层流罩是细胞培养实验室中最重要的设备之一。层流空气罩有多种类型,根据空气过滤、排气和气流方向提供不同级别的防护。细胞培养实验室通常使用生物安全柜(一种层流罩)进行细胞和组织培养。它们为操作提供无菌工作区,同时能够隔离许多微生物操作过程中产生的感染性飞溅或气溶胶。生物安全柜分为I、II、III三个等级,以满足不同研究和临床需求下的相应生物安全等级(BSL)。柜体的级别决定了其对细胞培养物、周围环境和实验室人员的防护水平。

什么是层流操作台?

层流操作台用于保护敏感的工作区域免受灰尘和其他空气传播污染物的影响。层流空气是指经过HEPA过滤的空气在工作区域上方持续、单向流动,以保护产品免受潜在污染物的影响。这有助于减少空气中的扰动,使颗粒物以可预测的方式运动。操作台中使用HEPA过滤器进一步增强了其无菌特性,通过捕获和去除空气中的污染物来净化空气。

层流工作台内部,箭头显示空气从顶部流向前方或从顶部流向侧面的层流工作台。


细胞培养操作台与生物安全柜

细胞培养操作台和生物安全柜都是层流操作台的类型。然而,并非所有生物安全柜都适合用作细胞培养操作台。I级生物安全柜无法保护培养物免受污染,因此不应在细胞和组织培养工作中使用。

在细胞培养实验室中,通常将II级或更高级别的生物安全柜称为细胞培养操作台或组织培养操作台,因为它们对培养物、人员和环境提供的保护水平适合大多数细胞培养实验室。细胞培养操作台的这种保护水平旨在防止细胞培养污染,因为污染会引发严重问题。这些操作台能够降低浪费宝贵时间和实验室资源的风险,因此成为保护培养实验经济有效的方式。

如需了解适合您实验室的细胞培养操作台的详细指南,请参考CDC和NIH发布的最新版本《微生物和生物医学实验室生物安全》(BMBL)


洁净工作台

请注意:水平层流或垂直层流“洁净工作台”并不是生物安全柜;这些设备会将经过HEPA过滤的空气从柜体后部吹向工作台表面并朝向使用者,可能会使使用者暴露于潜在的有害物质中。这些设备仅能提供产品保护。洁净工作台可用于需要样品保护的某些洁净操作,包括医院、制药应用、洁净室以及各种工业应用,但在处理哺乳动物细胞培养材料时绝不能使用。


生物安全等级与层流工作台的类别

在选择细胞培养工作台时,必须确定所处理材料的生物安全等级(BSL),并确定所需的工作台类别以安全处理材料。类别类型是判断工作台是否适合实验室BSL风险的最佳方式。然而,一些生物安全柜和层流工作台仍然不适合细胞培养,例如洁净工作台和I级生物安全柜。

生物安全一级(BSL-1)

BSL-1是大多数研究和临床实验室常见的基本防护级别,适用于已知不会对正常健康人类造成疾病的因子。

生物安全二级(BSL-2)

BSL-2适用于已知可通过摄入、经皮或黏膜暴露引起不同程度人类疾病的中等风险因子。大多数细胞培养实验室应至少达到BSL-2级别,但具体要求取决于所用细胞系和进行的工作类型。

生物安全三级(BSL-3)

BSL-3适用于具有已知气溶胶传播潜力的本地或外来病原体,以及可能引起严重甚至致命感染的病原体。

生物安全等级4(BSL-4)

BSL-4适用于通过感染性气溶胶对个人构成高致命性疾病风险且无可用治疗方法的外来病原体。这些病原体仅限于高防护实验室中操作。

层流工作台的类别类别描述生物安全等级匹配防护等级
I级
  • 未经过滤的实验室空气从外部流入产品区域
  • 排风口使用HEPA过滤器,有助于保护环境
  • 在设计和气流特性上类似于化学通风柜

BSL - 1、2 或 3

可能适用于培养通气、组织匀浆或封闭设备

  • 与良好的微生物技术配合使用时,有助于保护环境和实验室人员
  • 不能防止培养物被污染
II 级
  • 依靠空气的定向流动(层流)来实现密闭和人员防护
  • EPA 过滤的空气向下流动并通过排气,有助于减少污染并保护环境

BSL - 1、2 或 3

用于处理潜在危险的材料(例如,灵长类动物来源的培养物、病毒感染的培养物、放射性同位素、致癌或有毒试剂)

  • 有助于保护人员、培养物和环境
  • 为受保护的细胞培养实验提供无菌条件
III级
  • 气密
  • 进气和排气均经过HEPA过滤
  • 层流或均匀气流为可选项,但并不常见

BSL - 4

适用于涉及已知人类病原体的工作

  • 为人员和环境提供最高级别的防护


细胞培养罩布局

细胞培养罩应足够大,以便一次仅供一人使用,内外部易于清洁,照明充足,且使用时无需采取不舒适的姿势。保持细胞培养罩内的工作区清洁整齐,并确保所有物品都在你的直接视线范围内。将每一件放入细胞培养罩的物品用70%乙醇喷洒并擦拭消毒。

细胞培养罩内物品的排列通常遵循以下右手操作惯例,但可根据具体应用需要添加其他物品。

  • 中心有一个宽敞、清晰的工作区,放置您的细胞培养容器
  • 移液器放在右前方,便于轻松取用
  • 试剂和培养基放在右后方,方便移液操作
  • 试管架放在后中部,用于存放其他试剂
  • 左后方有一个小容器,用于收集液体废弃物
展示为右撇子工作人员设计的细胞培养罩内培养材料布局的示意图

图1. 右撇子工作人员的细胞培养罩基本布局。左撇子工作人员可将工作台面上的物品位置进行调换。


参考文献


仅供科研使用,不可用于诊断目的。

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