Tìm hiểu về tủ an toàn sinh học (ATSH): định nghĩa, chức năng, phân loại (Cấp I, Cấp II A1, A2, B1, B2) theo tiêu chuẩn NSF/ANSI 49. Khám phá nguyên lý hoạt động, ứng dụng trong y tế, xét nghiệm, nghiên cứu sinh học phân tử, nuôi cấy tế bào & IVF.
Tủ An Toàn Sinh Học (ATSH) là Gì?
Định nghĩa và Chức năng của Tủ ATSH
Tủ an toàn sinh học (ATSH), đôi khi được gọi là tủ hút an toàn sinh học, là một thiết bị thông gió được thiết kế đặc biệt để bảo vệ người vận hành, sản phẩm và môi trường khỏi các tác nhân sinh học nguy hiểm. Đây là một thiết bị quan trọng trong các phòng thí nghiệm, bệnh viện và các cơ sở nghiên cứu nơi làm việc với các vật liệu có khả năng lây nhiễm hoặc độc hại. Chức năng chính của tủ an toàn sinh học bao gồm:
Bảo vệ người vận hành: Ngăn chặn sự tiếp xúc của người sử dụng với các hạt aerosol và giọt bắn có chứa các tác nhân sinh học.
Bảo vệ sản phẩm: Duy trì một môi trường làm việc vô trùng để tránh nhiễm bẩn mẫu vật.
Bảo vệ môi trường: Ngăn chặn sự phát tán của các tác nhân sinh học ra bên ngoài.
Vai trò của Tủ ATSH trong Phòng Thí Nghiệm
Trong môi trường phòng thí nghiệm, tủ an toàn sinh học đóng một vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn và tính toàn vẹn của các thí nghiệm. Cụ thể, vai trò của tủ ATSH bao gồm:
Kiểm soát rủi ro: Giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm cho nhân viên phòng thí nghiệm khi làm việc với các tác nhân sinh học nguy hiểm, bao gồm vi khuẩn, virus, nấm và các chất độc sinh học.
Đảm bảo chất lượng: Tạo ra một môi trường làm việc sạch sẽ và vô trùng, giúp ngăn ngừa nhiễm bẩn mẫu vật và đảm bảo tính chính xác của kết quả thí nghiệm.
Tuân thủ quy định: Đáp ứng các yêu cầu về an toàn sinh học và phòng ngừa lây nhiễm theo quy định của các cơ quan quản lý.
Cấu tạo chung của tủ ATSH
Mặc dù có nhiều loại tủ an toàn sinh học khác nhau, nhưng chúng đều có một số thành phần cấu tạo chung:
Vỏ tủ: Thường được làm bằng thép không gỉ hoặc vật liệu tương tự, đảm bảo độ bền và dễ dàng vệ sinh.
Cửa tủ: Có thể là cửa trượt hoặc cửa nâng, cho phép người vận hành tiếp cận khu vực làm việc bên trong tủ.
Hệ thống quạt: Tạo ra luồng khí di chuyển qua tủ, giúp loại bỏ các hạt ô nhiễm.
Bộ lọc HEPA hoặc ULPA: Loại bỏ các hạt có kích thước từ 0.3 micron trở lên với hiệu suất rất cao (thường là 99.97% trở lên).
Hệ thống điều khiển: Cho phép người vận hành điều chỉnh tốc độ quạt, ánh sáng và các chức năng khác của tủ.
Bàn làm việc: Khu vực bên trong tủ nơi thực hiện các thao tác thí nghiệm.
Đèn UV (tùy chọn): Sử dụng để khử trùng bề mặt bên trong tủ sau khi sử dụng.
Tủ An Toàn Sinh Học là Gì? Có Mấy Loại Tủ ATSH?
Các Cấp Độ An Toàn Sinh Học và Phân Loại Tủ ATSH
Phân loại theo tiêu chuẩn NSF/ANSI 49
Tiêu chuẩn NSF/ANSI 49 là một tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng để đánh giá và chứng nhận hiệu suất của tủ an toàn sinh học. Theo tiêu chuẩn này, tủ ATSH được phân loại thành ba cấp độ chính: Cấp I, Cấp II và Cấp III. Mỗi cấp độ cung cấp một mức độ bảo vệ khác nhau, phù hợp với các loại tác nhân sinh học và quy trình làm việc khác nhau. Việc lựa chọn loại tủ phù hợp phụ thuộc vào đánh giá rủi ro cụ thể của phòng thí nghiệm.
