کابینت ایمنی بیولوژیکی؛ سپر محافظ در برابر خطرات آزمایشگاهی

کابینت ایمنی بیولوژیکی از پرسنل و نمونه‌ها خطرات زیستی محافظت می‌کند

 

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی، تجهیزات کلیدی آزمایشگاه‌ها برای محافظت از پرسنل، نمونه‌ها و محیط در برابر خطرات زیستی هستند. کابینت ایمنی بیولوژیکی با جریان هوای کنترل‌شده، محیطی استریل و ایمن فراهم می‌کند. در این مقاله از به بررسی ویژگی‌ها و کاربردهای این ابزار حیاتی می‌پردازیم.

کابینت ایمنی بیولوژیکی (Biological Safety Cabinet - BSC) یکی از مهم‌ترین تجهیزات مهندسی در آزمایشگاه‌های بیولوژیکی است که برای محافظت از پرسنل، نمونه‌ها و محیط‌زیست در برابر خطرات بیولوژیکی طراحی شده است. این کابینت‌ها از طریق جریان هوای کنترل‌شده، از جمله یک مانع ورودی برای جلوگیری از آزاد شدن مواد خطرناک و جریان هوای رو به پایین برای حذف آلاینده‌ها از منطقه کاری، محیطی ایمن و استریل فراهم می‌کنند. انتخاب BSC مناسب براساس نوع کار، طبقه‌بندی خطرات بیولوژیکی (گروه خطر 1 تا 4)، نیاز به محافظت در برابر رادیونوکلئیدها یا مواد شیمیایی سمی فرار و یا ترکیبی از این موارد انجام می‌شود.

 

در این مقاله، به بررسی انواع کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی، ویژگی‌های کلیدی آن‌ها، معیارهای انتخاب، تفاوت آن‌ها با سایر تجهیزات آزمایشگاهی مانند هودهای شیمیایی، و نکات ایمنی هنگام استفاده از این کابینت‌ها پرداخته خواهد شد.

 

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی در سه کلاس I، II و III طبقه‌بندی می‌شوند

 

انواع کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی در سه کلاس اصلی طبقه‌بندی می‌شوند که هر یک سطوح مختلفی از محافظت را ارائه می‌دهند:  

 

1. کابینت ایمنی بیولوژیکی کلاس I

کابینت کلاس I ساده‌ترین طراحی را در میان BSCها دارد و محافظت از پرسنل و محیط‌زیست را فراهم می‌کند اما هیچ محافظتی برای محصول (نمونه) ارائه نمی‌دهد. این کابینت برای کار با عوامل میکروبیولوژیکی با سطوح ایمنی بیولوژیکی 1، 2 و 3 مناسب است و به‌ندرت در آزمایشگاه‌های مدرن استفاده می‌شود.

 

2. کابینت ایمنی بیولوژیکی کلاس II

کابینت‌های کلاس II محافظت از پرسنل، محیط‌زیست و محصول را به‌طور همزمان فراهم می‌کنند و به‌طور گسترده در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی بیولوژیکی استفاده می‌شوند. این کابینت‌ها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:  

 

• نوع A1 و A2: رایج‌ترین نوع کابینت کلاس II، نوع A2 است که 30 درصد از هوا را تخلیه کرده و 70 درصد را به‌عنوان جریان رو به پایین به منطقه کاری بازمی‌گرداند. این کابینت برای محافظت از اپراتور، محیط و محصول در برابر خطرات بیولوژیکی و جلوگیری از آلودگی متقاطع مناسب است. در صورت استفاده از مقادیر ناچیز مواد شیمیایی سمی، باید به سیستم کانال‌کشی مجهز شود.  

