Ламинарные шкафы: их устройство, классификация и применение
Чтобы надежно защитить рабочую зону в любой лаборатории от загрязнения частицами, которые находятся в воздухе, нужны ламинарные воздушные потоки. Такая стерильная рабочая среда необходима исследовательским и медицинским лабораториям. Оптимальным решением подобной задачи является оснащение лабораторий ламинарными шкафами (боксами), которые еще кратко называют ламинариями.
Назначение ламинариев
Ламинарный шкаф относится к такому типу лабораторного оборудования, которое способно обеспечить определенные условия, рабочую среду любого размера. Такое оборудование всасывает воздух через рабочую поверхность в ламинарном воздушном потоке и потом прогоняет его через систему фильтрации. С помощью такого оборудования в лаборатории можно создать требуемую чистоту воздуха, которая станет удовлетворять определенные требования.
Ламинарные боксы необходимы для проведения всевозможных опытов и исследований. Особенно они незаменимы тогда, когда есть необходимость обеспечить чистую среду для небольших предметов, например, электронных устройств, чувствительных к мелким посторонним частицам. Шкафы могут быть приспособленными к требованиям конкретных лабораторий и подходят для таких сфер применения, как:
Конструктивные особенности оборудования
Система фильтрации традиционно объединяет предварительный фильтр и фильтр HEPA. Бокс для ламинарного потока надежно закрыт по бокам. Внутри его поддерживается постоянное давление воздуха, что предотвращают проникновение загрязненных потоков внутрь помещения.
Типы ламинаров и классы их защиты
1 класс – защищает окружающее пространство и лаборантов от опасных для здоровья людей веществ. Но такое оборудование не гарантирует достаточно стерильные условия работы;
2 класс – защищает оператора, лабораторные образцы и окружающее пространство от токсичных и патогенных веществ. Такое оборудование незаменимо при производстве лекарств, требуется для работы с токсичными и радиоактивными веществами;
3 класс – обеспечивает защиту образцов, лаборантов и окружающей среды при работе с материалами из категории особо опасных. Нужен для безопасной работы с бактериями и вирусами уровень опасности которых характеризуется, как очень опасный. Также такое оборудование незаменимо при работе с изотопами и канцерогенами. У них полностью изолированная рабочая зона. Кроме этого их комплектация предполагает наличие физического барьера между лаборантом и рабочим местом.
Ламинарные шкафы бывают в вертикальном и горизонтальном исполнении. Также существует множество модификаций со всевозможными типами воздушных потоков для разных целей. Все они создают рабочее пространство, в котором нет загрязнений. Любые модели способны адаптироваться к требованиям конкретных лабораторий.
Ламинарные боксы биологической безопасности
Ламинарный бокс биологической безопасности предназначен для работы с биологически опасными веществами. Оборудование оснащено одним или несколькими фильтрами HEPA (High Efficiently Participate Air). Такие фильтры удаляют 99,95% частиц размерами от 0,3 мкм. Работа боксов регулируется европейским стандартом EN 12469:2000. В зависимости от уровня биологической защиты боксы (шкафы) биологической безопасности подразделяются на три класса.
Боксы биологической безопасности I класса
Оборудование данного класса имеет самый простой принцип работы. Камера оснащена открытым фронтальным окном. Опасные загрязнения захватываются направленным извне воздушным потоком и пропускаются через фильтровальную систему. Наружу выходит полностью очищенный воздух. Оборудование имеет открытую камеру, воздухозабор осуществляется из внешней среды, поэтому не защищает исследуемые материалы от внешних воздействий. Результаты исследований могут быть искажены по причине попадания в рабочую зону посторонних микроорганизмов. Единственная функция, которую эффективно выполняет оборудование данного типа, заключается в предотвращении попадания загрязнений за пределы камеры, то есть в помещение лаборатории. Защита оператора также находится на невысоком уровне, поэтому ламинарные шкафы первого класса считаются устаревшими и используются только в технически обоснованных случаях.
