Tủ an toàn sinh học là gì?
Tủ an toàn sinh học là một loại tủ thao tác kín được sử dụng trong phòng thí nghiệm khi thao tác với các mẫu vật nguy hiểm, có khả năng lây nhiễm sinh học. Tủ giúp bảo vệ an toàn cho cán bộ phòng thí nghiệm, mẫu vật thao tác và môi trường trước các tác nhân lây nhiễm, được ứng dụng trong lĩnh vực y học, xét nghiệm, sinh học phân tử nuôi cấy, IVF…
Mục đích chính của việc sử dụng tủ an toàn sinh học
Tủ an toàn sinh học có công dụng như là dùng như một phương tiện để bảo vệ nhân viên phòng thí nghiệm và môi trường xung quanh khỏi các mầm bệnh. Tất cả khí thải trong thao tác thí nghiệm đều được màng lọc HEPA loại bỏ vi khuẩn và vi rút có hại khi thoát ra khỏi tủ an toàn sinh học.
- Nhân viên phòng thí nghiệm: không khí được bộ lọc HEPA lọc giúp bảo vệ người dùng khỏi các dòng khí nguy hiểm sinh học được tạo ra bên trong buồng tủ.
- Bảo vệ mẫu: Không khí được hệ thống màng lọc HEPA tuần hoàn và một chiều bảo vệ mẫu khỏi bị nhiễm bẩn từ không khí phòng thí nghiệm.
- Phòng thí nghiệm/Bảo vệ môi trường: Khí thải được lọc HEPA từ nóc tủ bảo vệ môi trường phòng thí nghiệm khỏi bị ô nhiễm bởi các dòng khí độc hại sinh học được tạo ra bên trong buồng tủ.
Cấu tạo và nguyên lý của tủ an toàn sinh học
Tủ An toàn sinh học được cấu tạo từ nhiều bộ phận như: thân tủ, bộ đối lưu, tấm kính, mặt bàn làm việc, chân tủ nhưng bộ phận quan trọng nhất có lẽ là hệ thống màng lọc HEPA.
Bộ lọc HEPA (Bộ lọc hạt không khí hiệu quả cao hoặc bộ lọc bắt giữ hạt hiệu quả cao) là bộ lọc dạng sợi giúp loại bỏ các hạt từ không khí đi qua chúng. Bộ lọc HEPA bao gồm một khung kim loại hoặc gỗ chứa một dải sợi xenlulo hoặc borosilicate dài, gấp khúc.
Để được đạt chuẩn sử dụng màng lọc HEPA phải loại bỏ 99,97% tất cả các hạt ở kích thước 0,3 um.
- Vật liệu dạng sợi được sử dụng để tách vật liệu sinh học khỏi không khí đi qua bộ lọc
- Các hạt bị “giữ lại” bởi các sợi và loại bỏ khỏi không khí khi nó đi qua bộ lọc
- Nhiều tấm vật liệu dạng sợi gấp lại làm tăng đáng kể diện tích bề mặt của bộ lọc
- Tăng diện tích bề mặt làm tăng đáng kể hiệu quả lọc.
Bộ lọc HEPA loại bỏ dòng khí sinh học thông qua một số cơ chế:
- Các hạt chuyển động nhanh được lọc qua tác động trực tiếp với các sợi
- Các hạt lớn được loại bỏ bằng hiệu ứng căng khi các hạt bị kẹt giữa hai sợi
- Các hạt nhỏ hơn được loại bỏ bằng cách đánh chặn
- Các hạt rất nhỏ chuyển động theo chuyển động đối lưu khí và bị loại bỏ bằng cách khuếch tán khi chúng tiếp xúc với sợi
- Các hạt mang điện tích âm (chẳng hạn như một số hạt virut) bị loại bỏ bằng lực hút tĩnh điện đối với điện tích hơi dương của các sợi.
Các loại tủ an toàn sinh học
Tủ an toàn sinh học cấp 1
- Loại I là tủ an toàn sinh học cơ bản nhất giúp bảo vệ môi trường và nhân viên phòng thí nghiệm.
- Tuy nhiên, nó không bảo vệ sản phẩm vì không khí trong phòng chưa được khử trùng được hút qua bề mặt làm việc.
