【實驗室冷知識-無菌操作空間與生物安全櫃】

發佈於 2025-10-17

        無菌操作空間是指一個受控的環境,例如實驗室中的無菌操作台 (Laminar Flow Cabinet, LFC),利用HEPA高效率濾網過濾空氣中的微粒和微生物,過濾後之空氣單向直線方式 (垂直或水平方向),從頂部或側邊吹出至工作檯面,以維持無菌且潔淨狀態,可防止樣品操作時受到環境汙染。 

       生物安全櫃 (Biosafety Cabinet, BSC)依據實驗樣品的生物危害等級,主要分為第一級 (Class I)、第二級 (Class II)和第三級 (Class III)三種,其中第二級櫃體再細分為A1、A2、B1、B2四種。使用BSC目的在於保護實驗樣品、操作人員、環境,並防止交叉污染與病原體的外洩。

        無菌操作台 (LFC)與生物安全櫃 (BSC)廣泛應用於生物科技、製藥、醫療診斷和半導體製造等領域,以確保實驗操作的精確性和結果的可靠性。二者主要差異在於其櫃體提供的保護層級和氣流控制方式。無菌操作台 (LFC)提供對樣品的保護,維持一個無菌的環境,但不保護操作人員且不能保證微生物的洩漏,而生物安全櫃(BSC)則結合層流技術 (Laminar Flow)、正負壓和高效微粒空氣過濾器 (HEPA或ULPA),能夠保護樣品或操作人員及環境,防止微生物、氣溶膠 (aerosol)、病原體的外洩,目前無菌操作台已逐漸被生物安全櫃所取代。

 生物安全櫃 (Biological Safety Cabinet, BSC)等級又細分如下:

● 第一級安全櫃 (Class I BSC)

        通過安全櫃體的前部開口吸入室內空氣,經過HEPA過濾後流向工作檯面,適用於低風險生物樣本處理,例如低風險微生物培養(RG1及RG2)、動物樣品檢測、病原體廢棄物處理,適用BSL-1、BSL-2實驗室。主要功能為保護操作人員與環境,無法保護樣品。

● 第二級生物安全櫃 (Class II BSC)

        不同於第一級安全櫃之處,第二級生物安全櫃只讓經 HEPA 過濾之 (無菌)空氣流過工作檯面。可提供細胞培養、中等風險微生物或病原體 (RG1、RG2或RG3)操作、臨床檢驗等必須有的無菌環境,適用於BSL-1、BSL-2、BSL-3實驗室,並依據櫃體所連接的排風系統與氣流分配,區分為不同型式 (A1、A2、B1、B2),以達到對操作人員、樣品與環境的三重保護,是最常見的生物安全櫃類型。

        A1型式BSC的風機位於櫃體下側,造成櫃璧間迴風氣流為相對正壓,氣流分配大約70%的空氣會經過HEPA過濾後再重新返回到生物安全櫃內工作檯面,30%的空氣經過HEPA過濾後再進入室內或被排至室外,適用於微生物培養操作等。

        A2型式BSC之風機則置於櫃體上方,櫃璧間迴風氣流為相對負壓。氣流分配為70%空氣會經過HEPA過濾後再重新返回到生物安全櫃內工作檯面,30%的空氣經過HEPA過濾後再進入室內或被排至室外,可另外連接排風系統,適用於細胞、病毒培養等研究。

        B1型式BSC具分離的排風系統,可排出有害氣體,適用於病原體處理以及少量揮發性化學物的操作,氣流分配為40 %空氣經HEPA過濾再循環至工作檯面,60%則經過HEPA後由排風系統排出。

        B2型式BSC具分離的排氣系統,可排出危害氣體,空氣經HEPA過濾後100%排出,不再循環至生物安全櫃內工作檯面,適用於病原體處理,且含有毒揮發性化學物質的實驗。

●第三級生物安全櫃 (Class III BSC)

        櫃體完全密封且由專用排氣系統保持負壓,操作需透過手套箱 (Glove Box),空氣100%經由 HEPA 過濾後排出並不再循環至生物安全櫃內工作檯面,適用於高度危險性病原體 (如SARS、伊波拉病毒等),常見用於BSL-3及BSL-4等級之實驗室。

 

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