Ламинарные боксы биологической безопасности II класса
Принцип работы оборудования данного типа схож с боксами I класса – оба устройства имеют открытое фронтальное окно и используются для защиты помещения лаборатории от попадания опасных веществ. Основное отличие шкафов II класса заключается в том, что воздушный поток не поступает сразу в рабочую зону через открытое пространство, а пропускается через специальную воздухозаборную решетку, расположенную возле оператора. Этот поток выполняет функцию воздушной завесы, защищающей оператора от негативного биологического воздействия. Еще один всасывающий элемент с фильтром располагается на верхней панели камеры. Равномерный воздушный поток направляется строго вертикально сверху вниз (нисходящий поток), проходит через HEPA-фильтр и поступает в рабочую зону. Таким образом, в камеру поступает очищенный воздух из окружающей среды. При этом проникновение микрочастиц в камеру и негативное воздействие на исследуемый материал минимизируется.
Часть очищенного воздуха, выходящего из камеры, возвращается в систему рециркуляции для повторного использования. Эффективность работы характеризуется количественным показателем, определяющим соотношение объема рециркулирующего и выходящего воздуха.
Ламинарные боксы второго класса подразделяются на типы. В ходе работы бокса биологической безопасности II класса типа A за пределы камеры выходит 30% общего воздушного потока. Остальные 70% возвращаются в рециркуляционную систему и формируют нисходящий поток.
Боксы биологической безопасности III класса
Боксы ламинарного типа третьего класса обеспечивают самый высокий уровень биологической безопасности. Оборудование имеет герметичную камеру, а для проведения лабораторных исследований в рабочей зоне используется пара перчаток. Перчатки присоединяются к камере через специальные герметичные порты. Очистка воздуха осуществляется с помощью фильтровальной системы HEPA. Очищенный выходящий поток направляется в помещение лаборатории или удаляется за пределы здания через вентиляционные каналы. Дополнительно в камере создается пониженное давление, повышающее уровень безопасности работы с химикатами и биологическими средами. В оборудовании данного типа можно производить исследования с образцами всех категорий опасности, в том числе со смертельно опасными веществами.
Как выбрать ламинарный бокс биологической безопасности
Чтобы сделать правильный выбор и купить ламинарный бокс, подходящий по всем параметрам, нужно определиться с требуемым типом защиты.
Особенности эксплуатации боксов биологической безопасности в условиях лаборатории
Место расположения оборудования. Ламинарные шкафы с открытым фронтальным окном очень чувствительны к минимальным перемещениям воздушных потоков в комнате, поэтому оборудование необходимо размещать вдали от сквозняков и путей активного перемещения персонала. Между камерой и стеной необходимо оставлять зазор не менее 30 см для удобства технического обслуживания. Пространство над крышкой используется для замены фильтра и регулирования воздушного потока. Минимальное расстояние между верхней плоскостью шкафа и потолком – 35 см.
Компания «АкрилМедик» занимается изготовлением акрилового лабораторного оборудования различного типа. Абсолютную защиту от факторов биологической опасности обеспечивают герметичные перчаточные боксы III класса – именно такое оборудование устанавливается в современных лабораториях. Мы изготавливаем продукцию на собственном производственном предприятии по индивидуальным заказам любой степени сложности.
Для связи с нашим техническим консультантом позвоните нам или закажите звонок через специальную форму. Также Вы можете написать нам на электронную почту или оставить сообщение через форму обратной связи. Мы ждем именно Вашего заказа!
Особенности ламинарных шкафов, обзор моделей
Обеззараживающие установки – элемент комплектации лабораторных, фармацевтических, научных, исследовательских помещений. Такая установка, как ламинарный шкаф необходима для получения приемлемой среды при работе с биологическим, нанотехнологическим, химическим и другим исследуемым материалом. Благодаря прохождению потоков нагнетаемого воздуха опытные образцы проходят полную фильтрацию и обезвреживание до контакта со средой окружения.
