近几年来 ,医院微生物实验室生物安全柜( BSC)的使用数量越来越多 ,含有高度传染性的微生物操作应在 BSC内进行 [1 ],在 BSC内的多种实验操作如开启培养皿、混匀、标本接种等任何形成液体薄膜和引起明显压力差的操作均可形成感染性气溶胶并随气溶胶扩散而引起实验室感染暴发 ,发生实验室感染的主要原因是实验室工作人员操作错误 ,从而引起交叉感染 [2, 3 ]。在动态工作条件下如何正确使用 BSC防止柜内空气污染 ,目前国内未见有学者报道过。为了解 BSC在静、动态条件下柜内空气细菌污染情况及其影响因素 ,我们分别设计了不同的对照组、干预组、未干预组 ,进行 BSC柜内空气污染监测 ,现报道如下:

1 材料与方法

1. 1 材料 生物安全柜 (Ⅱ 级 )消毒、净化后未使用的空气及在工作状态下柜内空气 (即 BSC区 )、生物安全柜外被封闭的外围房间消毒后的空气 (即周边区 )。营养琼脂培养皿数个 ,直径 90 mm。

1. 2 方法

1. 2. 1 分组方法: 对照组Ⅰ 和对照组Ⅱ 分别为在静止状态下 BSC柜内和周边区经紫外线消毒、净化后空气。工作状态下又分为以下两组: 干预组: 在BSC柜内实验操作前 ,准备好所有可能用到的实验材料以免实验过程中频繁出入房间及 BSC柜操作窗口 ,并减少说话等活动。未干预组: 在 BSC柜内实验操作前后各种活动没有特别要求。

1. 2. 2 采样方法及细菌培养: 在相同时间内 ,分别在静止和工作状态下同时对 BSC柜内及周边区四角及中央五点 (采样点位于下降气流范围内 )用直径 90 mm普通营养琼脂培养皿采用平板自然沉降法[ 4]进行空气沉降菌采样、培养 ( 36℃培养 48 h)和计算。

1. 2. 3 统计学方法: 将对照组、未干预组、干预组分别取有代表性的四个时间段 ( 10, 20, 40, 60 min)的空气细菌总数进行配对 t或 F检验的对比分析 ,所有计量资料用均数±标准差 ( x-±s)表示 , P < 0.05为有统计学意义。

2 结果

2. 1 各对照组、未干预组、干预组随工作时间延长空气细菌总数监测结果 见表 1。

经统计学分析 ,在动态条件下未干预组及干预组 BSC区空气细菌总数与对照组Ⅰ 相比在各时间段差别均无统计学显著性意义 ( t= 0. 45, 0. 36, 0.33, 0. 58; t= 0. 52, 0. 42, 0. 41, 0. 39, P均> 0. 05);两组 BSC区空气细菌总数在各时间段明显低于周边区 ,差别有统计学显著性意义 (t= 3. 45, 3. 62, 3.51, 3. 47; t= 3. 72, 3. 68, 3. 61, 3. 63, P均 < 0. 01);两组 BSC区空气细菌总数在各时间段变化不明显 ,经方差分析差别均无统计学显著性意义 ( F=1. 31, 1. 65, P均> 0. 05)。未干预组 BSC区空气细菌总数与干预组相比数量虽有所增加 ,但差别均无统计学显著性意义 (t= 1. 02, 0. 98, 0. 86, 0. 91, P均> 0. 05)。

2. 2 空气细菌分类结果 本研究从 400份采样标本中共培养出细菌 1 219株 ,居前四位的污染细菌依次为金黄色葡萄球菌 345株 ,占 28. 3% ,表皮葡萄球菌 233株 ,占 19. 1% ,草绿色链球菌 208株 ,占 17.1% ,微球菌属 175株 ,占 14. 4%。

