Tủ An Toàn Sinh Học: Khám Phá và Tiêu Chuẩn

Vậy bạn đã hiểu về tủ an toàn sinh học là gì, cách phân loại, nguyên lý hoạt động và cấu tạo của chúng như thế nào? Hãy cùng Isolator VCR khám phá trong bài viết này.

An Toàn Sinh Học và Tủ An Toàn Sinh Học

An Toàn Sinh Học là gì

An toàn sinh học là khái niệm nhằm ngăn chặn việc sử dụng không đúng mục đích, mất mát, trộm cắp hoặc cố ý phóng thích các tác nhân sinh học gây hại. Mục tiêu của an toàn sinh học là bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường khỏi sự tiếp xúc với các tác nhân sinh học.

Tủ An Toàn Sinh Học là gì

Tủ an toàn sinh học, hay còn gọi là BSC (Biosafety Cabinet), là một loại tủ thao tác kín được sử dụng trong phòng thí nghiệm để bảo vệ an toàn cho nhân viên, mẫu thử nghiệm và môi trường trước các tác nhân lây nhiễm sinh học. Chúng thường được áp dụng trong các lĩnh vực như y tế xét nghiệm, y học lâm sàng, sinh học phân tử, nuôi cấy và IVF.

Vai Trò của Tủ An Toàn Sinh Học

Tủ an toàn sinh học được sử dụng để bảo vệ nhân viên và các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng như bảo vệ môi trường xung quanh khỏi các mầm bệnh. Chúng lọc các khí thải qua bộ lọc HEPA trước khi thoát ra ngoài, loại bỏ các vi khuẩn và vi rút có hại. Điều này khác biệt so với các thiết bị như Clean Bench hay Laminar Flow Hood, nơi khí thải chưa được lọc và có thể không an toàn khi làm việc với các tác nhân gây bệnh.

Tiêu Chuẩn và Phân Loại của Tủ An Toàn Sinh Học

Tiêu Chuẩn NSF/ANSI 49:

Tiêu chuẩn này của Mỹ (The National Sanitation Foundation – NSF) về tủ an toàn sinh học đề cập đến thiết kế, xây dựng, hiệu suất và chứng nhận thực địa. Các sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn này được chứng nhận bởi NSF và được thử nghiệm định kỳ.

EN 12469:

Tiêu chuẩn này của Châu Âu về tủ an toàn sinh học phân loại chúng thành loại I, II và III.

Cấp Độ Nguy Cơ An Toàn Sinh Học theo CDC

Theo CDC, có 4 cấp độ nguy cơ an toàn sinh học (BSL-1 đến BSL-4). Mỗi nhóm đều có yêu cầu cụ thể về thiết kế phòng thí nghiệm và các bước thực hành.

1. Nhóm Nguy Cơ 1 (BSL-1): Vi khuẩn không gây bệnh cho người hoặc động vật, ví dụ: Bacillus subtilis, Naegleria gruberi.
2. Nhóm Nguy Cơ 2 (BSL-2): Vi khuẩn có thể gây bệnh nhưng ít gây bệnh nặng, ví dụ: Vi rút Viêm gan B, cúm A/H1N1, khuẩn tả.
3. Nhóm Nguy Cơ 3 (BSL-3): Vi khuẩn có thể gây bệnh nặng, ví dụ: Vi rút cúm A/H5N1, SARS, vi khuẩn than.
4. Nhóm Nguy Cơ 4 (BSL-4): Vi khuẩn gây bệnh nặng và chưa có biện pháp phòng chống, ví dụ: virus Ebola.

Thông qua việc hiểu rõ về tủ an toàn sinh học và tiêu chuẩn liên quan, chúng ta có thể đảm bảo môi trường phòng thí nghiệm an toàn và hiệu quả.

Phân Loại Tủ An Toàn Sinh Học và Tiêu Chuẩn Tương Ứng

Các loại tủ an toàn sinh học được phân loại dựa trên cấp độ an toàn sinh học và các tiêu chuẩn kỹ thuật. Dưới đây là bảng so sánh các loại tủ an toàn sinh học dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật NSF 49 của Mỹ:

Thông qua bảng này, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các loại tủ an toàn sinh học và cách chúng phục vụ cho các cấp độ an toàn sinh học khác nhau. Điều này giúp đảm bảo môi trường làm việc trong phòng thí nghiệm được bảo vệ an toàn và hiệu quả.

Nguyên Lý Hoạt Động và Chức Năng của Các Loại Tủ An Toàn Sinh Học

Nguyên lý hoạt động chung của tủ BSC

• Hệ thống luồng khí: Luồng khí được thiết kế để bảo vệ người vận hành, môi trường và mẫu vật.
• Bộ lọc HEPA: Loại bỏ các hạt bụi mịn và vi sinh vật khỏi không khí.

Tủ BSC loại I

• Chức năng: Bảo vệ môi trường và người vận hành.
• Nguyên lý hoạt động:
  • Không khí trong phòng được hút vào qua khe hở phía trước tủ.
  • Không khí di chuyển qua bề mặt làm việc và được lọc qua bộ lọc
  • HEPA trước khi thải ra môi trường.
• Ứng dụng:
  
  • Các thao tác vi sinh cơ bản.
  • Làm việc với các tác nhân sinh học nhóm nguy cơ thấp.