Назначение
Ламинарные боксы относятся к категории специального мебельного оборудования узкого спектра применяемости. Изделие с воздушным потоком нисходящего прохождения – необходимый атрибут медучреждений, фармацевтических фирм, научно-исследовательских отделов специализированных учреждений, организаций, лабораторных помещений предприятий, деятельность которых тесно связана с изучением микроорганизмов, микробиологических образцов, проведением опытов и экспериментов. Назначение изделий следующее:
Использование ламинарных шкафов, боксов, укрытий позволяет организовать среду требуемой чистоты для защиты работников лабораторий от воздействия патогенной микрофлоры, исключить контакт продуктов исследования с внешней средой. Все мебельное оборудование ламинарного типа классифицируют по классам. В рамках одного класса и типа функции модели варьируются – одни боксы предназначены только для обеззараживания продукта исследования, другие – для антимикробной защиты операторов, третьи – для контаминации воздушной среды в помещении.
Лабораторное оборудование представлено достаточно широким ассортиментом изделий. Комплектация моделей зависит от конкретных условий, особенностей исследовательской деятельности. В зависимости от функционального назначения, уровня защиты, оснащения специальными элементами ламинарные шкафы классифицируют на несколько видов:
По цели использования ламинарные боксы относят к медицинским и биологическим моделям. Комплектация зависит от условий эксплуатации оборудования. Практически все модели оснащены элементами визуального контроля рабочего процесса, лампами, ультрафиолетовым освещением. Главная функция – создание требуемых условий для проведения исследований образцов.
Система фильтров – обязательный элемент ламинарных шкафов. Технические и эксплуатационные параметры фильтрующей системы рассчитываются на стадии проектирования, определяют класс биологической безопасности бокса.
Разделение на классы
При выборе лабораторных шкафов нужно учитывать, в каких условиях будет происходить эксплуатация мебельного оборудования, какие агенты необходимо исследовать. В мировой и отечественной практике есть отличия в классификации ламинарных шкафов по американскому, европейскому, японскому, австралийскому стандарту. Боксы биологической безопасности разделяют на три класса:
В отечественной и зарубежной классификации ламинарные шкафы одного и того же класса имеют неодинаковое исполнение. Различия с мировыми стандартами приводят к необходимости дополнительной классификации лабораторного оборудования на боксы укрытия и боксы микробиологической защиты трех классов. Ламинарные шкафы первого класса используют для работы с опасными агентами, второго – с патогенными микроорганизмами, радионуклидами, цитостатиками, токсичными веществами химической природы, третьего – с вирусами, бактериями наивысшего уровня опасности.
Материалы изготовления
Производство боксов регламентировано ГОСТами и СанПин, комплектация модели зависит от проектной документации завода изготовителя, уровня защиты, функций микробиологического оборудования. По индивидуальному проекту оборудование могут оснащать дополнительными элементами. Основные материалы и детали бокса биологической защиты:
Ламинарный шкаф биобезопасности имеет несколько степеней защиты – недостаточная скорость воздушного потока, загрязнение рабочих фильтров, негерметичное закрытие переднего стекла, нарушение биологической защиты в боксе, автоматический блок при скачках напряжения, тревожный сигнал при снижении скорости нисходящего воздушного потока. Программное обеспечение электронного управления обеспечивает отображение показателей работы на графической панели, хранение данных в заданном формате.
Комплектация и материалы изготовления зависят от классификации модели, проектной документации компании производителя, поэтому для разных экземпляров перечень элементов бокса варьируется, есть возможность установки дополнительного оборудования.
Особенности применения
Использовать лабораторное оборудование для микробиологических исследований можно строго в соответствие с установленными санитарными нормами. Поскольку проектированием и производством боксов занимаются разные производители, позиционируя оборудование как ламинарные шкафы для биологической безопасности, необходимо правильно идентифицировать боксы во избежание некорректной эксплуатации устройств. Особенности применения:
Главным фактором, по которому устанавливают возможность использовать конкретное оборудование, является уровень чистоты в помещении, степень риска зараженности агентом, необходимость защиты продукта от контаминации, вероятность образования аэрозолей. Шкаф ламинарный используется в медицине, фармацевтике, криминалистике, микробиологии, приборостроении, химической промышленности. Выбор определяет назначение, конструкция, классность, исполнение, габариты изделия.
