它品牌不同的是，該系統配備了三個(gè)HEPA過(guò)濾器，工作臺上方兩個(gè)，下方一個(gè)，過(guò)濾效率高達99.999%，保證了工作區的**小污染以及過(guò)濾器的使用壽命，是SARS期間世界衛生組織（WHO）推薦使用的病毒操作**設備。
２） 離心機
P3/P4實(shí)驗室的離心設備要求應該帶有防氣溶膠的密封蓋或在安全罩里操作。這方面，德GEPPENDORF公司的5804/5810系列高速離心機符合**嚴格的IEC 1010-2-020安全標準，確保離心操作的高度安全，而市面上其它離心機普遍只達到的一般強制性IEC1010-2標準。
３） 高壓滅菌鍋
日本Tomy的程控式自動(dòng)蒸汽消毒柜全部采用程序自動(dòng)控制，有低水位報警裝置，不僅滿(mǎn)足實(shí)驗室標準化操作要求，而且為上蓋式設計，不銹鋼材質(zhì)，易于消毒及清洗。**重要的是當壓力上升時(shí)有自動(dòng)硅條封門(mén)，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，能更好的保護樣品。
法GJouan Robotics的全自動(dòng)冰箱Molbank（4℃或-20℃）/Biobank（-80℃）可通過(guò)電腦軟件控制內置的機械手實(shí)現把樣本從自動(dòng)開(kāi)啟的小門(mén)放到指定位置，或從指定位置取樣本等操作，同時(shí)，樣本的身份也被機械手所配的條碼閱讀器所識別，從而實(shí)現操作的可追蹤性。該冰箱內部規劃科學(xué)，可用于微孔板、深孔板和試管架等多種樣品存儲，并由計算機自動(dòng)編碼，識別位置及保存信息，還可與Thermo CRS機械手聯(lián)用實(shí)現外部轉移，與別的儀器聯(lián)機，實(shí)現全自動(dòng)操作，**大限度地避免人為失誤。
５） 凍干設備
其主要設備凍干機要求所有接口密閉良好，推薦全不銹鋼無(wú)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(kāi)發(fā)和生產(chǎn)滿(mǎn)足現代化實(shí)驗室要求的高質(zhì)量、安全、使用舒適的實(shí)驗室設備，尤其在溫度控制、真空和潔凈技術(shù)方面始終處于**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計，結構緊湊、操作簡(jiǎn)便、靈活的組合可以完全滿(mǎn)足用戶(hù)各種使用需求。因而在眾多凍干機生產(chǎn)廠(chǎng)家中，以靈活多用和優(yōu)異的性?xún)r(jià)比被用戶(hù)shou肯，廣泛應用于實(shí)驗室、中試車(chē)間及工業(yè)生產(chǎn)。
６） 其它常規設備
此外，還有一些實(shí)驗室常規設備：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，都需要根據生物安全實(shí)驗室的要求進(jìn)行定期消毒，清洗，因此除了性能穩定，防泄漏，易于消毒和清洗是主要的考查指標。例如，德GEppendorf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(shí)驗室廣泛采用。
７） 核酸檢測專(zhuān)用設備－定量PCR系統
對于病原體核酸的檢測，定量PCR是近年來(lái)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(jiǎn)便、快速，無(wú)論在疾病研究或檢測方面都有很好的應用?；蛴邢薰咎峁钠渖嫌窝獦颖４婕叭詣?dòng)病毒核酸純化，到全自動(dòng)PCR, 反應體系配制（自動(dòng)加樣），到多通道定量PCR反應及檢測全套設備和一些相關(guān)試劑。
       附：美G疾病控制中心實(shí)驗室生物安全級別標準：生物安全實(shí)驗室分級
美GG立衛生研究所 美G疾病管理中心 病源 操作 一級屏障 二級屏障 
P1 BSL—1 不會(huì )經(jīng)常引發(fā)健康成人疾病 標準的微生物操作 不要求 開(kāi)放實(shí)驗臺、洗手池
P2 BSL—2 人類(lèi)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、有生物危險警告標志3、“銳器”安全措施4、生物安全手冊，其中規定廢物消毒和醫療觀(guān)察 1級、2級生物安全柜　實(shí)驗服、手套、若需要則采取面部保護措施 BSL-1外加：高壓滅菌鍋
P3 BSL—3 內源性和外源性病源，可通過(guò)氣溶膠傳播，能導致嚴重后果或生命危險 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(shí)驗服消毒4、有基礎血清 1級、2級生物安全柜保護性實(shí)驗服、手套、若需要則采取呼吸保護措施 BSL-2外加：1、和進(jìn)入走廊隔開(kāi)2、雙門(mén)進(jìn)入，門(mén)自動(dòng)關(guān)閉3、排出的空氣不循環(huán)4、實(shí)驗室內負壓
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(guò)氣溶膠而致實(shí)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(shí)驗室前淋浴3、帶出設施的所有材料消毒 3級生物安全柜或1級、2級生物安全柜加全身的、供應空氣的正壓防護服 BSL3外加：1、單獨建筑或隔離區域2、有供氣系統、排氣系統、真空系統、消毒系統3、其他有關(guān)要求