 

• نوع B1 و B2: کابینت نوع B2 هیچ‌گونه بازگشتی در داخل کابینت ندارد و تمام هوای ورودی و رو به پایین پس از فیلتراسیون HEPA به محیط خارجی تخلیه می‌شود. این کابینت برای کار با مواد شیمیایی سمی که به‌عنوان مکمل فرآیندهای میکروبیولوژیکی استفاده می‌شوند، مناسب است و از نظر ایمنی، به دلیل ویژگی تخلیه کامل، به‌عنوان یکی از ایمن‌ترین کابینت‌های کلاس II شناخته می‌شود.

 

3. کابینت ایمنی بیولوژیکی کلاس III

کابینت کلاس III بالاترین سطح ایمنی را ارائه می‌دهد و برای کار با عوامل میکروبیولوژیکی با سطوح ایمنی بیولوژیکی 1 تا 4، به‌ویژه خطرناک‌ترین خطرات بیولوژیکی، مناسب است. این کابینت‌ها کاملاً گازبند هستند و معمولاً برای کار با پاتوژن‌های کشنده مانند ویروس ابولا استفاده می‌شوند.

 

کابینت ایمنی بیولوژیکی باید سالانه بازرسی و تأیید شود

 

تفاوت کابینت ایمنی بیولوژیکی با سایر تجهیزات آزمایشگاهی

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی با هودهای جریان لامینار و هودهای شیمیایی تفاوت‌های اساسی دارند:  

• هودهای جریان لامینار (نیمکت‌های تمیز): این هودها محیطی استریل برای محافظت از محصول فراهم می‌کنند اما هوا را به سمت اپراتور تخلیه می‌کنند، بنابراین برای کار با عوامل عفونی یا سموم مناسب نیستند و ممکن است اپراتور را در معرض خطر قرار دهند. 

 

• هودهای شیمیایی: این هودها برای حذف بخارات و آئروسل‌های شیمیایی طراحی شده‌اند و برای محافظت از پرسنل در برابر مواد شیمیایی استفاده می‌شوند. آن‌ها فاقد فیلترهای HEPA هستند و نمی‌توانند برای کار با عوامل عفونی یا سموم بیولوژیکی استفاده شوند.

 

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی، بر خلاف این تجهیزات، با استفاده از فیلترهای HEPA (99.97% کارایی برای ذرات 0.3 میکرومتر) یا ULPA (99.999% کارایی برای ذرات 0.12 میکرومتر)، تمام عوامل عفونی شناخته‌شده را مهار کرده و هوای عاری از میکروب را تخلیه می‌کنند.

 

ویژگی‌های کلیدی کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی مدرن دارای ویژگی‌هایی هستند که ایمنی و کارایی آن‌ها را تضمین می‌کنند:  

• تطابق با استانداردها: مانند NSF49 یا EN 12469 برای اطمینان از عملکرد ایمن.  

• دیواره‌های با فشار منفی: برای جلوگیری از فرار آلاینده‌ها.  

• فیلترهای پیشرفته: فیلترهای HEPA یا ULPA برای مهار ذرات خطرناک.  

رپوشش ضدمیکروبی: برای جلوگیری از رشد میکروب‌ها روی سطوح.  

• بلوئرهای DC-ECM: برای عملکرد کم‌صدا، تولید گرمای کمتر و مصرف انرژی پایین‌تر.  

• سیستم‌های کنترل پیشرفته: مانند میکروپروسسورهای دیجیتال که پارامترهایی مانند جریان هوا، وضعیت ساش و هشدارها را نمایش می‌دهند.  

• هشدارهای صوتی و بصری: برای شرایط ناایمن مانند خرابی جریان هوا یا باز بودن بیش از حد ساش.  

• ارگونومی: شامل پنل کنترل مرکزی، روشنایی با شدت بیش از 1000 لوکس، و طراحی کم‌صدا (کمتر از 67 دسی‌بل).

 

یکی از روش‌های کلیدی برای ارزیابی مهار کابینت، آزمون KI-DISCUS است که توانایی کابینت در جلوگیری از خروج ذرات خطرناک را آزمایش می‌کند. علاوه بر این، آزمون‌های میکروبیولوژیکی برای بررسی محافظت محصول و جلوگیری از آلودگی متقاطع نیز انجام می‌شوند.

