ما هي خزانة السلامة الحيوية
A خزانة السلامة الحيوية(ش.م.ب)عبارة عن مساحة عمل معملية جيدة التهوية تستخدم-ترشيحًا عالي الكفاءة لجزيئات الهواء (HEPA) وتدفق هواء يتم التحكم فيه لحماية الأشخاص والمنتجات والبيئة من الميكروبات الخطرة. إنها في الأساس مساحة عمل مغلقة حيث يتم سحب الهواء من خلال المرشحات لاحتجاز مسببات الأمراض قبل العادم. يجب أن تتم جميع الأعمال المتعلقة بالمواد المعدية داخل BSC لمنع انطلاق الملوثات.
من الناحية العملية، توفر BSC ثلاث طبقات من الحماية: فهي تحمي عامل المختبر، وتحمي البيئة الخارجية، وفي معظم الفئات، تحمي أيضًا العينات أو المنتجات التي يتم التعامل معها. أصبحت هذه الخزانات متاحة تجاريًا في الخمسينيات من القرن العشرين، وهي الآن معدات قياسية في علم الأحياء الدقيقة والمختبرات الطبية.
مستويات خزانة السلامة الحيوية
يتم تصنيف خزائن السلامة الحيوية إلىثلاث فئات رئيسيةبناءً على مستوى الحماية الذي يقدمونه. يتم تعريف هذه الفئات من قبل وكالات مثل المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC) ومنظمات المعايير. تختلف الفئات في كيفية تدفق الهواء عبر الخزانة وأنواع الحماية التي توفرها.
- الدرجة الأولىتوفر الخزانات الحماية للمشغل والبيئة، ولكن ليس للمنتج (العينات الموجودة بالداخل). يتم سحب الهواء إلى الخزانة وتصفيته قبل العادم، مما يحمي المستخدم، ولكن يمكن أن يدخل هواء الغرفة غير المفلتر إلى مساحة العمل من الأعلى. تستخدم خزانات الفئة الأولى تدفق هواء مشابهًا لغطاء الدخان ويمكن تهويته أو إعادة تدويره إلى المختبر بعد التصفية.
- الدرجة الثانيةالخزانات هي النوع الأكثر شيوعًا. إنها تحمي المشغل والبيئة وكذلك المنتج. وتتميز بواجهة مفتوحة مع تدفق هواء داخلي لحماية المستخدم، وتدفق رقائقي مُصفى بـ HEPA- لأسفل داخل الخزانة لحماية العينات. ويتم أيضًا تصفية هواء العادم بتقنية HEPA-. تأتي خزائن الفئة الثانية بعدة أنواع (A1، A2، B1، B2، C1) والتي تختلف في أنماط تدفق الهواء وطرق العادم.
- الدرجة الثالثةالخزانات هي أعلى مستوى من الاحتواء. وهي عبارة عن "صناديق قفازات" مغلقة تمامًا-ومحكمة الغلق مع قفازات محكمة الغلق مثبتة في المقدمة. تدخل جميع المواد وتخرج من خلال غرف معادلة الضغط الخاصة التي يمكن تطهيرها. يتم الاحتفاظ بالخزانة تحت ضغط سلبي بحيث يتدفق الهواء فقط، ويتم تصفية أو حرق جميع العوادم بشكل مزدوج. تستخدم خزانات الفئة الثالثة لمسببات الأمراض الأكثر خطورة.
كل فئة من BSC آمنة للاستخدام مع مستويات مختلفة للسلامة الحيوية (BSL) من العوامل. تعتبر الفئتان الأولى والثانية مناسبة للعمل مع العوامل ذات المخاطر المنخفضة إلى المتوسطة (حتى BSL-3)، بينما تم تصميم الفئة III لمسببات الأمراض ذات المستوى الأعلى (BSL-4).