Устройство и применение ламинарных шкафов
Ламинарные потоки
Ламинарные воздушные потоки защищают рабочую зону от загрязнения частицами, находящимися в окружающем воздухе. Многим медицинским и исследовательским лабораториям требуется стерильная рабочая среда для проведения специализированных работ. Одним из самых распространенных решений для организации стерильного пространства являются ламинарные боксы (ламинары, ламинарные шкафы).
Почему ламинарный?
Ламинарный шкаф создает рабочую среду любого размера, прогоняя воздух через систему фильтрации и всасывая его через рабочую поверхность в ламинарном или однонаправленном воздушном потоке. Они обеспечивают отличную чистоту воздуха удовлетворяющую ряду лабораторных требований.
Использование
Ламинарные боксы подходят для различных исследований, особенно там, где требуется отдельная чистая окружающая среда для небольших предметов, например, чувствительных к частицам электронных устройств. В лаборатории ламинары обычно используются для специализированной работы. Шкафы могут быть адаптированы к конкретным требованиям лаборатории и также идеально подходят для общих лабораторных работ, особенно в медицинском, фармацевтическом, электронном и промышленном секторах.
Как они сделаны
Ламинарные боксы или шкафы с ламинарным потоком воздуха обычно изготавливаются из нержавеющей стали без зазоров или швов, тем самым предотвращая накопление бактерий в любом месте рабочей зоны.
Как они работают
Ламинарные шкафы работают за счет использования ламинарного потока воздуха, проходящего через один или несколько фильтров HEPA, предназначенных для создания свободной от частиц рабочей среды и обеспечения защиты образцов. Воздух проходит через систему фильтрации и затем всасывается через рабочую поверхность.
Обычно система фильтрации содержит предварительный фильтр и фильтр HEPA. Шкаф для ламинарного потока закрыт по бокам и в нем поддерживается постоянное положительное давление воздуха, чтобы предотвратить проникновение загрязненного воздуха в помещение.
Ламинарный или вытяжной шкаф?
Следует отличать ламинарный и вытяжной шкаф. Последние используются более для вентиляции, чтобы защитить помещение лаборатории от попадания летучих ядовитых веществ. Ламинар же не только защищает помещение, но и образцы и приборы, находящиеся в нем.
Согласно мировым стандартам, ламинарные боксы разделают на три класса безопасности. Чем выше класс – тем выше защита.
Стоит отметить, что ламинарные шкафы первого класса отечественного производства не соответствуют мировым стандартам этого класса и в них воздушные потоки направлены наружу, поэтому бокс не защищает окружающую среду.
Типы ламинаров
Ламинарные шкафы могут изготавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении. Существует множество различных типов шкафов с различными типами воздушных потоков для разных целей.
Все они обеспечивают рабочее пространство, не содержащее загрязнений, и могут быть адаптированы к требованиям любой лаборатории.
Горизонтальные ламинарные шкафы
Получили свое название из-за направления потока воздуха, который поступает сверху, а затем меняет направление и течет по горизонтали. Постоянный поток фильтрованного воздуха обеспечивает защиту материала и продукта.
Вертикальные ламинарные шкафы
В таких шкафах поток воздуха направлен вертикально вниз на рабочую зону. Воздух может покидать рабочую зону через отверстия в основании. Вертикальные ламинары могут обеспечить большую защиту оператора.
Другие статьи
Как выбрать правильную технологию секвенирования?
Базовое оборудование для культуральной лаборатории
Безопасность в лаборатории клеточных культур
О нас
Каталог
Клиентам
Мы в соцсетях:
Товар добавлен в корзину
Товар добавлен к сравнению
Согласие на обработку персональных данных
Что такое боксы биологической безопасности ламинарные шкафы принцип их работы
А.А. Ененко, начальник аналитического центра валидации и измерений ООО «ВОСТОК ПОСТ»
Деятельность химических, радиологических, бактериологических и других лабораторий связана с использованием различного рода защитного лабораторного оборудования. Традиционным было использование активной вытяжной системы, которая, до определенного времени, была единственным средством удаления и контроля распространения аэрозолей агентов, образующихся в процессе работы. Однако на сегодняшний день только вытяжной вентиляции недостаточно для обеспечения безопасной работы персонала, и защиты окружающей среды. Помимо этого остро стоит вопрос об организации области пространства с чистой воздушной средой, необходимой для предупреждения попадания на продукт аэрозольных загрязнений из окружающей среды.
