Бокси біологічної безпеки () — спеціальне обладнання, оснащене ULPA-фільтрами і призначене для захисту працівника або одночасного захисту його і продукту, отриманого від хворих чи речовин, що являють собою біологічну небезпеку. Термін може бути застосований тільки стосовно обладнання, яке оснащується відповідно до вимог для класів I—III, що регламентують конструкцію, швидкість і розведення повітряних потоків, систем витяжки. Вперше такі бокси з'явилися у вжитку в 1950-ті рокиWedum, A.G. (1969), «The Detrick experience as a guide to the probable efficacy of P4 microbiological containment facilities for studies on microbial recombinant DNA molecules»; J Am Biol Safety Assoc;1:7-25.. Ці бокси мають створити найбезпечніші умови для дослідження біологічних агентів, які ранжуються згідно з рівнями біологічної безпеки.
«Біологічна небезпека» — наявність інфекційного агенту (або його частини), що являє потенційну небезпеку для здорової людини, тварини або рослини в результаті прямого впливу, зараження або непрямого впливу — через руйнування довкілля.
На підставі лабораторної практики, використовуваних методик і сучасного обладнання для безпечної роботи встановлені рівні біологічної безпеки з 1 по 4, які присвоюються в залежності від застосовуваних у роботі агентів, напрямків діяльності лабораторії.
Основні міжнародні стандарти для боксів біологічної безпеки американський NSF 49:2002, (US); європейський EN 12469:2000, (EN); австралійський AS 2252; японський JIS K 3800:2000.
Бокси біологічної безпеки I класу Ці бокси характеризуються найбільш простою конструкцією. Аерозоль, що містить біологічно небезпечні агенти, захоплюється повітряним потоком, що надходить у робочу зону боксу, і проходить через спеціальну систему фільтрування, яка зазвичай являє собою комбінацію префільтра і ULPA-фільтра. Внутрішній потік повітря підтримується з мінімальною швидкістю 0,38 м / с. Ці бокси ефективно захищають оператора і довкілля від агентів, які являють собою біологічну небезпеку. Але вони не захищають від забруднення зовнішнім повітрям продукт, з яким проводиться робота. Ці бокси вважаються застарілими і нині їх використання обмежене.
Бокси біологічної безпеки II класу Такі бокси характеризуються повітряним потоком, що надходить через відкритий простір перед робочою зоною з довкілля (повітряний забір), який перешкоджає викиду аерозолю потенційно небезпечних агентів у довкілля. На відміну від боксів I класу, вхідний потік у таких боксах надходить у робочу зону не відразу, а йде в решітку повітряного забору, розташовану поруч з оператором. Так запобігається забруднення продукту зовнішнім повітрям. Ці бокси характеризуються вертикальним ламінарним (однорідним) низхідним потоком повітря, який очищається ULPA-фільтром і надходить у робочу зону, що гарантує відсутність у ній мікрочастинок і не відбувається забруднення продукту. Основна відмінність між різними боксами цього класу полягає в процентному співвідношенні повітря, що виходить і рециркулює. Подібні бокси можуть мати різні системи виведення вихідного потоку. Одні можуть повертати повітря безпосередньо в лабораторію, інші — підключаються до зовнішньої витяжки. Усі бокси цього класу захищають оператора і довкілля від чинників, що являють потенційну біологічну небезпеку. Крім того, вони захищають продукт від можливого забруднення і підходять для роботи з мікроорганізмами 1-3 рівнів біологічної небезпеки.
Бокси біологічної безпеки II класу типу А (А1 / А2) Тип А є найпоширенішим варіантом боксів біологічної безпеки II класу. Такі бокси — найпоширеніші серед всіх подібних виробів. У них повітря, що виходить, становить 30 % загального повітряного потоку, а 70 % забраного повітря надходить на рециркуляцію в робочу зону, створюючи висхідний потік. При експлуатації боксів цього типу в них створюються зони підвищеного тиску, а повітря, що виходить, повертається безпосередньо назад у лабораторію. ULPA-фільтри ефективно очищують повітря, що виходить, від різних аерозолів, але не затримують хімічні випаровування. Якщо в роботі разом із біологічно небезпечними агентами використовуються токсичні хімічні речовини, подібні бокси використовувати не слід.
У боксів II класу типу А1 зони підвищеного тиску безпосередньо межують з довкіллям, а в боксах типу А2 вони додатково оточені зонами зниженого тиску. При непередбаченому витоку повітря з контрольної зони підвищеного тиску, що містить потенційно небезпечні речовини, воно не потрапляє назовні, а затримується зоною низького тиску.
Тому бокси цього класу типу А1 вважаються застарілими, тоді як бокси типу А2 — безпечними для роботи. Існують бокси типу А2 для специфічного застосування, наприклад такі, що призначені для роботи з препаратами для хіміотерапії і цитотоксичними речовинами, чи створені спеціально для роботи з радіоізотопами, використовуваними в медицині, що забезпечують радіаційний і біологічний захист. Практично 90 % усіх боксів біологічного захисту є типу А2DePalma, Angelo (October 7, 2009). «Product Focus: Biological Safety Cabinets». Lab Manager. Retrieved April 26, 2010. .