- Tủ an toàn sinh học cấp I thường được sử dụng để bao bọc thiết bị cụ thể như máy ly tâm hoặc cho các quy trình như nuôi cấy sục khí có khả năng tạo ra các dòng khí gây ô nhiễm, lây nhiễm.
- Tủ an toàn sinh học thuộc loại này được đặt ống dẫn (kết nối với hệ thống thoát khí của tòa nhà) hoặc không được nối ống (khí thải đã lọc tuần hoàn trở lại phòng thí nghiệm).
- Trong tủ an toàn sinh học loại I, không khí trong buồng tủ được hút vào qua lỗ mở cũng cho phép cánh tay của người thực hiện thí nghiệm thao tác trong quá trình làm việc.
- Sau đó, không khí bên trong tủ hấp thụ các hạt dòng khí có thể đã được tạo ra và di chuyển nó ra khỏi người thao tác về phía bộ lọc HEPA.
- Do đó, không khí di chuyển ra khỏi tủ được khử trùng qua bộ lọc HEPA trước khi thải ra môi trường.
- Bằng cách này, tủ bảo vệ người vận hành và môi trường khỏi các dòng khí độc nhưng không bảo vệ mẫu.
Tủ an toàn sinh học cấp 2
- Tủ BSC-Class II cung cấp cả hai loại bảo vệ (đối với mẫu và môi trường) vì không khí đi qua tủ cũng được lọc HEPA.
- Nguyên lý hoạt động của tủ cấp II bao gồm một quạt gắn trên nóc tủ có tác dụng hút không khí vô trùng bao phủ khu vực làm việc nơi xử lý các sản phẩm sinh học.
- Sau đó, không khí di chuyển bên dưới trạm làm việc và ngược lên nóc tủ trước khi đi qua các bộ lọc HEPA.
- Khí thải di chuyển ra khỏi tủ bao gồm không khí được hút vào mặt trước của tủ bên dưới bề mặt làm việc.
- Không khí được hút vào hoạt động như một rào cản chống lại không khí có khả năng bị ô nhiễm quay trở lại người vận hành.
- BSC cấp II được chia thành năm loại tùy thuộc vào hệ thống xả và cơ chế làm việc (tuần hoàn khí thải): Loại A1, Loại A2, Loại B1, Loại B2 và Loại C1.
Tủ an toàn sinh học cấp 3
- Tủ cấp III là tủ kín, kín hoàn toàn nhưng được thông gió, trong đó tất cả không khí đi vào hoặc đi qua cơ sở đều đi qua bộ lọc HEPA.
- Tủ được cung cấp găng tay cao su gắn vào hệ thống để sử dụng trong quá trình vận hành tủ.
- Tủ thậm chí còn có một buồng chuyển tạo điều kiện thuận lợi cho việc khử trùng nguyên liệu trước khi chúng rời khỏi hộp đựng găng tay.
- Mặc dù găng tay hạn chế cử động tay của người vận hành bên trong tủ nhưng nó ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp giữa người vận hành và mẫu.
- Khí thải được xử lý bằng bộ lọc HEPA kép hoặc bộ lọc HEPA kết hợp với quá trình đốt.
- Các tủ này có thể được sử dụng cho cả bốn cấp độ An toàn sinh học (1, 2, 3 và 4). Nhưng đây là những điều quan trọng nhất đối với việc sử dụng vật liệu sinh học trong An toàn sinh học cấp độ 4.
- Các tủ này chủ yếu được chế tạo riêng cho các phòng thí nghiệm cụ thể với thiết bị thí nghiệm được tích hợp bên trong buồng.
- Tất cả các đặc điểm cấu trúc và thiết kế này giúp bảo vệ tối đa người vận hành, môi trường và mẫu chống lại các sinh vật gây bệnh nhóm 4 có nguy cơ cao.
Với sự phổ biến của tủ an toàn sinh học hiện nay, có rất nhiều đơn vị cung cấp sản phẩm. Tuy nhiên, bạn cần chọn lựa những địa chỉ uy tín, đảm bảo chất lượng sản phẩm để mang lại hiệu quả công việc và tránh những rủi ro có thể xảy ra.