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上海禹杉:如何區(qū)別P1、P2、P3、P4實驗室
發(fā)布者： 發(fā)布時間：2020-10-13
新型冠狀病毒的快速傳播將病毒又一次帶入人們的視線，不光醫(yī)務(wù)和救援工作者在前線全力救治，科研人員也在緊鑼密鼓地進行病毒研究以及藥物實驗。
那你可能想知道，進行病毒實驗的實驗室是什么樣子?與學校里的生物實驗室、醫(yī)院里的檢測實驗室有什么不同呢?接下來，YUSUNLAB小編帶您一起認識一下生物安全實驗室。
一、什么是生物安全實驗室?
實驗室是進行科研工作的必需場所，根據(jù)危險度等級，包括傳染病原的傳染性和危害性，國際上將生物實驗室按照生物安全水平(Biosafety level，BSL)分為P1(Protection level 1)，P2，P3和P4四個等級。
P1-P4實驗室可以承擔的工作也根據(jù)安全等級進行劃分，其嚴格等級從低到高。
P1實驗室：基礎(chǔ)實驗室，適合對人體、動植物或環(huán)境危害較低，不具有對健康成人，動植物致病的因子。
P2實驗室：基礎(chǔ)實驗室，適用于對人體、動植物或環(huán)境具有中等危害或具有潛在危險的致病因子，對健康成人、動物和環(huán)境不會造成嚴重危害，有有效的預防和治療措施。
P3實驗室：防護實驗室，適用于處理對人體、動植物或環(huán)境具有高度危害性，通過直接接觸或氣溶膠使人傳染上嚴重甚至是致命的疾病，或?qū)又参锖铜h(huán)境具有高度危害的致病因子，通常有預防和治療措施。
P4實驗室：最高級別防護實驗室，適用于對人體、動植物或環(huán)境具有高度危害性，通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，或未知的、高度危險的致病因子。沒有預防和治療措施。比如埃博拉病毒。
生物安全實驗室的建設(shè)需要遵照已發(fā)布的《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》。根據(jù)規(guī)范，P2實驗室宜實施一級屏障和二級屏障，而P3和P4實驗室需要設(shè)置一級屏障和二級屏障。
一級屏障保障了實驗操作者與被操作對象之間的隔離，包括生物安全柜和正壓防護服等;二級屏障則是保障了生物安全實驗室與外部環(huán)境的隔離，其中就包括換氣系統(tǒng)，因此，一級屏障和二級屏障分別是實驗人員和外界環(huán)境的保護傘。建筑技術(shù)規(guī)范中也詳細制定了P3和P4等級實驗室的主要房間，包括主實驗室，主實驗室緩沖間，隔離走廊，防護服更換間，準備間，淋浴區(qū)等的技術(shù)指標。超高的清潔級別，恒定范圍的溫度、濕度以及壓差都是實驗安全的保證。
生物安全實驗室二級屏障的主要技術(shù)指標
來源: 生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范 GB 50346-2011
你可能會好奇，最高級別的P4實驗室具體是怎樣的呢?
P4實驗室作為最高級別的生物安全實驗室，是應(yīng)對高危險性、且無法預防和治療的烈性病毒的利器。P4實驗室一般為一棟獨立的建筑物，如與其他級別生物實驗室共用建筑物，也需要在建筑物中占據(jù)獨立的隔離區(qū)域，并與附近的其他建筑物完全隔離。在常見的四層結(jié)構(gòu)中，一層為污水處理與保障設(shè)備，二層為核心實驗區(qū)，三層為排風管道過濾層，四層為空調(diào)設(shè)備與送排風管道。
P4實驗室的基本特征
來源：National Institutes of Health, part of the United States Department of Health and Human Services
二、生物安全實驗室中的人員保護
進入普通實驗室時，實驗人員僅需實驗服，手套和面部防護等裝備。而高等級實驗中有潛在的危險致病因子，研究人員要怎樣保護自身呢?
