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                  臨床基因擴增實驗室設計之暖通空調篇

                  時間:2019-06-19

                  臨床基因擴增實驗室暖通空調設計的幾個要素
                  (1)氣流組織
                      氣流組織是指如何組織空氣在市內以某種流動方式在室內進行循環和進出的形式。
                      臨床基因擴增實驗室必須保持一定的氣流狀況,通常實驗室相對于走廊及非實驗室區域保持負壓,氣流從低危區流向高危區,整體建筑對外界保持正壓,以防止有害的未經過過濾處理的氣體滲入。
                      實驗室內各種設備的位置應有利于氣流由“清潔”空間向“污染”空間流動,最大限度減少室內回流與渦流。各區之間的氣流方向應保證由清潔區流向半污染區,由半污染區流向污染區。實驗室的清潔區內宜設一間正壓緩沖室。
                      實驗室的空氣單向流流向應該為:試劑儲存和準備區→樣品制備區→擴增區→擴增產物分析區,不得逆向流動。擴增前區保持微(弱)正壓狀態,擴增后區保持微(弱)負壓狀態。
                      實驗用品單向流工作流向應該為:試劑儲存和準備區→樣品制備區→擴增區→擴增產物分析區,不得逆向進行。實驗用品包括實驗材料(試劑、樣品和擴增產物)、實驗器材(容器、板架、實驗服裝、帽子、口罩、手套、鞋套)、辦公用品(記錄紙、筆)、以及清潔工具等。物品的傳送是通過互鎖式傳遞窗傳遞。
                      實驗人員單向工作流流向應該為:進入各工作區域嚴格按照試劑儲存和準備區→樣品制備區→擴增區→擴增產物分析區單一方向進行,不得逆向走動。原則上實驗人員應在擴增后區工作后當天不得再返回擴增前區工作。
                      實驗室的單向清潔流流向應當為:試劑儲存和準備區→樣品制備區→擴增區→擴增產物分析區的方向進行。不同的實驗區域應當有各自的清潔用具,以防止交叉污染。
                      氣流組織應采用上送下排方式,送風口和排風口布置應使室內氣流停滯的空間降低到最小程度。
                      在充分考慮布局合理的前提下,充分考慮送風口、回風口以及排風口的位置,送回排風量的匹配,建立房間之間合理的壓力梯度,保證空氣有序流動,防止交叉污染。
                      不同潔凈等級或不同功能間的壓差,通常為5-10pa。
                      要充分考慮人流、物流、污物流的路線,最大限度的減少室內的回流和渦流,避免污染物擴散到室內,危害人員和環境的安全。特別注意排風柜對室內氣流面積的影響,在實驗室排毒柜、生物安全柜附近的區域應盡量避免紊流的出現,紊流在罩邊的影響遠比在罩前的影響大。氣流的壓力控制主要有直接壓差控制法和余風量控制法。
                  直接壓差控制法:
                      通過壓差傳感器測量室內與參照區域的壓差,與設定的壓差比較后,控制器根據偏差調節送風量(或排風量)進行控制,從而達到要求的壓差,此種壓力控制為反饋控制,系統的響應時間長,控制精度低。
                  余風量控制法:
                      實驗室的送風量與排風量保持一頂的風量差(稱為余風量)必然會導致室內外一定的壓差,當室內總送風量大于室內回風、排風總量時,空氣通過余壓閥和房間縫隙排出,與相鄰區域建立起正壓,避免環境中的污染物進入室內,如要求潔凈度較高的場所。
                      當房間總送風量小于回風、排風總量時,空氣通過相鄰房間或室外進入室內,室內呈負壓。此類負壓視為了保證環境的安全,保證未經處理的污染物不會流向室外。
                      對于壓力控制精度高且需要壓力穩定的場所,多用余風量控制法,同時加入壓力傳感器和控制器對余風量進行設定,以產生壓差的余風量確定送、排風量,同時對余風量進行檢測,當余風量偏離設定值達到一定程度時,系統自動報警,此時需要對測量裝置或可能產生漏風量的設備進行吹,余風量控制與壓力控制相結合,可以實現系統的動態控制,確保壓力系統壓差的準確。
                  (2)送風系統
                      主要有送風機、管道、風閥、中效過濾或高效過濾送風口,送風系統新風口應采取有效的防雨措施,安裝保護網,且應高于室外地面2.5m以上,同時應盡可能遠離污染源。
                      臨床基因擴增實驗室實驗過程中或存在有毒有害有味的氣體,所以核心功能間全部采用室外空氣的系統,但其能量損耗最大。
                  全新風特點:
                  1) 全部空氣量都來自室外,經過處理后送入室內。