 

کابینت ایمنی بیولوژیکی برای آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی ضروری است

 

معیارهای انتخاب کابینت ایمنی بیولوژیکی

انتخاب کابینت ایمنی بیولوژیکی مناسب نیازمند توجه به عوامل زیر است:  

 

1. سطح ایمنی بیولوژیکی

سطوح ایمنی بیولوژیکی (BSL) از 1 تا 4، اقدامات لازم برای مهار عوامل عفونی را تعیین می‌کنند:  

• BSL-1: برای میکروارگانیسم‌های غیربیماری‌زا (مانند Bacillus subtilis)، نیازمند حداقل امکانات مانند سینک دستشویی.  

• BSL-2: برای عوامل با ریسک متوسط (مانند HIV)، نیازمند BSC برای روش‌های تولید آئروسل و تجهیزات حفاظت شخصی.  

• BSL-3: برای عوامل با پتانسیل انتقال تنفسی (مانند مایکوباکتریوم توبرکلوزیس)، نیازمند BSC و سیستم‌های تهویه مناسب.  

• BSL-4: برای پاتوژن‌های کشنده بدون درمان (مانند ابولا)، نیازمند کابینت کلاس III یا لباس محافظ با فشار مثبت.

 

2. سیستم فیلتراسیون

فیلترهای HEPA و ULPA اجزای حیاتی BSC هستند. فیلتر ULPA به دلیل کارایی بالاتر (99.999% در 0.12 میکرومتر)، محافظت بهتری ارائه می‌دهد.پ

 

3. طراحی توری ورودی

برای جلوگیری از مسدود شدن توری ورودی توسط بازوهای اپراتور یا نمونه‌ها، باید از طراحی‌هایی مانند تکیه‌گاه بازو مرتفع، توری خمیده (شکل A یا V)، یا توری پایین‌تر از لبه جلویی کابینت استفاده شود.

 

4. سیستم هشدار جریان هوا

کابینت‌ها می‌توانند دارای سیستم‌های کنترلی ساده (کلیدهای روشن/خاموش)، نمایشگرهای آنالوگ یا میکروپروسسورهای دیجیتال باشند که اطلاعات جامع‌تری مانند سرعت جریان هوا و وضعیت ساش ارائه می‌دهند.

 

5. مکانیزم و جنس پنجره جلویی

پنجره‌های BSC می‌توانند لولایی، ساش دستی یا ساش موتوری باشند. شیشه حرارت‌دیده یا لمینت به دلیل مقاومت و جذب UV، جنس ایده‌آلی است. پنجره‌های زاویه‌دار باعث کاهش فشار بر چشم و بهبود دید می‌شوند.

 

6. سینی کاری 

سینی یک‌تکه: برای مهار بهتر ریختن مواد مناسب است اما تمیز کردن آن دشوارتر است.  

سینی چندتکه: سبک‌تر و تمیز کردن آسان‌تر، اما در مهار ریختن مواد کمتر مؤثر است.

 

7. ارگونومی

ویژگی‌هایی مانند موقعیت پنل کنترل، روشنایی مناسب، عملیات کم‌صدا، و قرارگیری صحیح لامپ UV برای راحتی و بهره‌وری اپراتور ضروری هستند.

 

نکات ایمنی هنگام استفاده از کابینت ایمنی بیولوژیکی

برای اطمینان از عملکرد ایمن BSC، اپراتورها باید نکات زیر را رعایت کنند:  

• کابینت را با هود جریان لامینار یا هود شیمیایی اشتباه نگیرید.  

• از کابینت برای عوامل با خطر شدید استفاده نکنید، مگر اینکه برای آن طراحی شده باشد.  

• در صورت فعال بودن هشدارها، کابینت را راه‌اندازی نکنید.  

• از مشعل بونزن در کابینت استفاده نکنید.  

• کابینت را به‌عنوان محل ذخیره استفاده نکنید.  