Xem thêm: Isolator trong quá trình sản xuất dược phẩm

Tủ BSC loại II

• Chức năng: Bảo vệ môi trường, người vận hành và mẫu vật.
• Phân loại:
  
  • Loại A1: Tuần hoàn 70% - 80% khí, thải 20% - 30% khí.
  • Loại A2: Tuần hoàn 30% - 40% khí, thải 60% - 70% khí.
  • Loại B1: Tuần hoàn 30% - 40% khí, thải 60% - 70% khí.
  • Loại B2: Thải 100% khí.
• Nguyên lý hoạt động:
  
  • Có hai luồng khí: luồng khí vào và luồng khí xuống.
  • Luồng khí vào bảo vệ người vận hành.
  • Luồng khí xuống bảo vệ mẫu vật.
  • Không khí được lọc qua bộ lọc HEPA trước khi thải ra môi trường.
• Ứng dụng:
  
  • Các thao tác vi sinh nguy hiểm hơn.
  • Làm việc với các tác nhân sinh học nhóm nguy cơ trung bình và cao.

Tủ BSC loại III

• Chức năng: Tủ an toàn sinh học cấp 3 Bảo vệ tối đa người vận hành, môi trường và mẫu vật.
• Đặc điểm:
  
  • Cấu trúc kín hoàn toàn.
  • Găng tay cao su gắn vào tủ.
  • Hệ thống Pass Box để khử trùng nguyên liệu.
  • Khí thải được xử lý bằng bộ lọc HEPA kép hoặc bộ lọc HEPA kết hợp với quá trình đốt.
• Ứng dụng:
  
  • Làm việc với các tác nhân sinh học nguy hiểm nhất (nhóm nguy cơ cao).
  • Các phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp độ 4.

Cấu tạo của các loại tủ an toàn sinh học

Cấu tạo tủ an toàn sinh học cấp 1

Cấu tạo tủ an toàn sinh học cấp 2

Cấu tạo tủ cấp 2 kiểu A1:

• (A) Cửa trước;
• (B) Khung kính;
• (C) Màng HEPA cho khí xả;
• (D) Màng HEPA cấp;
• (E) Buồng khí chung;
• (F) Quạt gió.

BSC Class II, kiểu A2 (trước đây gọi là B3):

• (A) Cửa trước;
• (B) Khung cửa;
• (C) Màng lọc HEPA cho khí xả;
• (D) Màng lọc HEPA cho khí cấp;
• (E) Buồng khí chung áp lực dương;
• (F) Buồng khí chung áp lực âm.

Tủ cấp 2 loại A2 không hẳn tương đương với tủ B3 trước đây trừ khi nó được kết nối với hệ thống xả của phòng thí nghiệm

Tủ an toàn sinh học cấp 2, loại B1:

• (A) Cửa trước;
• (B) Khung kính;
• (C) Màng lọc HEPA cho khí xả;
• (D) Màng lọc HEPA cho khí cấp;
• (E) Đường khí xả áp lực âm;
• (F) Quạt;
• (G) Màng lọc HEPA bổ sung cho khí cấp.

Chú ý: việc xả của tủ cần được kết nối ống cứng với hệ thống xả của tòa nhà.

Tủ an toàn cấp 2, kiểu B2 (“xả toàn bộ”)

• (A) cửa trước;
• (B) khung cửa;
• (C) màng lọc HEPA cho khí xả;
• (D) Màng lọc HEPA cho khí cấp;
• (E) buồng khí xả áp lực âm.

Chú ý: màng lọc carbon trong hệ thống xả không được thể hiện. Tủ cần kết nối ống vứng với hệ thống xả của tòa nhà.

Cấu tạo tủ an toàn sinh học cấp 3 – BSC Class 3

• (A) Lỗ găng tay với một vòng O-ring để gắn phần cánh dài của găng tay với tủ;
• (B) Kính;
• (C) Màng lọc HEPA cho khí xả;
• (D) Màng lọc HEPA khí cấp;
• (E) Pass Box – Hộp trung chuyển mẫu (Với một số loại tủ có 2 Pass Box 2 bên

Ứng dụng của tủ an toàn sinh học

Tủ an toàn sinh học (BSC) là thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm, được sử dụng để bảo vệ người vận hành, môi trường và mẫu vật khỏi các tác nhân sinh học nguy hiểm. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của tủ BSC:

1. Bảo vệ người vận hành:

Ngăn chặn người vận hành tiếp xúc với các tác nhân sinh học nguy hiểm như vi khuẩn, virus, nấm và ký sinh trùng.

Giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm trong các thao tác vi sinh nguy hiểm.

2. Bảo vệ môi trường:

Ngăn chặn sự phát tán các tác nhân sinh học nguy hiểm ra môi trường xung quanh.

Giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường và lây nhiễm cho cộng đồng.

3. Bảo vệ mẫu vật:

Ngăn chặn mẫu vật bị nhiễm bẩn bởi các tác nhân sinh học khác.

Đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của các thí nghiệm.

Ngoài ra, tủ BSC còn được sử dụng trong các lĩnh vực sau:

Nghiên cứu y sinh:

• Nuôi cấy tế bào và mô.
• Xử lý các mẫu bệnh phẩm.
• Nghiên cứu về các tác nhân sinh học nguy hiểm.

Chẩn đoán y tế:

• Xử lý các mẫu xét nghiệm.
• Nuôi cấy vi sinh vật.
• Chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm.

Sản xuất dược phẩm:

• Sản xuất các chế phẩm sinh học.
• Kiểm tra chất lượng thuốc.
• Đảm bảo an toàn cho các công nhân sản xuất.

Nông nghiệp:

• Nghiên cứu về các bệnh hại cây trồng.
• Nuôi cấy mô thực vật.
• Phát triển các giống cây trồng mới.

Môi trường:

• Phân tích các mẫu môi trường.
• Giám sát chất lượng môi trường.
• Nghiên cứu về các tác nhân gây ô nhiễm môi trường.

Trên đây là một số kiến thức về an toàn sinh học và tủ an toàn sinh học, hy vọng bài viết có thể mang lại cho bạn một cái nhìn rõ ràng hơn về thiết bị đặc biệt này.