خزانة السلامة الحيوية من الدرجة الأولى
A خزانة السلامة الحيوية من الدرجة الأولىهو أبسط تصميم. إنها في الأساس عبارة عن حاوية جيدة التهوية لحماية المشغل والبيئة. النقاط الرئيسية حول خزائن الفئة الأولى:
حماية:إنها تحمي العاملين في المختبر والبيئة من الهباء الجوي، لكنها تفعل ذلكلاحماية المنتج (العينات) من التلوث الخارجي. ونظرًا لتدفق هواء الغرفة إلى الخزانة، يمكن أن تتعرض العينات الموجودة بالداخل للملوثات.
تدفق الهواء:يتم سحب الهواء من خلال الفتحة الأمامية، ويمر عبر منطقة العمل، ثم يمر عبر مرشح HEPA قبل الخروج. يؤدي هذا إلى إنشاء نمط تدفق هواء مشابه لغطاء الأبخرة الكيميائية ولكن مع ترشيح HEPA على العادم. لا تتم إعادة تدوير تدفق الهواء مرة أخرى إلى منطقة العمل، لذلك يتم ترشيح كل الهواء من الخزانة واستنفاده.
التطبيقات:تُستخدم خزانات الفئة الأولى للعوامل البيولوجية ذات المخاطر المنخفضة إلى المتوسطة (مستوى السلامة الحيوية 1-3). وهي تستخدم عادة لتغليف المعدات أو الإجراءات التي تولد الهباء الجوي، مثل أجهزة الطرد المركزي، ولكنها ليست مناسبة عند الحاجة إلى تعقيم المنتج. في المعامل الحديثة، تعتبر خزائن الفئة الأولى أساسية إلى حد ما وهي أقل شيوعًا من الفئة الثانية.
خزانة السلامة الحيوية من الدرجة الثانية
A خزانة السلامة الحيوية من الدرجة الثانيةتم تصميمه لحماية المستخدم والعينات والبيئة في وقت واحد. تحتوي خزانات الفئة الثانية على فتحة أمامية بتدفق هواء داخلي وتدفق صفائحي لأسفل للهواء المصفى فوق سطح العمل. أنها توفر:
- حماية الموظفين:يمنع تدفق الهواء الداخلي عند الفتحة الأمامية الملوثات من الهروب من منطقة العمل.
- حماية المنتج:وإلى الأسفل، يعمل تدفق الهواء الصفحي المفلتر بواسطة HEPA على سطح العمل على حماية العينات الموجودة داخل الخزانة من التلوث بواسطة المستخدم أو البيئة الخارجية.
- حماية البيئة:كل هواء العادم مفلتر بتقنية HEPA-.
تُستخدم خزانات الفئة الثانية للعمل مع مسببات الأمراض في BSL-1، وBSL-2، وBSL-3. هناكخمسة أنواعخزانات الفئة الثانية (النوع A1، A2، B1، B2، وC1). تختلف الأنواع في أنماط تدفق الهواء وإعادة التدوير وكيفية التعامل مع العادم.