Виды защитного лабораторного оборудования
Современный рынок защитного лабораторного оборудования представляет широкий спектр продуктов, относящихся к лабораторной безопасности, которые, однако, можно разделить на 3 основные группы: химические вытяжные шкафы; ламинарные укрытия (или ламинарные боксы), и боксы микробиологической безопасности.
Химические вытяжные шкафы (рис. 1, а) по сути, представляют собой улучшенную версию вытяжных зонтов, подключаемых к активной вытяжной системе. Принцип работы шкафа заключается в удалении паров вредных веществ из рабочей камеры в жестко подключенную активную систему вытяжной вентиляции, с помощью направленного внутрь шкафа через рабочий проем воздушного потока. Вытяжной шкаф обеспечивает только защиту оператора от паров и аэрозолей вредных веществ, с которыми производится работа.
Рис. 1. а – химический вытяжной шкаф, б – ламинарное укрытие.
Ламинарные укрытия (или ламинарные боксы) (рис. 1, б) предназначены для создания беспылевой абактериальной воздушной среды и применяются при оснащении отдельных рабочих мест медицинских, фармацевтических и других учреждений с высокими требованиями к чистоте воздуха в рабочей зоне. Бокс используется при работе с препаратами и бактериальными культурами, не представляющими угрозы здоровью оператора, когда необходима защита рабочего материала от загрязнения из окружающей среды, или работа с объектом требует стерильной рабочей зоны. Воздух из помещения проходит через фильтры тонкой очистки воздуха HEPA ( High Efficiency Particulate Absorbing ) и подается в рабочую камеру однонаправленным вертикальным ниспадающим потоком. Из рабочей зоны воздух попадает обратно в помещение. Следует отметить, что ламинарное укрытие не обеспечивает защиты ни оператора, ни окружающей среды.
С 1 декабря 2011 года в силу вступил новый российский стандарт ГОСТ Р ЕН 12469-2010 «Биотехнология. Технические требования к боксам микробиологической безопасности», который является прямым переводом европейской нормы EN 12469-2000. Данный документ определяет технические требования, конструкцию БМБ, а так же состав, периодичность и методики проверок эксплуатационных характеристик БМБ. Согласно новому стандарту отличительной особенностью всех боксов микробиологической безопасности является возможность работы с потенциально опасными и опасными микроорганизмами. Также стандарт разделяет все БМБ на три класса.
БМБ I класса (по ГОСТ Р ЕН 12469-2010) – это БМБ с рабочим проемом, через который оператор может проводить манипуляции внутри бокса. Бокс должен быть сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать защиту оператора от выброса диспергированных контаминированных частиц, образовавшихся внутри бокса. Это достигается с помощью направленного внутрь бокса через рабочий проем воздушного потока, с последующей его фильтрацией и удаления из бокса.
Рис.2. а – БМБ I класса, б – БМБ II класса, в – БМБ III класса.
БМБ II класса (по ГОСТ Р ЕН 12469-2010) – это БМБ с рабочим проемом, через который оператор может проводить манипуляции внутри бокса. Бокс должен быть сконструирован таким образом, чтобы оператор был защищен, риск загрязнения продукта и перекрестного загрязнения низок, а удаление возникающих загрязнений обеспечивалось с помощью профильтрованного воздушного потока, циркулирующего внутри бокса, а также с помощью фильтрации удаляемого из бокса воздуха.
Другими словами, БМБ II класса предназначен для защиты оператора и окружающей среды от контаминации диспергированными аэрозольными частицами, возникающими при выполнении работ с биологическими агентами и микроорганизмами внутри камеры бокса, а также для защиты рабочих агентов от внешней и перекрестной контаминации.
