eng
Рассмотрены основные виды боксов биологической безопасности (БББ) для микробиологической промышленности, медицинских лабораторий. Представлены понятия по биобезопасности и общая информация по типам боксов, даны рекомендации по их установке, сертификации и эксплуатации.
Теги: biological safety biological safety box certification биологическая безопасность боксы биологической безопасности сертификация
Понятие "биологическая опасность" означает "инфекционный агент (его часть), представляющий потенциальную опасность для здорового человека, животного или растения в результате прямого воздействия: заражения или непрямого влияния – через разрушение окружающей среды".
Центрами контроля заболеваний (США) (Centers for Disease Control) и национальными институтами здравоохранения (США) (National Institutes of Health) на основании лабораторной практики, используемых методик и современного оборудования для безопасной работы установлены уровни биологической опасности с 1 по 4, которые присваиваются в зависимости от применяемых в работе агентов и направлений деятельности лаборатории [1, с.11–14]. Основные характеристики уровней биоопасности представлены в табл.1.
БББ – специальное оборудование, оснащенное ULPA-фильтрами и предназначенное для защиты оператора или одновременной защиты его и продукта от веществ, представляющих биологическую опасность. Термин может быть применим только к оборудованию, которое оснащается в соответствии с требованиями для классов I–III, регламентирующими конструкцию, скорость и распределение воздушных потоков, системы вытяжки.
Основные международные стандарты для БББ [2, с.5]:
• американский стандарт NSF 49:2002, (US);
• европейский стандарт EN 12469:2000, (EN);
• австралийский стандарт AS 2252;
• японский стандарт JIS K 3800:2000.
Классификация БББ
В качестве примеров будем использовать модели БББ мирового лидера в этой сфере – компании ESCO (Сингапур) [3]. Основные параметры классификации таких боксов представлены в табл.2.
БББ I класса
Эти боксы характеризуются наиболее простой конструкцией. Аэрозоль, содержащий биологически опасные агенты, захватывается воздушным потоком, поступающим в рабочую зону бокса, и проходит через специальную систему фильтрования, обычно представляющую собой комбинацию префильтра и ULPA-фильтра.
БББ I класса эффективно защищают оператора и окружающую среду от агентов, представляющих биологическую опасность, но не защищают от загрязнения внешним воздухом продукт, с которым проводится работа. Эти изделия считаются устаревшими и в настоящее время их использование ограничено.
БББ II класса
Такие боксы характеризуются воздушным потоком, поступающим через открытое пространство перед рабочей зоной из окружающей среды (воздухозабор), который препятствует выбросу аэрозоля потенциально опасных агентов во внешнюю среду. В отличие от БББ I класса, входящий поток в таких боксах поступает в рабочую зону не сразу, а уходит в решетку воздухозабора, расположенную рядом с оператором. В результате предотвращается загрязнение продукта внешним воздухом.
БББ II класса характеризуются вертикальным ламинарным (однородным) нисходящим потоком воздуха, который очищается ULPA-фильтром и поступает в рабочую зону, что гарантирует отсутствие в рабочей зоне бокса микрочастиц и предотвращает загрязнение продукта.
Основное различие между БББ II класса заключается в процентном соотношении выходящего и рециркулирующего воздуха. Подобные боксы могут иметь разные системы вывода выходящего потока. Одни могут возвращать воздух непосредственно в лабораторию (ESCO: Airstream АС2, Airstream DUO AC2, Labculture LA2 (рис.1), Labculture Plus LP2, Infinity FC2, Cytoculture CYT, Labculture Lead-Shielded LS2), другие подключаются к внешней вытяжке (ESCO: Airstream AB2 и Labculture LB2).
Все БББ II класса защищают оператора и окружающую среду от агентов, представляющих потенциальную биологическую опасность. Кроме того, эти боксы защищают продукт от возможного загрязнения и подходят для работы с микроорганизмами 1–3 уровней биоопасности.