| نوع الخزانة | تدفق الهواء | العادم | الاستخدامات |
|---|---|---|---|
| الفئة الثانية النوع A1 | التدفق من الأمام عند حوالي 75 إطارًا في الدقيقة؛ تدفق الهواء المفلتر HEPA-إلى الأسفل؛ ~70% معاد تدويرها في الداخل | يمكن إعادة تهوية الهواء المفلتر HEPA-إعادته إلى الغرفة أو إلى الخارج عبر المظلة |
للعوامل البيولوجية فقط؛ غير مناسبة للمتقلبة المواد الكيميائية أو النويدات المشعة بسبب إعادة تدوير الهواء |
| الفئة الثانية النوع A2 | مشابه لـ A1 ولكن مع تدفق أعلى (~100 إطار في الدقيقة)؛ ~70% معاد تدويرها | يمكن عادمها إلى الغرفة أو إلى الخارج من خلال مظلة | أكثر أمانا من A1؛ يتعامل مع كميات صغيرة من المواد الكيميائية غير المتطايرة-إذا تم تهويتها بشكل صحيح؛ ليس لكميات كبيرة من الغازات السامة |
| الفئة الثانية النوع B1 | التدفق ~ 100 إطار في الدقيقة؛ تتم إعادة تدوير التدفق السفلي في الغالب، ولكن يتم استنفاد تدفق الهواء الخلفي | ~30% من الهواء (التدفق الخلفي للأسفل) تمت تصفيته بواسطة HEPA-وإخراجه بقوة- | مناسبة للكميات الضئيلة من المواد الكيميائية السامة أو النويدات المشعة في منطقة العمل الخلفية؛ يتم الحفاظ على حماية المنتج |
| الفئة الثانية النوع B2 | التدفق ~ 100 إطار في الدقيقة؛ لا إعادة تدوير على الإطلاق. 100% HEPA-تدفق تنازلي تمت تصفيته | إجمالي العادم عبر القناة الصلبة؛ لا عودة إلى الغرفة | مثالية للمواد الكيميائية الخطرة أو النويدات المشعة؛ يوفر أقصى قدر من الاحتواء والعقم |
| الفئة الثانية النوع C1 | الوضع المزدوج-: يمكن أن يعمل كجهاز إعادة تدوير (مثل A2) أو كاستنفاد خارجي (مثل B1)؛ مناطق محددة لكل منها | استنفاد ~60% من تدفق الهواء؛ يمكن تغيير الوضع من خلال تعديل القناة وإعادة الاعتماد | الاستخدام المرن؛ قابل للتبديل بين الوضع A2 (العمل العام) والوضع B1 (التعامل مع المواد الكيميائية الصغيرة)؛ مناسبة لاحتياجات المختبرات المتنوعة |
خزانة السلامة الحيوية من الدرجة الثالثة
A خزانة السلامة الحيوية من الدرجة الثالثةهي أعلى-خزانة احتواء، ويُطلق عليها غالبًا "صندوق القفازات". تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:
- حاوية مغلقة بالكامل:الخزانة محكمة الغلق-عن الغاز ومغلقة تمامًا. يصل المشغلون إلى الداخل من خلال قفازات مطاطية ثقيلة متصلة بالمنافذ الموجودة في الجزء الأمامي من الخزانة. وهذا يجعل من المستحيل دخول الهواء أو الميكروبات إلى الغرفة.
- نقل المواد:هناك غرف مرور خاصة-من خلال الغرف (أحيانًا باستخدام خزان غمر أو جهاز تعقيم ببابين-) بحيث يمكن تعقيم المواد عند الدخول إلى الخزانة أو الخروج منها.
- تدفق الهواء:يتم الاحتفاظ بالخزانة تحت ضغط سلبي. يمر كل الهواء الوارد عبر مرشحات HEPA، ويتم تصفية كل هواء العادم مرتين أو حرقه قبل إطلاقه. وحتى المعدات الموضوعة بالداخل يجب أن تكون مصممة خصيصًا لتناسب البيئة المغلقة.
- الاستخدامات:توفر خزانات الفئة الثالثة أقصى قدر من الحماية للمشغل والعينة والبيئة. يتم استخدامها لأخطر مسببات الأمراض (مستوى السلامة الحيوية 4). يتم تنفيذ أي عمل باستخدام عوامل شديدة العدوى أو مميتة في خزائن الفئة الثالثة.
باختصار، تقوم BSCs من الدرجة الثالثة بعزل العمل داخل صندوق مغلق، في حين تسمح الفئتان الأولى والثانية بمنطقة عمل مفتوحة (مع تدفق هواء مفلتر). الفئة III هي النوع الوحيد الذي يمنع تمامًا أي اتصال مباشر بين المستخدم والمادة بدون قفازات ونقل متخصصة.