Принцип действия бокса основан на принудительной рециркуляции части воздуха в замкнутом объеме через НЕРА фильтр. Воздух, проходя через приточный НЕРА фильтр, очищается от аэрогенных загрязнений и подается в рабочую зону однонаправленным нисходящим потоком, тем самым создавая в камере бокса чистую воздушную среду и предотвращая перекрестную контаминацию. Часть нагнетаемого вентилятором в камеру повышенного давления воздуха (обычно около 30%) через выпускной НЕРА фильтр выбрасывается в помещение. Из-за искусственно созданного разряжения происходит подсос воздуха в рабочую камеру через рабочий проем. Благодаря этому устанавливается воздушная завеса, обеспечивающая защиту оператора, см. рис. 2,б.
Наконец БМБ III класса (по ГОСТ Р ЕН 12469-2010) – БМБ, в котором рабочая зона полностью изолирована, а оператор отделен от рабочего места физическим барьером (т.е. перчатки механически соединены с боксом). Профильтрованный воздух постоянно поступает в бокс, а удаляемый из БМБ воздух фильтруется для предотвращения попадания микроорганизмов в окружающую среду.
Принцип действия бокса основан на принудительной подаче очищенного воздуха в рабочую камеру с последующим удалением контаминированного воздуха через двухступенчатую систему очистки. Воздух, проходя через НЕРА фильтр, очищается от аэрогенных загрязнений и подается в рабочую зону однонаправленным нисходящим потоком. Воздух из рабочей камеры удаляется в помещение или систему вытяжной вентиляции, предварительно пройдя двухступенчатую очистку. Манипуляции с рабочим материалом осуществляются через перчатки.
Проверка эксплуатационных характеристик оборудования
Важным вопросом, касающимся БМБ, являются проверки эксплуатационных характеристик боксов. Основными документами, обязательными для исполнения и регламентирующими эксплуатацию и минимум проверок БМБ при работе с микроорганизмами различных групп патогенности, являются Санитарные Правила.
СП 1.3.1285-03 «Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности)» и СП 1.3.2322-08 «Безопасность работы с микроорганизмами III- IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» требуют проводить проверку скорости входящего потока и контроля целостности фильтра боксов микробиологической безопасности II класса. Безусловно, скорость входящего потока является основным фактором, определяющим защиту оператора, однако при этом методика измерения скорости входящего потока СП 1.3.1285-03 и СП 1.3.2322-08 не регламентируется.
Существует распространенное заблуждение, что скорость входящего потока в боксах II класса равномерна вдоль всего рабочего проема. Это не так. Рассмотрим подробнее вопрос определения скорости входящего потока воздуха в БМБ.
В боксах I класса, как известно, рециркуляция воздуха отсутствует, т.е. весь воздух, проходящий через вентилятор, выбрасывается наружу, предварительно пройдя через НЕРА фильтр. В таких боксах входящий поток образуется из-за создания вентилятором разряжения во всем объеме камеры бокса. Вследствие этого скорость входящего потока примерно одинакова во всем сечении рабочего проема и допускает непосредственные измерения с помощью термоанемометра в плоскости рабочего проема.
В боксах II класса, в отличие от боксов I класса, изоляция оператора от продукта, а также продукта от окружающей среды осуществляется с помощью так называемой воздушной завесы. Эта завеса возникает в результате слияния потоков входящего и нисходящего воздуха в области рабочего проема. Входящий поток возникает как компенсация той части воздуха, которая выбрасывается из бокса в атмосферу, предварительно пройдя через выпускной НЕРА фильтр (см. рис. 2б). Оставшаяся часть воздуха продолжает циркулировать в боксе. В результате наличия в рабочей камере бокса нисходящего потока, а также в результате конструктивных особенностей, разряжение возникает только вдоль узких зон (перфорации), расположенных в плоскости столешниц. По этой причине распределение скорости потока по высоте рабочего проема имеет крайне неоднородный характер: наибольшая скорость потока наблюдается у нижней границы рабочего проема, наименьшая — у верхней. Прямое измерение скорости потока с помощью термоанемометра, в данном случае, может привести к неправильным результатам, т.к. результат измерения сильно зависит от места расположения чувствительного элемента анемометра при измерении. Для того чтобы избежать подобной неопределенности, средняя скорость входящего потока в БМБ II класса определяется как отношение объемного расхода входящего воздуха к полной площади рабочего проема, а оценка средней скорости входящего потока сводится к оценке объемного расхода воздуха. Вследствие того, что входящий и выходящий потоки равны, оценка расхода входящего воздуха может определяться путем оценки расхода выходящего воздуха.
