生物安全柜（Biological safety cabinets，BSCs）是为操作原代培养物、菌毒株以及诊断性标本等具有感染性的实验材料时，用来保护操作者本人、实验室环境以及实验材料，使其避免暴露于上述操作过程中可能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的。当操作液体或半流体，例如摇动、倾注、搅拌，或将液体滴加到固体表面上或另一种液体中时，均有可能产生气溶胶。在对琼脂板划线接种、用吸管接种细胞培养瓶、采用多道加样器将感染性试剂的混悬液转移到微量培养板中、对感染性物质进行匀浆及涡旋振荡、对感染性液体进行离心以及进行动物操作时，这些实验室操作都可能产生感染性气溶胶。由于肉眼无法看到直径小于5μm 的气溶胶以及直径为5～100μm 的微小液滴，因此实验室工作人员通常意识不到有这样大小的颗粒在生成，并可能吸入或交*污染工作台面的其他材料。已经表明，正确使用生物安全柜可以有效减少由于气溶胶暴露所造成的实验室感染以及培养物交*污染。生物安全柜同时也能保护环境。
多年以来，生物安全柜的基本设计已经历了多次改进。主要的变化是在排风系统增加了HEPA 过滤器。对于直径0.3μm 的颗粒，HEPA 过滤器可以截留99.97%，而对于更大或更小的颗粒则可以截留99.99%。HEPA 过滤器的这种特性使得它能够有效地截留所有已知传染因子，并确保从安全柜中排出的是完全不含微生物的空气。生物安全柜设计中的第二个改进是将经HEPA 过滤的空气输送到工作台面上，从而保护工作台面上的物品不受污染。这一特点通常被称为实验对象保护（product protection ）。这些基本设计上的变化使得三种级别的生物安全柜都得到了改进，表8 列出了各种安全柜所能提供的保护。
注：水平和垂直方向流出气流的工作柜（ “超净工作台”）不属于生物安全柜，也不能应用于生物安全操作。
表8 不同保护类型及生物安全柜的选择
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保护类型 |
生物安全柜的选择 |
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个体防护，针对危险度1～3 级微生物 |
Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级生物安全柜 |
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个体防护，针对危险度4 级微生物，手套箱型实验室 |
Ⅲ级生物安全柜 |
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个体防护，针对危险度4 级微生物，防护服型实验室 |
Ⅰ级、Ⅱ级生物安全柜 |
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实验对象保护 |
Ⅱ级生物安全柜，柜内气流是层流的Ⅲ级生物安全柜 |
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少量挥发性放射性核素∕化学品的防护 |
Ⅱ级B1 型生物安全柜，外排风式Ⅱ级A2型生物安全柜 |
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挥发性放射性核素∕化学品的防护 |
Ⅰ级、Ⅱ级B2 型、Ⅲ级生物安全柜 |
Ⅰ级生物安全柜
图6 为Ⅰ级生物安全柜的原理图。房间空气从前面的开口处以0.38 m/s 的低速率进入安全柜，空气经过工作台表面，并经排风管排出安全柜。定向流动的空气可以将工作台面上可能形成的气溶胶迅速带离实验室工作人员而被送入排风管内。操作者的双臂可以从前面的开口伸到安全柜内的工作台面上，并可以通过玻璃窗观察工作台面的情况。安全柜的玻璃窗还能完全抬起来，以便清洁工作台面或进行其他处理。
安全柜内的空气可以通过HEPA 过滤器按下列方式排出：
（a）排到实验室中，然后再通过实验室排风系统排到建筑物外面；
（b） 通过建筑物的排风系统排到建筑物外面；
（c） 直接排到建筑物外面。HEPA 过滤器可以装在生物安全柜的压力排风系统（the exhaust plenum ）里，也可以装在建筑物的排风系统里。有些Ⅰ级生物安全柜装有一体式排风扇，而其他的则是借助建筑物排风系统的排风扇。
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