我們前面提到了，一級屏障保障了實驗人員與潛在毒菌的隔離。在進入高等級實驗室前，人員需要經(jīng)過多道程序，包括外更衣間，淋浴間，內(nèi)更衣間，緩沖間等，從外面進到實驗室內(nèi)部可能需要20-30分鐘。因此，實驗室工作人員在上崗前都需要接受嚴格的培訓，上崗后必須確保遵守使用流程。為了使科研人員與潛在的病原隔離，進入實驗室需要穿著獨立供氧的正壓防護服。在防護服中，實驗人員所呼吸的空氣來源于獨立的空氣系統(tǒng)，并且在實驗室中活動需要更換呼吸管，這也是為什么實驗室中會吊著很多螺旋狀管子。
對于P2級別及以上的實驗室，按照規(guī)定須配備有生物安全柜(Biosafety cabinet，BSC)，操作有危險的病原都需要在柜內(nèi)完成。生物安全柜是一種負壓式裝備，根據(jù)循環(huán)風和排風比例也分為不同的級別，其通過將柜內(nèi)空氣不斷抽出，以保證柜內(nèi)的負壓，來防止實驗操作中產(chǎn)生的氣溶膠向外擴散。實驗完成后，人員在離開實驗室時，要進行化學淋浴消毒，消滅一切可能沾染到的病毒，最終才能層層脫掉防護裝置。
電影《傳染病》中，身著防護服進行實驗的場景
電影《傳染病》中，進入P4實驗室的片段
三、關(guān)病原的盒子
科學家們可能會在實驗室中研究危險的致病因子，而實驗室是如何確保了實驗室內(nèi)部的病原不向外擴散的呢?
首先，所有生物實驗都要按照國家規(guī)定的微生物安全等級在相應(yīng)安全等級的實驗室中進行(詳細參考《人間傳染的病原微生物名錄》http://www.nhc.gov.cn/wjw/gfxwj/201304/64601962954745c1929e814462d0746c.shtml)。普通實驗室接觸不到也不具有致病性病毒的實驗權(quán)限，但需要在操作中遵循微生物學操作技術(shù)規(guī)范(GMT)，并且與非致病性病毒接觸的器械和耗材需要經(jīng)過酒精或高壓消毒，廢棄物放入專用的醫(yī)療廢物垃圾袋，以保證生物安全。
各級生物安全實驗室的二級屏障保障了致病因子無法出逃。實驗人員在從緩沖間進出實驗室內(nèi)部需要經(jīng)過層層關(guān)卡。對于P3和P4實驗室來說，進入方向的每一道門氣壓都會逐漸降低，即定向負壓系統(tǒng)，同時設(shè)有多道安裝連鎖裝置的門，保證無法同時打開兩道門，以防止空氣流通。實驗室內(nèi)部的空氣必須經(jīng)由高效過濾器過濾后才可向外排放;實驗產(chǎn)生的固體廢棄物，必須經(jīng)過徹底的滅菌消毒，才可以進行無害化焚燒處理;實驗室產(chǎn)生的污水也經(jīng)由污水處理系統(tǒng)進行了完善的處理;至于實驗人員穿著的防護服則更加不會被放過，嚴格的化學淋浴消毒可以消滅一切沾染到的病原。總之，沒有經(jīng)過處理的氣體，固體和液體是不會離開實驗室的。
那你可能想問，如果斷電了怎么辦?排風系統(tǒng)出故障了怎么辦?不用擔心!高等級的生物安全實驗室都遵照了其建設(shè)標準，設(shè)置了備用電源和備用排風機，不間斷地保障實驗室內(nèi)的負壓環(huán)境，維護實驗室安全。也就是說，生物安全實驗室就像一個盒子，用各種手段把病原“關(guān)”在里面。
目前，全國不少的生物安全實驗室都加入到新型冠狀病毒的研究，有的在開展檢測工作，有的在抓緊時間進行科研攻關(guān)，為早日解決疫情作出努力。YUSUNLAB實驗室家具廠家在此吶喊：讓我們向奮斗在一線的科研工作者和醫(yī)務(wù)工作者致敬!