                  2) 室內的回風口不是把空氣吸回系統,而是送入排風管道,由排風機或再經處理排至室外,每個房間可以單獨排放,也可以幾個房間聯合排放。
                  3) 排風量小于送風量時,室內保持正壓,反之為負壓。
                      全新風范圍:試劑儲存和準備區、標本制備區、擴增區、擴增產物分析區均為全新風,輔助功能間、洗衣間、潔具間、器具清洗間、污物暫存間可獨立空調系統,采用多聯機空調或常規循環風系統。
                      樣本庫放在冷庫可單獨設備用雙空調系統,無冷庫的樣本庫內放置多個冰箱,具有較大熱量,可由獨立單制冷空調實現,保證冬天溫度較低。
                  測序區需恒溫恒濕常規循環風系統。
                      在生物安全柜操作面或其他有氣溶膠操作地點的上方附近不得設送風口。
                      送風量核算時需考慮彌補通風櫥、生物安全柜開啟時所排風。臨床基因擴增實驗室生物安全柜最低要求可30%風量外排,70%風經過濾排至室內再循環。
                  (3)排風系統
                      一般有排風管道、消聲器、風機、風閥、排風口、生物安全柜排風、通風櫥排風、控制系統。
                      對于臨床基因擴增實驗室,如果室內排除的氣體沒有腐蝕性,通風管道可以采用鍍鋅鋼板,對于產生腐蝕性氣體的實驗室,風管應從耐腐蝕材料的PVC風管或玻璃鋼風管。室外采用玻璃鋼風管或鍍鋅板風管。
                      圓形風管采用插接連接,矩形風管采用法蘭方式連接,根據實際情況也可采用插件方式連接。
                      風機主要有軸流風機、斜流風機、離心風機。
                      軸流風機適用于風壓小、管路短的通風系統,如直接排至室外或窗外的通風系統。
                      玻璃鋼離心風機適用于管路長的通風系統,如通過風管井或外墻接管排至屋頂,簡稱屋頂排放。風機的材質,一般分為玻璃鋼、PP、PVC等。風機的型號根據風量和風壓選擇。
                      生物安全柜和通風櫥有單獨排風機可以獨立排風,也可同房間內排風一起排至主管道,主管道設置主排風機經過處理后排至室外。
                      排風口應設在室內被污染風險最高的區域,單側布置,不得有障礙。排風口下邊沿離地面不宜低于0.1m,且不應高于0.15m;上邊沿高度不宜超過地面之上0.6m。排風口排風速度一般不應大于1m/s。
                      實驗室的排風必須與送風聯鎖,排風先于送風開啟,后于送風關閉。
                      生物安全實驗室房間的排風管道可以兼作生物安全柜的排風管道。排風系統應能保證生物安全柜內相對于其所在房間為負壓。
                      實驗室必須設置室內排風口,不得只用安全柜或其他負壓隔離裝置作為房間排風口。
                      操作過程中可能產生污染的設備必須設置局部負壓排風裝置,并帶高效空氣過濾器。
                  (4)生物安全柜類型
                      生物安全柜生物安全柜是防止操作者和環境暴露于實驗過程中產生的生物氣溶膠的負壓過濾排風柜,是防止實驗室獲得性感染的主要設備。
                      氣溶膠 是指懸浮于氣體介質中、粒徑一般為0.001μm~100μm的固態、液態微粒所形成的膠溶態分散體系。
                      生物安全柜領域執行的重要標準有歐洲標準EN12469:2000和美國國家衛生基金會的第49號標(NSF49)等。
                      我國于2006年正式實施《中華人民共和國醫藥行業標準:生物安全柜》 (YY0569-2005)。
                      根據氣流及隔離屏障設計結構,將生物安全柜分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(YY0569-2005)。
                      Ⅱ級生物安全柜原理:生物安全柜是指用于保護操作人員、處理樣品安全與環境安全的通風安全柜前窗操作口向內吸入的氣流用以保護操作人員的安全;工作空間為經高效空氣過濾器凈化的垂直下降氣流用以保護產品的安全;柜內的氣流經高效空氣過濾后排出,以保護環境不受污染。
                      Ⅱ級生物安全柜按排放氣流占系統總流量的比例及內部設計結構,將其劃分為[**]1、[**]2、B1、B2四個類型。

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