P3實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的點(diǎn)滴體會(huì)

引言  

為給專家、科研人員創(chuàng)造條件，公司決定建立P3實(shí)驗(yàn)室。P3實(shí)驗(yàn)室是危險(xiǎn)度級(jí)別為3級(jí)的生物安全實(shí)驗(yàn)室，習(xí)慣上使用P3來反映危險(xiǎn)度從低到高的分類。P3實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)是以保護(hù)操作者、保護(hù)制品、保護(hù)環(huán)境為目的。

 

P3實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)做法是采取二次隔離。一次隔離是在操作危險(xiǎn)微生物的場(chǎng)所采取把危險(xiǎn)微生物隔離在一定空間內(nèi)的措施，既是一次隔離。一次隔離也就是危險(xiǎn)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(shè)備是生物安全柜加個(gè)人防護(hù)設(shè)施，實(shí)驗(yàn)須在安全柜內(nèi)進(jìn)行。二次隔離是為了防止病原體從實(shí)驗(yàn)室漏到外部環(huán)境中去而把實(shí)驗(yàn)室和外界隔斷，也就是實(shí)驗(yàn)室與外界之間的隔離，是以防止實(shí)驗(yàn)室外的人被感染為目的的隔離。

 

二次隔離是負(fù)壓隔離。它是以排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)能力為核心；以嚴(yán)格的氣密度為條件：以多重自動(dòng)%手動(dòng)保護(hù)為手段確保負(fù)壓的正常維持。生物危險(xiǎn)的事件幾乎都發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室中。原因是生物安全實(shí)驗(yàn)操作中極易發(fā)生生物學(xué)危險(xiǎn)氣溶膠的途徑太多，有資料研究總結(jié)如下：

（1）吸球%吸管操作。由吸管中向外排液，用力過猛會(huì)使液滴飛濺，彈離液體或固體培養(yǎng)基表面釋放出大量微粒；或當(dāng)吸管末端含有物快排盡時(shí)，可能產(chǎn)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(shí)，沉淀管裝量太滿，管蓋未蓋或不嚴(yán)，以及離心操作過程中離心管破裂，都可導(dǎo)致氣溶膠散播。

（3）注she器操作時(shí)，當(dāng)抽吸后或者拔出時(shí)，注she器針頭由于顫動(dòng)而散發(fā)出微粒。

（4）用接種針去粘沾液體時(shí)，液柱斷裂。

（5）鏡檢涂片時(shí)，液絲斷裂。

（6）傳染性材料傾注出來。

（7）打開培養(yǎng)器皿蓋時(shí)，蓋內(nèi)壁往往有傳染性凝結(jié)水薄膜，因破裂而散發(fā)氣溶膠。

（8）開安瓶時(shí)，如瓶?jī)?nèi)為液體，則當(dāng)銼刀銼斷瓶頸后，即可能發(fā)生氣溶膠；如瓶?jī)?nèi)為干燥的活菌或菌種，特別是用真空融封的，更易產(chǎn)生氣溶膠。

（9）機(jī)械振蕩和超聲振蕩，或者研磨、浸解、拔出研磨柱時(shí)，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(jī)清洗污染器具時(shí)，也可能發(fā)生大量氣溶膠。

（12）在粗糙的培養(yǎng)基表面涂布菌液時(shí)。

（13）高壓滅jun器在滅jun前的排氣。

（14）從玻璃瓶或離心管上拔出棉塞時(shí)。

（15）處理關(guān)過受感染動(dòng)物的籠子。

所以對(duì)P3實(shí)驗(yàn)室中的器具、儀器儀表、設(shè)備及其操作等均有嚴(yán)格的要求。上述操作均應(yīng)在隔離器內(nèi)進(jìn)行。一次隔離實(shí)行的越嚴(yán)格越充分，二次隔離的危險(xiǎn)和難度就越小。

設(shè)計(jì)中的有關(guān)考慮    

2.1 一次隔離設(shè)備情況

P3實(shí)驗(yàn)室里一次隔離設(shè)備配備的是美國(guó)B2型生物安全柜。該生物安全柜不使用循環(huán)風(fēng)，為全排型。其排風(fēng)由兩部分組成，一部是安全柜內(nèi)部通過操作區(qū)的層流送風(fēng)，使制品在百級(jí)環(huán)境下操作，這部分風(fēng)量約占柜總排風(fēng)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(fēng)道入口，使操作過程的氣流保持在柜內(nèi)不向外漂移而直接流入安全柜的排風(fēng)道，這部分約占柜總排風(fēng)量的40%。當(dāng)操作窗口為正常開啟度8寸時(shí)則保持安全的吸入風(fēng)速0.5m/s。當(dāng)操作的動(dòng)作幅度大或快都會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)氣流，超過報(bào)警線的操作更是危險(xiǎn)的感染源之一。

 