• کابینت را در مکان مناسب قرار دهید تا جریان هوا مختل نشود.  

• کابینت را به‌صورت مداوم راه‌اندازی کنید.  

• اختلالات در مانع جریان هوا را به حداقل برسانید.  

• کابینت باید سالانه توسط پرسنل آموزش‌دیده بازرسی و تأیید شود.  

• قبل و بعد از استفاده، سطح کابینت را ضدعفونی کنید.  

• چرخه‌های پاکسازی را رعایت کنید.  

• ارتفاع بازشو ساش را به‌درستی تنظیم کنید.  

• فقط پرسنل آموزش‌دیده از کابینت استفاده کنند.  

• لباس کاری مناسب بپوشید و تکنیک آسپتیک را رعایت کنید.

 

کابینت ایمنی بیولوژیکی برای کار با مواد شیمیایی فرار نیاز به کانال‌کشی دارد

 

سوالات متداول درباره کابینت ایمنی بیولوژیکی

1. هر چند وقت یک‌بار باید کابینت ایمنی بیولوژیکی بازرسی شود؟

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی باید حداقل سالانه توسط پرسنل آموزش‌دیده بازرسی و تأیید شوند تا از عملکرد ایمن آن‌ها اطمینان حاصل شود.

 

2. آیا می‌توان از کابینت ایمنی بیولوژیکی برای مواد شیمیایی سمی استفاده کرد؟

بله، اما فقط در کابینت‌های کلاس II نوع B2 یا کلاس II نوع A2 با کانال‌کشی، زیرا این کابینت‌ها برای تخلیه ایمن مواد شیمیایی فرار طراحی شده‌اند.

 

3. چگونه می‌توان کابینت ایمنی بیولوژیکی را ضدعفونی کرد؟

سطوح کابینت باید قبل و بعد از استفاده با مواد ضدعفونی‌کننده مناسب (مانند الکل 70% یا محلول‌های توصیه‌شده) تمیز شوند. همچنین، لامپ UV می‌تواند برای استریل‌سازی منطقه کاری استفاده شود.

 

4. چه استانداردهایی برای کابینت ایمنی بیولوژیکی وجود دارد؟

استانداردهای رایج شامل NSF49 (ایالات متحده) و EN 12469 (اروپا) هستند که عملکرد و ایمنی کابینت را تأیید می‌کنند.

 

5. چرا کابینت ایمنی بیولوژیکی باید به‌صورت مداوم روشن باشد؟

روشن بودن مداوم کابینت جریان هوای پایدار را حفظ کرده و از ورود آلاینده‌ها به منطقه کاری جلوگیری می‌کند. خاموش کردن کابینت ممکن است باعث اختلال در مهار شود.

 

6. آیا می‌توان از مشعل بونزن در کابینت ایمنی بیولوژیکی استفاده کرد؟

خیر، استفاده از مشعل بونزن جریان هوای کابینت را مختل می‌کند و می‌تواند باعث کاهش کارایی فیلترها یا حتی خطر آتش‌سوزی شود.

 

نتیجه‌گیری

کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی ابزارهای حیاتی برای محافظت از پرسنل، نمونه‌ها و محیط‌زیست در برابر خطرات بیولوژیکی هستند. با انتخاب کابینت مناسب بر اساس سطح ایمنی بیولوژیکی، نوع فیلتراسیون، طراحی ارگونومیک و ویژگی‌های ایمنی، آزمایشگاه‌ها می‌توانند محیطی ایمن و کارآمد ایجاد کنند. رعایت نکات ایمنی و بازرسی منظم کابینت‌ها نیز برای تضمین عملکرد بهینه آن‌ها ضروری است. شرکت‌هایی مانند اسکو لایف‌ساینسز با ارائه کابینت‌های باکیفیت و گواهینامه‌های معتبر، نقش مهمی در ارتقای استانداردهای ایمنی بیولوژیکی ایفا می‌کنند.

 

گردآوری:بخش دانش کسب و کار