БББ II класса,
тип А (А1/А2)
Тип А – самый распространенный вариант БББ II класса. Более того, такие боксы – самые распространенные среди всех подобных изделий. В них выходящий воздух составляет 30% общего воздушного потока, а 70% забранного воздуха поступает на рециркуляцию в рабочую зону, создавая нисходящий поток.
При эксплуатации боксов типа А в них создаются зоны повышенного давления, а выходящий воздух поступает непосредственно назад в лабораторию. ULPA-фильтры эффективно очищают выходящий воздух от различных аэрозолей, но не задерживают химические испарения. Если в работе наряду с биологически опасными агентами используются токсичные химические вещества, подобные боксы использовать не рекомендуется.
В БББ II класса типа А1 зоны повышенного давления непосредственно граничат с окружающей средой, а в боксах типа А2 (ESCO: Labculture LA2, Labculture Plus LP2, Infinity FC2) они дополнительно окружены специальными зонами пониженного давления. При непредвиденной протечке воздух из контрольной зоны повышенного давления, содержащий потенциально опасные вещества, не попадает наружу, а задерживается зоной низкого давления [1, с.3]. Поэтому БББ II класса типа А1 считаются устаревшими, а боксы типа А2 (рис.2) – максимально безопасными для работы. Таким образом, сейчас БББ II класса типа А – это боксы типа А2, в которых 70% воздуха из зоны повышенного давления поступает на рециркуляцию в виде нисходящего потока, а 30% – проходит очистку НЕРА-фильтром и выводится наружу.
Существуют боксы для специфического применения, например, Cytoculture CYT предназначены для работы с препаратами для химиотерапии и цитотоксическими веществами; Labculture Lead-Shielded LS2 – специально для работы с радиоизотопами, используемыми в медицине; они обеспечивают радиационную и биологическую защиту.
БББ II класса,
тип В (В1/В2)
Главное отличие таких боксов в том, что их нужно обязательно подключать к внешней вытяжке с внешним вентилятором. Собственный вентилятор бокса типа В создает только нисходящий поток, а входящий поток воздуха через решетку воздухозабора, создающий динамический барьер для защиты оператора, обеспечивается внешним вентилятором. При отсутствии внешнего вентилятора воздух, содержащий потенциально опасные микробиологические агенты, будет поступать из рабочей зоны прямо на оператора.
БББ II класса типа В рекомендуются главным образом при микробиологической работе с летучими химическими соединениями. Независимо от их наличия этот тип боксов характеризуется повышенным уровнем биологической безопасности по сравнению с типом А. Поскольку в боксах типа В выходящий воздух подается непосредственно во внешнюю вытяжку, существует дополнительная гарантия безопасности оператора в случае непредвиденного нарушения работы ULPA-фильтра на выходе [2, с.7, 8].
Боксы БББ II класса типа В1 были впервые заказаны Американским национальным институтом рака. В этих боксах 30% воздуха из контрольной зоны направляется на рециркуляцию, а 70% – на выход. Если проводить все манипуляции у задней стенки рабочей зоны, в них можно пренебречь рециркуляцией. Однако из-за ее существования проводить работы с использованием летучих химических соединений в данном типе бокса не рекомендуется [2, с.8].
В БББ II класса типа В2 (ESCO: Airstream AB2 (рис.3), Labculture LB2 (рис.4) рециркуляция воздуха отсутствует. Потоки воздухозабора и нисходящий очищаются ULPA-фильтром на выходе без рециркуляции. Поскольку в боксах этого типа рециркуляция отсутствует полностью, они рекомендуются для микробиологических работ с использованием токсических химических веществ. Именно боксы типа В2 – наиболее безопасные среди всех БББ II класса. Система вытяжной вентиляции выходящего потока является дополнительной гарантией безопасной работы в случае непредвиденного сбоя в системе нисходящего потока и/или ULPA-фильтрации на выходе.
В боксах БББ II класса типа В2 может быть дополнительно усилена функция защиты окружающей среды. Между ULPA-фильтром, очищающим воздух на выходе, и в конечной точке выхода воздуха может быть установлена дополнительная система его очистки от химических соединений.