2.2 P3實(shí)驗(yàn)室的氣流方向?yàn)閱畏较蛄鲃?dòng)

在P3實(shí)驗(yàn)室的平面布局上明確人、物、潔凈、污染的進(jìn)出路線，明確劃分出清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)。以污染區(qū)為核心經(jīng)過多重屏障（須經(jīng)雙層連鎖氣閘門）和潔凈區(qū)分離。污染區(qū)壓力zui低以保證氣流是從潔凈區(qū)——半污染區(qū)——污染區(qū)，即從低污染度流向高污染度。該實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)間負(fù)壓為-40Pa，準(zhǔn)備間為和實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)均經(jīng)過兩道高效過濾器后的負(fù)壓管道到二樓頂上以>12m/s的風(fēng)速排向空中，達(dá)到防止病原體從實(shí)驗(yàn)室中逃逸的目的生物安全柜-25Pa，氣閘間為-15Pa，內(nèi)更間為-5Pa，室壓力形成一定梯度保證氣流單方向流動(dòng)。

 

2.3 P3實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)系統(tǒng)獨(dú)立而復(fù)雜

獨(dú)立是指一個(gè)在分隔的獨(dú)立區(qū)域?qū)ｉT作的一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)；復(fù)雜是空調(diào)系統(tǒng)要和一次隔離的設(shè)備混合完成二次隔離且在系統(tǒng)配置上有變風(fēng)量閥件和自己設(shè)計(jì)的帶滅jun裝置的排風(fēng)高效過濾器等。生物安全柜的位置不僅與門口、走道有關(guān)也與風(fēng)口位置有關(guān)，同樣不能產(chǎn)生擾動(dòng)、逆向、上升氣流使操作者受到感染；生物安全柜安裝后要進(jìn)行調(diào)試以達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)，其中各運(yùn)行狀態(tài)的風(fēng)量調(diào)整與空調(diào)密切相關(guān)，排風(fēng)量約2000m3/h*臺(tái)，它會(huì)導(dǎo)致房間的排風(fēng)波動(dòng)，嚴(yán)重影響著房間的負(fù)壓值。房間小而風(fēng)量變化大給設(shè)計(jì)帶來很大難度。排風(fēng)與生物安全柜須互鎖；房間不許有瞬時(shí)正壓的出現(xiàn)，排風(fēng)與送風(fēng)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(fēng)廚和生物安全實(shí)驗(yàn)室的使用。它有zui靈敏快速的反應(yīng)速度在)秒之內(nèi)，足以保證消除房間正壓的產(chǎn)生。文丘里閥分為變風(fēng)量型、雙穩(wěn)態(tài)型和定風(fēng)量型。變風(fēng)量閥可滿足P3實(shí)驗(yàn)間的變風(fēng)量控制要求又達(dá)到盡可能的節(jié)約能量。變風(fēng)量閥的應(yīng)用還解決了排風(fēng)口不能多設(shè)的問題。在舊建筑中磚混結(jié)構(gòu)墻洞不能開大開多，排風(fēng)口的設(shè)置中充分利用了雙層三七墻的特點(diǎn)，將兩級(jí)高效過濾器以離污染源zui近的距離連續(xù)碼放，做到使污染風(fēng)道zui短。為完成消毒程序而裝設(shè)了嚴(yán)格的氣密閥。P3實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)為全新風(fēng)系統(tǒng)，為了保證實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)過程的連續(xù)運(yùn)行采用了一備一用的送排風(fēng)裝置，等等。

 

2.4 P3實(shí)驗(yàn)室的其他設(shè)施均嚴(yán)格控制

我所的P3實(shí)驗(yàn)室電氣實(shí)行雙路供電，不設(shè)真空管線、給水、排水、工廠蒸汽

等。對(duì)P3專用脈動(dòng)真空消毒器設(shè)備的給排水、蒸汽、真空排氣等均由設(shè)備自身處理達(dá)標(biāo)后方可排放。實(shí)驗(yàn)室必需的CO2氣體管線設(shè)有在線過濾器和止逆閥，由機(jī)房進(jìn)入P3準(zhǔn)備間。各種設(shè)施的設(shè)置和安裝均不能破壞P3實(shí)驗(yàn)室的氣密性。P3實(shí)驗(yàn)室的自控系統(tǒng)為分布式控制，有上位機(jī)、下位機(jī)和通訊系統(tǒng)。有對(duì)負(fù)壓通風(fēng)的控制、顯示、報(bào)警，溫度濕度的控制（恒溫恒濕機(jī)組）顯示，對(duì)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(dòng)氣密閥對(duì)風(fēng)量的調(diào)節(jié)、負(fù)壓的維持、各運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換提供了保證，在自控室對(duì)P3實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行狀況可以一目了然并進(jìn)行操作。

 

2.5 P3實(shí)驗(yàn)室的安全使用除設(shè)計(jì)之外要驗(yàn)收合格，要嚴(yán)格操作管理。

如生物安全柜的各項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證、P3消毒鍋的滅jun排放達(dá)標(biāo)驗(yàn)證、空調(diào)系統(tǒng)的房間負(fù)壓及排放達(dá)標(biāo)驗(yàn)證等。實(shí)驗(yàn)過程禁止危險(xiǎn)操作，必須嚴(yán)格執(zhí)行《生物安全手冊(cè)》。