[發(fā)明專利]改進(jìn)的生物安全柜

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710085269.4
• 申請(qǐng)日: 2007-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN101053851A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林向前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林向前
• 主分類號(hào): B01L1/00
• 分類號(hào): B01L1/00;B08B15/02;B08B15/04;F24F7/06
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 陳美章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)室潔凈設(shè)備，特別涉及一款改進(jìn)的二級(jí)生物安全柜。

背景技術(shù)

生物安全柜是裝備有高效微粒氣流過濾器(下簡稱為HEPA過濾器)的實(shí)驗(yàn)室潔凈設(shè)備。這些生物安全柜通常用于實(shí)驗(yàn)室微生物的分析和研究。生物安全柜可以保護(hù)實(shí)驗(yàn)室操作者避免受到微生物感染。大多數(shù)的生物安全柜也可以保護(hù)樣品/產(chǎn)品避免被室內(nèi)空氣中所攜帶的微生物所污染，通常簡稱為產(chǎn)品的保護(hù)。例如，美國專利號(hào)6368206B1就描述了一款A(yù)2型二級(jí)生物安全柜的性能。

A2型二級(jí)生物安全柜是前部開口的密封設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室操作者可以從前部開口處把手伸進(jìn)工作區(qū)進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)。通過前窗開口處向內(nèi)流動(dòng)的氣流即進(jìn)氣氣流可以使操作者避免受到安全柜內(nèi)微生物的感染。潔凈向下流動(dòng)的層流氣流即沉降氣流可以保護(hù)安全柜內(nèi)的產(chǎn)品/樣品的安全。工作區(qū)的氣流不斷得到凈化和補(bǔ)充以避免微生物污染物擴(kuò)散到其他區(qū)域，即通常所說的防止交叉感染的保護(hù)。安全柜內(nèi)的進(jìn)氣氣流、沉降氣流和工作區(qū)不斷凈化的氣流由風(fēng)機(jī)所推動(dòng)。安全柜內(nèi)微生物的過濾是由HEPA過濾器來完成的。下面是對(duì)安全柜的詳細(xì)地描述。

二級(jí)生物安全柜的工作區(qū)是由側(cè)壁、后壁、底部的工作臺(tái)和頂部的HEPA過濾器密封形成。前部有一個(gè)由滑動(dòng)式窗戶調(diào)節(jié)的開口處(下簡稱為前窗)。

當(dāng)進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，前窗開口處應(yīng)設(shè)定額定的開口高度。如果前窗的開口過大，進(jìn)氣氣流流速過低，操作者的安全就會(huì)受到威脅。如果前窗的開口過小，進(jìn)氣氣流流速過高可能導(dǎo)致湍流引起工作區(qū)內(nèi)產(chǎn)品/樣品的污染，另外操作者手臂的可接觸范圍和靈活性就會(huì)受到限制，從而阻礙工作的效率和安全。

當(dāng)沒有進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以向上移動(dòng)前窗以便于清潔安全柜的工作區(qū)或?qū)⒋笮驮O(shè)備移進(jìn)移出安全柜。為了保護(hù)操作者避免受到紫外線的輻射，當(dāng)安全柜內(nèi)的紫外燈被開啟時(shí)，前窗必須安全關(guān)閉。

進(jìn)氣氣流：室內(nèi)的氣流通過前窗的開口處進(jìn)入工作臺(tái)上的進(jìn)氣隔柵。根據(jù)安全柜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣氣流最遠(yuǎn)只流動(dòng)到前部進(jìn)氣隔柵，并不進(jìn)入工作區(qū)以避免產(chǎn)品受到污染。

回流通道：進(jìn)氣氣流通過工作臺(tái)下的回流通道與從背部隔柵進(jìn)入的沉降氣流相遇。這股混合的負(fù)壓氣流(低于外部氣壓)穿過安全柜后部回流通道，在進(jìn)入風(fēng)扇口之前圍繞著風(fēng)扇罩流動(dòng)。

風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)罩：風(fēng)扇罩內(nèi)的風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)罩內(nèi)產(chǎn)生正壓(高于外部氣壓)，推動(dòng)氣流流動(dòng)通過HEPA濾器來捕獲微生物污染物。風(fēng)扇罩是安全柜內(nèi)最危險(xiǎn)的區(qū)域，因?yàn)轱L(fēng)扇罩內(nèi)的氣流已經(jīng)受到污染并處于正壓的環(huán)境中。但是，風(fēng)扇罩被風(fēng)扇吸力所產(chǎn)生的負(fù)壓所包圍著。因此如果風(fēng)扇罩有些泄漏，污染物將會(huì)被負(fù)壓吸回到風(fēng)扇罩內(nèi)，并不會(huì)流動(dòng)到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。

HEPA過濾排放氣流：風(fēng)扇罩內(nèi)大約35％的氣流通過捕獲污染物顆粒的排氣HEPA濾器排到實(shí)驗(yàn)室外部，因此防止其進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中。因?yàn)榇蟛糠值臍饬鞔媪袅讼聛恚欧诺臍饬饔蓮那安块_口處進(jìn)入的氣流補(bǔ)充，從而保護(hù)操作者的安全。

HEPA過濾沉降氣流：風(fēng)扇罩內(nèi)剩余的65％的氣流通過沉降HEPA濾器產(chǎn)生一股單向氣流，這股氣流在工作區(qū)內(nèi)不斷的循環(huán)以保護(hù)產(chǎn)品的安全。在靠近工作區(qū)界面處，沉降氣流將會(huì)分流，被風(fēng)扇產(chǎn)生的負(fù)壓推向前部氣流隔柵和背部氣流隔柵，從而不斷的清除工作區(qū)內(nèi)的污染物。流向前部氣流隔柵的沉降氣流混入進(jìn)氣氣流，產(chǎn)生一股阻止污染物從安全柜前部開口處流出的氣流屏障，同時(shí)也阻止外部污染物流動(dòng)到工作區(qū)內(nèi)。為確保這種氣流屏障的雙重功能，要求進(jìn)氣氣流和沉降氣流保持適當(dāng)?shù)钠胶狻Ｒ粋€(gè)氣流不平衡的安全柜會(huì)使得操作者和產(chǎn)品都失去保護(hù)。

HEPA濾器對(duì)于0.3微米直徑的固體顆粒的截留率至少達(dá)到99.99％，所以適合用于截留安全柜內(nèi)的病毒、細(xì)菌。一款更先進(jìn)的濾器是ULPA濾器(Ultra?Low?Penetration?Air，超低滲透空氣)。ULPA濾器對(duì)于0.12微米直徑的固體顆粒至少達(dá)到99.999％的截留率，因此可以提供比HEPA過濾器更高的保護(hù)性。

下面根據(jù)上述的說明，通過分析生物安全柜如何運(yùn)轉(zhuǎn)說明前期的生物安全柜的不足之處，證明安全柜尚有改進(jìn)和提高的空間。

氣流流動(dòng)

1.進(jìn)氣隔柵(1)-擱手架

生物安全柜的前部進(jìn)氣隔柵產(chǎn)生進(jìn)氣氣流和沉降氣流混合形成的氣流屏障，來保護(hù)操作者和產(chǎn)品的安全。大多數(shù)的前期生物安全柜采用平面的進(jìn)氣隔柵，氣流容易被操作者的手臂所阻擋，因此降低了對(duì)操作者和產(chǎn)品保護(hù)的有效性。在更嚴(yán)重的情況下，隔柵氣流堵塞會(huì)使得保護(hù)失效。