БББ III класса
Такие боксы (ESCO Airstream AC3 (АС-4В1) (рис.5, 6) обеспечивают уровень безопасности, который не может быть достигнут в боксах I и II классов. Все БББ III класса обычно имеют цельносварной каркас и абсолютно герметичную конструкцию. Работа осуществляется с помощью герметичных перчаток, встроенных в переднюю панель бокса. В боксе III класса обязательно поддерживается пониженное давление, что является дополнительной гарантией безопасности.
Во всех БББ III класса поступающий воздух проходит очистку ULPA-фильтром, что обеспечивает защиту продукта и предотвращает кросс-загрязнение. Воздушный поток на выходе проходит очистку ULPA-фильтром и прокаливается. Альтернативный способ очистки выходящего воздуха – последовательная двойная ULPA-фильтрация. Сбоку БББ III класса располагается шлюз, позволяющий переносить материалы в рабочую зону. Выходящий поток в таких боксах обычно поступает непосредственно в лабораторию, однако возможно подключение бокса и к общей вытяжке. В этом случае микробиологическая работа может проводиться с использованием токсических веществ.
БББ III класса подходят для операций с микробиологическими агентами 1–4 уровней биоопасности [2, с.9] и часто используются при работе со смертельно опасными микроорганизмами.
Выбор БББ
При выборе в первую очередь следует ориентироваться на необходимый тип защиты: защита продукта; оператора от микроорганизмов 1–4 уровней биологической опасности или от воздействия радионуклидов и летучих токсичных химических веществ; от всех перечисленных факторов (табл.3).
Не следует работать с летучими или токсичными химическими веществами в боксах с системой рециркуляции воздуха, не подключенных к общей вытяжке, т.е. в БББ I класса, II класса типа А1, А2. БББ II класса типа В1 подходят для работ с небольшим количеством летучих химических компонентов или радионуклидов. БББ II класса типа В2, имеющие систему выведения всего воздушного потока во внешнюю вытяжку без рециркуляции, незаменимы при микробиологических работах с использованием значительных количеств радионуклидов и летучих химических веществ [2, с.11].
Расположение бокса
в лаборатории
Очень важно правильно выбрать место для установки БББ. В связи с тем, что скорость потока входящего воздуха у фронтального стекла такого бокса составляет примерно 0,45 м/с, целостность воздушного потока может быть нарушена колебаниями воздуха, возникающими при передвижениях людей по лаборатории, открывании и закрывании дверей, сквозняке из окон и т.п.
Идеальное расположение БББ – вдали от путей перемещения персонала и вне всевозможных возмущений воздушных потоков. По возможности необходимо оставлять 30-см зазор между стенками бокса и помещения для облегчения его технического обслуживания. Расстояние между крышей бокса и потолком помещения должно быть 30–35 см, что позволяет проводить корректные измерения выходящих воздушных потоков и замену фильтра на выходе [2, с.12].
Ежегодная
сертификация
(валидация)
Все БББ подлежат обязательной сертификации (валидации), проводимой только квалифицированными специалистами испытательной лаборатории, проверяющими и оценивающими работу бокса, функционирование и безопасность всех его систем согласно протоколам IQ, OQ и PQ. Рекомендованные сроки валидации: при инсталляции бокса в лаборатории, затем регулярно с периодичностью раз в год [2, с.14].
При оценке эффективности работы бокса проверяются герметичность, возможность утечки в ULPA-фильтрах, профиль скорости нисходящего потока, скорость потока у открытого пространства, соотношение разреженного давления и мощности воздушных потоков тестируются в рабочей зоне, работа системы сигнализации и блокираторов. Дополнительно проверяется возможность утечки в электросети, интенсивность освещения ламп дневного света и УФ-ламп, уровень шума и вибрации.
Литература
1. Biosafety in Microbiological and Biomedical and Biomedical Laboratories (BMBL). 4th Edition. Office of Health and Safety (OHS), Centers for Disease Control and Prevention (CDC). US Department of Health.
2. Боксы биологической безопасности. Справочное пособие. АВТ Медикэлс. – М.: 2006.