3 讨论 生物安全柜 ( BSC)是由特殊气流组织结构、高效空气过滤器等组成的箱形超净负压装置 ,在工作状态下能否保持柜内空气的洁净 ,加强对柜内空气污染监测显得十分重要。本文实验结果显示 ,尽管 BSC有操作窗口与周边区空气相通 ,但由于柜内独特的负压净化系统保证柜内空气不受外界环境如人员流动 ,实验物品的进出 ,柜内的各种实验操作如接种、加样、混匀等影响 ,始终保持洁净。这是因为 ,安全柜内所有污染部位均处于负压状态或被负压通道和压力通风系统所环绕 ,内置的风扇通过前窗操作口吸入室内空气到达前面的进风网栅 ,然后经过高效空气过滤器后向下流向工作台 (要求流速至少达到 0. 50 m /s) ,工作台面上产生的任何气溶胶都立即被向下流的气流所捕捉 ,带到前面或后面的排风网栅 ,其中 70%空气通过进风过滤器再循环回工作区 , 30% 流经排风过滤器进入房间或排到外面 ,从而提供高级别的防护 [3 ],由此可见将 BSC封闭在一房间内 ,并对房间进行消毒 ,减少空气污染也是很有必要的 ,至少可以减轻内置高效空气过滤器的负担。因此日常要做好 BSC的维修保养才能保证其净化功能正常运行。研究还表明 ,在工作状态下周边区空气细菌总数随采样次数的增加有增加的趋势 ,而 BSC内空气却无此趋势 ,这主要是由于紫外线消毒效果的局限性造成的。有学者认为[5, 6 ],紫外线消毒效果不适合有人活动的空间和有气流流动的地方 ,并且认为紫外线照射可造成装饰表面灰尘量增多 ,不断流动的洁净空气使紫外线消毒效果很快破坏 ,一般在紫外线照射 0. 5～ 2 h 后空气中的细菌含量仍恢复至照射前水平 [3, 4 ],因此 ,周边区空气细菌总数随采样次数的增加有增加的趋势。而 BSC区在工作状态下尽管紫外线灯关闭 ,但由于其空气净化过滤系统不断向柜内送入洁净空气并将污染空气排出 ,因此 BSC区在工作状态下空气仍洁净并保持稳定 ,没有随采样次数的增加有增加的趋势 ,这同时也说明在 BSC柜内不能完全靠安装紫外线灯来进行空气消毒。但紫外线灯对起始的柜内物体表面消毒是有必要的。

研究还表明 , BSC柜内外污染细菌主要为金黄色葡萄球菌 ,表皮葡萄球菌和草绿色链球菌 ,这些细菌主要存在于人体皮肤、口腔、鼻咽腔等部位及周围尘埃[ 4],有资料表明 ,每 6～ 7 cm2的皮肤可携带 1～ 104个细菌 ,人体静坐时 1 min可散布尘埃105C FU /m3,轻微活动时为 106CFU /m3,快步行走时则为 107CFU /m3 [5 ],实验人员的任何活动包括呼吸、说话等及各种实验用品的移动都可将这些细菌散布到空气中 ,因此减少实验人员的活动 ,对各种实验用品进行表面消毒及清除周围尘埃可减少空气细菌污染。

通过对以上实验结果的分析 , BSC柜内可能造成的空气污染的因素及改进措施主要有: ① BSC柜尽可能封闭隔离 ,最好放在远离人员通道及有潜在干扰气流的地方 ,房间内安装紫外线灯以方便进行物表消毒 ,从而最大限度减少柜外环境空气的影响。②日常要做好 BSC的维修保养 ,每年应由专业人员按照国家标准对其有效性和安全性进行检测 ,如及时更换高效空气过滤器 ( HEPA) ,准确测量流经 HEPA的气流速度及负压等。③为了减少物表细菌对柜外周边区及柜内空气的污染 , BSC柜在使用前后应对其内表面用消毒剂进行彻底擦洗消毒;对放入安全柜内的所有实验用品应先用紫外线或75 ml /dl的酒精进行表面消毒后再放入柜内。④一些好的操作习惯对减少柜内空气污染也是非常必要的: 操作前后安全柜净化系统至少运转 10 min以净化柜内空气和排出污染空气;实验操作方向应遵循从清洁区到污染区;应先将手臂放入柜内大约1 min以使柜子适应并让气流扫过手臂表面;手臂应缓慢移入移出窗口 ,并且方向和前门垂直 ,以保持前门气流的连续性。总之 ,只要正确操作 , BSC不论是静止状态还是工作状态都能有效保证柜内空气的洁净并保持稳定。但日常加强对安全柜的维修保养 ,做好各种实验物品的表面消毒及规范柜内各种实验操作也是有效保证柜内空气的洁净并保持稳定的重要因素。