ما هي الاختلافات بين الفئات الثلاثة
فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين خزانات السلامة الحيوية من الدرجة الأولى والثانية والثالثة:
- الحماية المقدمة:تعمل خزانات الفئة الأولى على حماية المستخدم وبيئة المختبرلا تحمي المنتج. تعمل خزانات الفئة الثانية على حماية المستخدم والمنتج (العينات) والبيئة في وقت واحد. تحمي خزائن الفئة الثالثة كل شيء داخل الخزانة لأنها مغلقة بالكامل.
- تدفق الهواء والضميمة:تحتوي طرازات الفئة الأولى ومعظم طرازات الفئة الثانية علىجبهة مفتوحةمع تدفق الهواء إلى الداخل في الوشاح. يستخدمون مرشحات HEPA على العادم. خزائن الفئة الثالثة هيمختومة بالقفازات المرفقة، مع عدم وجود وصول مفتوح؛ يستخدمون مرشحات HEPA المزدوجة والحرق على العادم.
- إعادة تدوير الهواء:في الفئة الأولى، لا يوجد أي إعادة تدوير (كل الهواء مفلتر ومنتفخ بواسطة HEPA-). في الفئة الثانية، تقوم بعض الأنواع (A1/A2/B1/C1 في الوضع A-) بإعادة تدوير جزء من الهواء بعد التصفية. لا يقوم النوع B2 والفئة III بإعادة تدوير أي هواء.
- التوافق الكيميائي:الفئة الأولى والفئة الثانية القياسية A1/A2 هيلامناسبة للمواد الكيميائية المتطايرة، لأنه يتم إعادة تدوير بعض أو كل الهواء. يمكن للفئة الثانية B1 وB2 وC1 التعامل مع كميات صغيرة من المواد الكيميائية لأنها تستنفد الهواء الملوث في الخارج. يمكن للفئة الثالثة أيضًا التعامل مع المواد الكيميائية (في نظامها المحكم الخاص) بمعالجة العادم المناسبة.
- استخدام مستوى السلامة الحيوية (BSL):تُستخدم عادةً خزانات الفئة الأولى والثانية في الأعمال التي تتطلب احتواء BSL-1 أو BSL-2 أو BSL-3. خزانات الفئة III مطلوبة للعمل مع BSL-4 مع مسببات الأمراض الأكثر خطورة.
خاتمة
تعتبر خزائن السلامة الحيوية أدوات أساسية في المختبرات لحماية الأشخاص والبيئة عند التعامل مع العوامل المعدية. الثلاث فئاتتختلف الخزانات-الفئات الأولى والفئة الثانية والثالثة-في التصميم وفي مستويات الحماية التي توفرها. الفئة الأولى هي النوع الأساسي، حيث توفر سلامة المستخدم والبيئة ولكن ليس عقم العينة. الفئة الثانية هي النوع الأكثر شيوعًا، حيث تجمع بين حماية المستخدم والمنتج والبيئة؛ ويأتي بأنواع متعددة (A1، A2، B1، B2، C1) لتناسب التطبيقات المختلفة. توفر الفئة III أعلى مستويات الاحتواء، حيث تعزل العمل في غرفة محكمة الغلق يمكن الوصول إليها بالقفازات لتحقيق أقصى قدر من الأمان.
عند اختيار الخزانة، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار مستوى خطر العوامل البيولوجية وما إذا كانت هناك مواد كيميائية خطرة. بالنسبة لعلم الأحياء الدقيقة الروتيني (حتى BSL-3)، عادةً ما يكون الحصول على درجة BSC من الدرجة الثانية (غالبًا النوع A2) مناسبًا. للعمل مع مسببات الأمراض شديدة الخطورة أو كميات كبيرة من المواد الكيميائية السامة، قد تكون هناك حاجة إلى خزانة من الدرجة الثالثة أو الفئة الثانية المتخصصة (B2/C1). ومن خلال اختيار الفئة المناسبة من خزانة السلامة الحيوية واتباع إجراءات السلامة، يمكن للمختبرات أن تمنع التعرض للمخاطر البيولوجية بشكل فعال وتضمن إجراء أبحاث آمنة.