3. User & Service Manual. Labculture® Class II Type A2 Biohazard Safety Cabinet: ESCO Micro Pte Ltd.
4. Laboratory Biosafety Manual. Second Edition (revised). Interim guideless. World Health Organization.
Центрами контроля заболеваний (США) (Centers for Disease Control) и национальными институтами здравоохранения (США) (National Institutes of Health) на основании лабораторной практики, используемых методик и современного оборудования для безопасной работы установлены уровни биологической опасности с 1 по 4, которые присваиваются в зависимости от применяемых в работе агентов и направлений деятельности лаборатории [1, с.11–14]. Основные характеристики уровней биоопасности представлены в табл.1.
БББ – специальное оборудование, оснащенное ULPA-фильтрами и предназначенное для защиты оператора или одновременной защиты его и продукта от веществ, представляющих биологическую опасность. Термин может быть применим только к оборудованию, которое оснащается в соответствии с требованиями для классов I–III, регламентирующими конструкцию, скорость и распределение воздушных потоков, системы вытяжки.
Основные международные стандарты для БББ [2, с.5]:
• американский стандарт NSF 49:2002, (US);
• европейский стандарт EN 12469:2000, (EN);
• австралийский стандарт AS 2252;
• японский стандарт JIS K 3800:2000.
Классификация БББ
В качестве примеров будем использовать модели БББ мирового лидера в этой сфере – компании ESCO (Сингапур) [3]. Основные параметры классификации таких боксов представлены в табл.2.
БББ I класса
Эти боксы характеризуются наиболее простой конструкцией. Аэрозоль, содержащий биологически опасные агенты, захватывается воздушным потоком, поступающим в рабочую зону бокса, и проходит через специальную систему фильтрования, обычно представляющую собой комбинацию префильтра и ULPA-фильтра.
БББ I класса эффективно защищают оператора и окружающую среду от агентов, представляющих биологическую опасность, но не защищают от загрязнения внешним воздухом продукт, с которым проводится работа. Эти изделия считаются устаревшими и в настоящее время их использование ограничено.
БББ II класса
Такие боксы характеризуются воздушным потоком, поступающим через открытое пространство перед рабочей зоной из окружающей среды (воздухозабор), который препятствует выбросу аэрозоля потенциально опасных агентов во внешнюю среду. В отличие от БББ I класса, входящий поток в таких боксах поступает в рабочую зону не сразу, а уходит в решетку воздухозабора, расположенную рядом с оператором. В результате предотвращается загрязнение продукта внешним воздухом.
БББ II класса характеризуются вертикальным ламинарным (однородным) нисходящим потоком воздуха, который очищается ULPA-фильтром и поступает в рабочую зону, что гарантирует отсутствие в рабочей зоне бокса микрочастиц и предотвращает загрязнение продукта.
Основное различие между БББ II класса заключается в процентном соотношении выходящего и рециркулирующего воздуха. Подобные боксы могут иметь разные системы вывода выходящего потока. Одни могут возвращать воздух непосредственно в лабораторию (ESCO: Airstream АС2, Airstream DUO AC2, Labculture LA2 (рис.1), Labculture Plus LP2, Infinity FC2, Cytoculture CYT, Labculture Lead-Shielded LS2), другие подключаются к внешней вытяжке (ESCO: Airstream AB2 и Labculture LB2).
Все БББ II класса защищают оператора и окружающую среду от агентов, представляющих потенциальную биологическую опасность. Кроме того, эти боксы защищают продукт от возможного загрязнения и подходят для работы с микроорганизмами 1–3 уровней биоопасности.
БББ II класса,
тип А (А1/А2)
Тип А – самый распространенный вариант БББ II класса. Более того, такие боксы – самые распространенные среди всех подобных изделий. В них выходящий воздух составляет 30% общего воздушного потока, а 70% забранного воздуха поступает на рециркуляцию в рабочую зону, создавая нисходящий поток.