Рис. 3 Распределение потоков воздуха внутри БМБ II класса. 1, 2 – передняя и задняя перфорации соответственно, 3, 4 – эпюры скоростей потоков воздуха с внутренней и наружной стороны рабочего проема (рисунок взят из книги «Чистые помещения. Проблемы, теория, практика.» под ред. А.Е.Федотова).
Помимо обеспечения защиты оператора и окружающей среды, БМБ II класса также обеспечивает защиту рабочего материала от внешней и перекрестной контаминации. Эта защита осуществляется с помощью создания однонаправленного нисходящего потока чистого воздуха, прошедшего через приточный НЕРА фильтр. Требований к скорости нисходящего потока СП 1.3.1285-03 и СП 1.3.2322-08 не предъявляют, в то время как её величина является важным фактором, влияющим на эффективность работы бокса.
ГОСТ Р ЕН 12469-2010 в свою очередь строго регламентирует не только процедуру проверки скорости входящего потока в БМБ I и II классов, но также процедуру проверки скорости и однородности нисходящего потока воздуха в камере бокса, методику исследования целостности НЕРА фильтра и процесс визуализации потоков, создаваемых при работе бокса. Эти проверки формируют необходимый минимум испытаний, пройдя который бокс микробиологической безопасности может считаться безопасным для работы.
Характерной особенностью рекомендаций СП 1.3.1285-03 и СП 1.3.2322-08, касающейся применения БМБ, является разделение всех БМБ II класса на типы А и В. Данная классификация боксов производится согласно американскому стандарту NSF/ANSI 49-2009 и появилась в российских документах из рекомендаций ВОЗ. Новый российский стандарт ГОСТ Р ЕН 12469-2010 не производит деления боксов микробиологической безопасности на типы.
В основе разделения боксов на типы А и В лежит их разделение по доле воздуха, рециркулируемого обратно в камеру бокса и помещение установки. В большинстве БМБ II класса только часть воздуха из камеры бокса удаляется через вытяжной НЕРА фильтр. Некоторая часть воздуха, в зависимости от конструкции бокса, продолжает рециркулировать в боксе, проходя через приточный НЕРА фильтр, и подаваясь в камеру бокса. Так, например, в боксах II класса типа A2 процент рециркуляции составляет 70%, в то время как в боксах II класса типа В1 – 30%.
В БМБ II класса типа В2 рециркуляция воздуха в камеру или помещение отсутствует, т.е. 100% воздуха из рабочей камеры бокса, пройдя через НЕРА фильтр, удаляется в атмосферу через вытяжной воздуховод. Такая организация потоков более безопасна в плане работы с ПБА высокой группы патогенности, а также позволяет вести работу в боксе с небольшими дозами летучих газообразных веществ, которые не задерживаются НЕРА фильтрами. К недостаткам использования БМБ II класса типа В2 можно отнести необходимость организации постоянного притока воздуха в помещение установки бокса для компенсации значительного количества удаляемого воздуха.
Отдельно следует остановиться на проверке целостности НЕРА фильтров и герметичности их уплотнений. НЕРА фильтры играют ключевую роль во всех БМБ. От их качества, а также от качества их установки зависит не только чистота воздуха в камере бокса, т.е. защита продукта от внешней контаминации, но и защита окружающей среды от аэрозолей ПБА. Проверка целостности НЕРА фильтров является важным и ответственным моментом при обеспечении биологической безопасности всего учреждения. Следует отметить, что согласно ГОСТ Р ЕН 12469-2010 все типы боксов микробиологической безопасности должны оснащаться НЕРА фильтрами класса не ниже H14 по ГОСТ Р ЕН 1822-1. При этом в СП 1.3.1285-03 и СП 1.3.2322-08, регламентирующих использование БМБ в лабораториях, речь идет только о фильтрах тонкой очистки (ФТО), которые, согласно ГОСТ Р 51251-99 «Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка.», имеют существенно меньшую эффективность фильтрации по сравнению с НЕРА фильтрами, выделенными в отдельный класс.