Бокси біологічної безпеки II класу, тип В (В1 / В2) Головна відмінність таких боксів в тому, що їх потрібно обов'язково підключати до зовнішньої витяжки із зовнішнім вентилятором. Власний вентилятор боксу типу В створює тільки низхідний потік, а вхідний потік повітря через решітку повітряного забору, що зчиняє динамічний бар'єр для захисту дослідника, забезпечується зовнішнім вентилятором. Власний вентилятор боксу створює тільки низхідний потік, а вхідний потік повітря йде через решітку повітряного забору, що створює динамічний бар'єр для захисту дослідника, забезпечується зовнішнім вентилятором. За відсутності зовнішнього вентилятора повітря, що містить потенційно небезпечні мікроорганізми, надходитиме з робочої зони прямо на дослідника. Бокси цього класу рекомендуються переважно при мікробіологічних роботах із летючими хімічними сполуками. Цей тип боксів характеризується підвищеним рівнем біологічної безпеки в порівнянні з типом А. Оскільки в боксах типу В вихідне повітря подається безпосередньо у зовнішню витяжку, існує додаткова гарантія безпеки оператора в разі випадкового порушення роботи ULPA-фільтра на виході.
У боксах типу B1 30 % повітря з контрольної зони потрапляє на рециркуляцію, тоді як 70 % — на вихід. Якщо проводити всі маніпуляції у задньої стінки робочої зони, то можна знехтувати рециркуляцією. Однак через її існування проводити роботи з використанням летючих хімічних речовин у цьому підтипі боксу не рекомендується.
У боксах типу В2 рециркуляція повітря відсутня. Потоки повітряного забору і низхідний очищаються ULPA-фільтром на виході без рециркуляції. Через те, що в боксах цього типу рециркуляція відсутня повністю, вони рекомендуються для мікробіологічних робіт із використанням токсичних хімічних речовин. Саме бокси типу В2 є найбільш безпечними серед усіх боксів II класу. Система витяжної вентиляції потоку, що виходить, є додатковою гарантією безпечної роботи в разі непередбаченого збою в системі низхідного потоку і / або ULPA-фільтрації на виході. У боксах типу В2 може бути додатково посилена функція захисту довкілля. Між ULPA-фільтром, що очищує повітря на виході, і в кінцевій точці його виходу, може бути встановлена додаткова система очищення повітря від хімічних сполук.
Бокси біологічної безпеки II класу типу C1 Коли виникла ситуація з необхідності контролювати інфекційні матеріали, хімічні небезпеки, знижувати експлуатаційні витрати та додавати гнучкість у сучасних лабораторіях, було запропоновано бокси цього класу. Тип С1 переміщує повітря шляхом змішування припливного повітря з повітрям у стовпчиках повітря, що подається, позначеного для рециркуляції. Повітря над чітко окресленою ділянкою робочої поверхні втягується другим внутрішнім вентилятором, де воно знешкоджується за допомогою HEPA-фільтром. Може захищати від небезпечних хімічних речовин. Для роботи не потрібна жорстко підключена спеціальна вихлопна система та повітродувка. Може працювати протягом тривалого часу для підвищення захисту оператора під час віддаленого виходу з ладу вихлопної системи та без підключення до витяжної системи.
Бокси біологічної безпеки III класу Такі бокси забезпечують рівень безпеки, який не може бути досягнутий в боксах I і II класів. Вони зазвичай мають суцільнозварний каркас і абсолютно герметичну конструкцію. Робота здійснюється за допомогою герметичних рукавичок, вбудованих у передню панель боксу. У такому боксі обов'язково підтримується знижений тиск, що є додатковою гарантією безпеки роботи. У всіх боксах цього класу повітря, що надходить, очищається ULPA-фільтром, який забезпечує захист продукту і запобігає забрудненню його. Повітряний потік на виході проходить очистку ULPA-фільтром і прожарюється або послідовно піддається подвійній ULPA-фільтрації. Збоку у боксів цього класу розташовується шлюз, що дозволяє заносити матеріали в робочу зону. Вихідний потік у таких боксах зазвичай надходить безпосередньо в лабораторію, проте можливе підключення боксу і до загальної витяжки. У такому випадку мікробіологічна робота може проводитися й з використанням токсичних речовин. Бокси цього класу підходять для робіт із мікроорганізмами будь-яких рівнів біологічної небезпеки, але використовуються переважно при роботі зі смертельно небезпечними мікроорганізмами 4-го класу біологічної небезпеки (в Україні цьому відповідає 1-й клас біологічної небезпеки мікрорганізмів).
Загальні правила для встановлення боксів у приміщенні Дуже важливо правильно вибрати місце для розташування боксу біологічної безпеки. У зв'язку з тим, що швидкість потоку вхідного повітря у фронтального скла такого боксу становить приблизно 0,45 м / с, цілісність повітряного потоку може бути порушена коливаннями повітря, що виникають при переміщенні людей по основному лабораторному приміщенню, відкриванні та закриванні дверей, протязі з вікон тощо. Найкраще розташування боксу має бути далеко від шляхів переміщення працівників і поза межами повітряних потоків. За можливості необхідно залишати тридцятисантиметровий зазор між стінками боксу і приміщення, в якому він знаходиться, для полегшення технічного обслуговування боксу. Відстань між дахом боксу біологічної безпеки і стелею самого приміщення повинна бути 30-35 см, що дозволяє проводити контрольні вимірювання вихідних повітряних потоків і заміну фільтру на виході. Бокси біологічної безпеки використовуються щодня годинами.
Окрім захисту матеріалів, все більш важливими стають фактори ергономічності роботи. Сюди входить зниження рівня шуму, підставка з регулюванням по висоті або табурет для оптимізованого положення сидіння, бічні вікна з панорамою для збільшення світла всередині, передня кришка під кутом 10 °, що дозволяє краще сидіти, а також сильні джерела світла для поліпшення умов праці.
Обслуговування