При эксплуатации боксов типа А в них создаются зоны повышенного давления, а выходящий воздух поступает непосредственно назад в лабораторию. ULPA-фильтры эффективно очищают выходящий воздух от различных аэрозолей, но не задерживают химические испарения. Если в работе наряду с биологически опасными агентами используются токсичные химические вещества, подобные боксы использовать не рекомендуется.
В БББ II класса типа А1 зоны повышенного давления непосредственно граничат с окружающей средой, а в боксах типа А2 (ESCO: Labculture LA2, Labculture Plus LP2, Infinity FC2) они дополнительно окружены специальными зонами пониженного давления. При непредвиденной протечке воздух из контрольной зоны повышенного давления, содержащий потенциально опасные вещества, не попадает наружу, а задерживается зоной низкого давления [1, с.3]. Поэтому БББ II класса типа А1 считаются устаревшими, а боксы типа А2 (рис.2) – максимально безопасными для работы. Таким образом, сейчас БББ II класса типа А – это боксы типа А2, в которых 70% воздуха из зоны повышенного давления поступает на рециркуляцию в виде нисходящего потока, а 30% – проходит очистку НЕРА-фильтром и выводится наружу.
Существуют боксы для специфического применения, например, Cytoculture CYT предназначены для работы с препаратами для химиотерапии и цитотоксическими веществами; Labculture Lead-Shielded LS2 – специально для работы с радиоизотопами, используемыми в медицине; они обеспечивают радиационную и биологическую защиту.
БББ II класса,
тип В (В1/В2)
Главное отличие таких боксов в том, что их нужно обязательно подключать к внешней вытяжке с внешним вентилятором. Собственный вентилятор бокса типа В создает только нисходящий поток, а входящий поток воздуха через решетку воздухозабора, создающий динамический барьер для защиты оператора, обеспечивается внешним вентилятором. При отсутствии внешнего вентилятора воздух, содержащий потенциально опасные микробиологические агенты, будет поступать из рабочей зоны прямо на оператора.
БББ II класса типа В рекомендуются главным образом при микробиологической работе с летучими химическими соединениями. Независимо от их наличия этот тип боксов характеризуется повышенным уровнем биологической безопасности по сравнению с типом А. Поскольку в боксах типа В выходящий воздух подается непосредственно во внешнюю вытяжку, существует дополнительная гарантия безопасности оператора в случае непредвиденного нарушения работы ULPA-фильтра на выходе [2, с.7, 8].
Боксы БББ II класса типа В1 были впервые заказаны Американским национальным институтом рака. В этих боксах 30% воздуха из контрольной зоны направляется на рециркуляцию, а 70% – на выход. Если проводить все манипуляции у задней стенки рабочей зоны, в них можно пренебречь рециркуляцией. Однако из-за ее существования проводить работы с использованием летучих химических соединений в данном типе бокса не рекомендуется [2, с.8].
В БББ II класса типа В2 (ESCO: Airstream AB2 (рис.3), Labculture LB2 (рис.4) рециркуляция воздуха отсутствует. Потоки воздухозабора и нисходящий очищаются ULPA-фильтром на выходе без рециркуляции. Поскольку в боксах этого типа рециркуляция отсутствует полностью, они рекомендуются для микробиологических работ с использованием токсических химических веществ. Именно боксы типа В2 – наиболее безопасные среди всех БББ II класса. Система вытяжной вентиляции выходящего потока является дополнительной гарантией безопасной работы в случае непредвиденного сбоя в системе нисходящего потока и/или ULPA-фильтрации на выходе.
В боксах БББ II класса типа В2 может быть дополнительно усилена функция защиты окружающей среды. Между ULPA-фильтром, очищающим воздух на выходе, и в конечной точке выхода воздуха может быть установлена дополнительная система его очистки от химических соединений.
БББ III класса
Такие боксы (ESCO Airstream AC3 (АС-4В1) (рис.5, 6) обеспечивают уровень безопасности, который не может быть достигнут в боксах I и II классов. Все БББ III класса обычно имеют цельносварной каркас и абсолютно герметичную конструкцию. Работа осуществляется с помощью герметичных перчаток, встроенных в переднюю панель бокса. В боксе III класса обязательно поддерживается пониженное давление, что является дополнительной гарантией безопасности.