Процедура исследования целостности с использованием микробиологических аэрозолей для таких фильтров нецелесообразна по причине того, что средний диаметр частиц микробиологического аэрозоля существенно превышает размер частиц, на которых НЕРА и ULPA фильтры имеют наименьшую эффективность. Для оценки целостности НЕРА фильтров и качества их уплотнений применяются методы с использованием синтетических полидисперсных аэрозолей, например диэтилгексил себацинат (DEHS), диоктилфталат ( DOP ) или полиальфаолифин ( PAO ), и дискретных счетчиков частиц либо специальных фотометров аэрозолей. Методики таких проверок изложены во многих мировых стандартах, например в ГОСТ Р ИСО 14644-3-2007 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний», Приложение В.6. Недостатками этих методов являются относительная сложность предварительных расчетов и дороговизна оборудования, необходимого для проведения проверок.
Важную роль при проверке эксплуатационных характеристик играет т.н. визуализация потоков или дымовой тест. Дымовые тесты позволяют визуально оценить характер движения потоков воздуха, сильно подверженных внешнему влиянию, в боксе и вблизи него. К примеру, использование нагревательного оборудования внутри бокса может привести к дестабилизации однородного нисходящего потока, тем самым увеличив вероятность перекрестной контаминации. Такие нарушения потока могут быть исследованы только с помощью дымовых тестов.
Основным инструментом, с помощью которого осуществляется проверка и настройка потоков воздуха в боксах микробиологической безопасности, является термоанемометр. Разрешающая способность такого анемометра составляет 0,01 м/с, что вполне достаточно для проверок эксплуатационных характеристик боксов. Диапазон измерения термоанемометров – от 0 до 20 м/с, а относительная погрешность не превышает 5%. Использование крыльчатых анемометров, а так же трубок Пито для измерения скоростей потоков воздуха в БМБ не допускается в виду их недостаточной точности и разрешающей способности при работе с малыми скоростями потоков.
Использование того или иного типа оборудования предполагает применение своей уникальной методики, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы.
Таким образом, БМБ являются первой ступенью в обеспечении инженерного контроля распространения микроорганизмов различных групп патогенности. И при правильной эксплуатации способны эффективно обеспечивать не только защиту окружающей среды, но и защиту оператора от продуктов, с которыми производится работа. Правильная эксплуатация, помимо всего прочего, подразумевает проведение периодических проверок эксплуатационных характеристик боксов.
Литература
[1] Национальный Стандарт Российской Федерации ГОСТ Р ЕН 12469-2010 «Биотехнология. Технические требования к боксам микробиологической безопасности». Станддартинформ 2010, 48с.
[2] Санитарно-эпидемиологические правила. «Безопасность работы с микроорганизмами I – II групп патогенности (опасности)». СП 1.3.1285-03. М:. Госсанэпиднадзор России; 2003, 82с.
[3] Санитарно-эпидемиологические правила. «Безопасность работы с микроорганизмами I – II групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней». СП 1.3.2322-08. М:. Роспотребнадзор; 2008, 76с.
[4] Laboratory Biosafety Manual. 3d edition. World Health Organization. Geneva; 2004. 186 р.
[5] Тюрин Е.А., Иванов С.А., Маринин Л.И., Дятлов И.А., Ляпин М.Н. Боксирующие устройства, используемые при проведении работ с биологическими агентами I–II групп патогенности. Проблемы особо опасных инфекций. Выпуск 4 (106). С. 23
[6] Biosafety Cabinetry: Design, Constructions, Performance, and Field Sertification. NSF/ANSI 49 – 2009. NSF International Standard/ American National Standard. 2009. 148 р.
[7] Онищенко Г.Г., Кутырев В.В, редакторы. Биологическая безопасность. Термины и определения. Саратов: «Приволжское издательство»; 2006. 112 с.