Во всех БББ III класса поступающий воздух проходит очистку ULPA-фильтром, что обеспечивает защиту продукта и предотвращает кросс-загрязнение. Воздушный поток на выходе проходит очистку ULPA-фильтром и прокаливается. Альтернативный способ очистки выходящего воздуха – последовательная двойная ULPA-фильтрация. Сбоку БББ III класса располагается шлюз, позволяющий переносить материалы в рабочую зону. Выходящий поток в таких боксах обычно поступает непосредственно в лабораторию, однако возможно подключение бокса и к общей вытяжке. В этом случае микробиологическая работа может проводиться с использованием токсических веществ.
БББ III класса подходят для операций с микробиологическими агентами 1–4 уровней биоопасности [2, с.9] и часто используются при работе со смертельно опасными микроорганизмами.
Выбор БББ
При выборе в первую очередь следует ориентироваться на необходимый тип защиты: защита продукта; оператора от микроорганизмов 1–4 уровней биологической опасности или от воздействия радионуклидов и летучих токсичных химических веществ; от всех перечисленных факторов (табл.3).
Не следует работать с летучими или токсичными химическими веществами в боксах с системой рециркуляции воздуха, не подключенных к общей вытяжке, т.е. в БББ I класса, II класса типа А1, А2. БББ II класса типа В1 подходят для работ с небольшим количеством летучих химических компонентов или радионуклидов. БББ II класса типа В2, имеющие систему выведения всего воздушного потока во внешнюю вытяжку без рециркуляции, незаменимы при микробиологических работах с использованием значительных количеств радионуклидов и летучих химических веществ [2, с.11].
Расположение бокса
в лаборатории
Очень важно правильно выбрать место для установки БББ. В связи с тем, что скорость потока входящего воздуха у фронтального стекла такого бокса составляет примерно 0,45 м/с, целостность воздушного потока может быть нарушена колебаниями воздуха, возникающими при передвижениях людей по лаборатории, открывании и закрывании дверей, сквозняке из окон и т.п.
Идеальное расположение БББ – вдали от путей перемещения персонала и вне всевозможных возмущений воздушных потоков. По возможности необходимо оставлять 30-см зазор между стенками бокса и помещения для облегчения его технического обслуживания. Расстояние между крышей бокса и потолком помещения должно быть 30–35 см, что позволяет проводить корректные измерения выходящих воздушных потоков и замену фильтра на выходе [2, с.12].
Ежегодная
сертификация
(валидация)
Все БББ подлежат обязательной сертификации (валидации), проводимой только квалифицированными специалистами испытательной лаборатории, проверяющими и оценивающими работу бокса, функционирование и безопасность всех его систем согласно протоколам IQ, OQ и PQ. Рекомендованные сроки валидации: при инсталляции бокса в лаборатории, затем регулярно с периодичностью раз в год [2, с.14].
При оценке эффективности работы бокса проверяются герметичность, возможность утечки в ULPA-фильтрах, профиль скорости нисходящего потока, скорость потока у открытого пространства, соотношение разреженного давления и мощности воздушных потоков тестируются в рабочей зоне, работа системы сигнализации и блокираторов. Дополнительно проверяется возможность утечки в электросети, интенсивность освещения ламп дневного света и УФ-ламп, уровень шума и вибрации.
Литература
1. Biosafety in Microbiological and Biomedical and Biomedical Laboratories (BMBL). 4th Edition. Office of Health and Safety (OHS), Centers for Disease Control and Prevention (CDC). US Department of Health.
2. Боксы биологической безопасности. Справочное пособие. АВТ Медикэлс. – М.: 2006.
3. User & Service Manual. Labculture® Class II Type A2 Biohazard Safety Cabinet: ESCO Micro Pte Ltd.
4. Laboratory Biosafety Manual. Second Edition (revised). Interim guideless. World Health Organization.
Отзывы читателей