Tủ ATSH Cấp I: Đặc điểm và Ứng dụng
Tủ an toàn sinh học Cấp I cung cấp sự bảo vệ cho người vận hành và môi trường, nhưng không bảo vệ sản phẩm. Đặc điểm chính của tủ Cấp I bao gồm:
Luồng khí: Không khí được hút vào từ phía trước tủ, qua khu vực làm việc và được lọc trước khi thải ra ngoài.
Ứng dụng: Thường được sử dụng để làm việc với các tác nhân sinh học có mức độ nguy hiểm thấp đến trung bình, hoặc khi cần thông gió cho các quy trình tạo ra bụi hoặc khí độc.
Tủ ATSH Cấp II: Các loại A1, A2, B1, B2
Tủ an toàn sinh học Cấp II cung cấp sự bảo vệ cho người vận hành, sản phẩm và môi trường. Chúng được phân loại thành nhiều loại khác nhau, bao gồm A1, A2, B1 và B2, dựa trên các đặc điểm luồng khí và hệ thống xả khí.
Tủ ATSH Cấp II A1:
Luồng khí: 70% không khí tuần hoàn qua bộ lọc HEPA và trở lại khu vực làm việc, 30% không khí được thải ra ngoài.
Ứng dụng: Sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm sinh học và vi sinh.
Tủ ATSH Cấp II A2:
Luồng khí: Tương tự như A1, nhưng tốc độ dòng khí vào cao hơn, cung cấp sự bảo vệ tốt hơn.
Ứng dụng: Phổ biến hơn A1 và được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Tủ ATSH Cấp II B1:
Luồng khí: Thải khí ra ngoài thông qua hệ thống ống dẫn và cần được kết nối với hệ thống xả khí của tòa nhà.
Ứng dụng: Sử dụng khi làm việc với các hóa chất độc hại hoặc các tác nhân sinh học dễ bay hơi.
Tủ ATSH Cấp II B2:
Luồng khí: 100% không khí được thải ra ngoài thông qua hệ thống ống dẫn và không có sự tuần hoàn không khí bên trong tủ.
Ứng dụng: Cung cấp mức độ bảo vệ cao nhất và được sử dụng khi làm việc với các tác nhân sinh học nguy hiểm nhất và các hóa chất độc hại.
Nguyên Lý Hoạt Động Chung của Tủ ATSH
Hệ thống lọc HEPA và ULPA
Hệ thống lọc HEPA (High-Efficiency Particulate Air) và ULPA (Ultra-Low Penetration Air) là trái tim của mọi tủ an toàn sinh học. Bộ lọc HEPA có khả năng loại bỏ ít nhất 99.97% các hạt có kích thước từ 0.3 micron trở lên, trong khi bộ lọc ULPA có hiệu suất cao hơn, loại bỏ ít nhất 99.999% các hạt có kích thước tương tự. Các bộ lọc này đảm bảo rằng không khí được thải ra khỏi tủ là sạch và không chứa các tác nhân sinh học nguy hiểm.
Luồng khí và Áp suất âm trong tủ
Nguyên lý hoạt động của tủ an toàn sinh học dựa trên việc duy trì luồng khí có hướng và áp suất âm bên trong tủ. Luồng khí được hút vào từ phía trước tủ, qua khu vực làm việc và được lọc trước khi thải ra ngoài. Áp suất âm được tạo ra bên trong tủ để đảm bảo rằng không khí chỉ có thể đi vào tủ, ngăn chặn sự rò rỉ của các tác nhân sinh học ra bên ngoài. Điều này giúp bảo vệ người vận hành và môi trường xung quanh.
Quy trình khử trùng và bảo trì tủ ATSH
Để đảm bảo hiệu quả hoạt động và an toàn của tủ an toàn sinh học, việc khử trùng và bảo trì định kỳ là rất quan trọng. Quy trình này bao gồm:
Khử trùng bề mặt: Sử dụng chất khử trùng phù hợp để làm sạch bề mặt bên trong tủ sau mỗi lần sử dụng hoặc định kỳ.
Kiểm tra và thay thế bộ lọc: Kiểm tra định kỳ hiệu suất của bộ lọc HEPA hoặc ULPA và thay thế khi cần thiết.
Bảo trì hệ thống quạt: Đảm bảo hệ thống quạt hoạt động ổn định và hiệu quả.
Kiểm tra rò rỉ: Định kỳ kiểm tra rò rỉ khí để đảm bảo áp suất âm được duy trì.
Hiệu chuẩn: Hiệu chuẩn các thiết bị đo và kiểm soát để đảm bảo hoạt động chính xác.
Ứng Dụng Thực Tế của Tủ ATSH
Trong Y tế và Xét nghiệm
Trong lĩnh vực y tế và xét nghiệm, tủ an toàn sinh học được sử dụng rộng rãi để:
Xử lý mẫu bệnh phẩm: Làm việc với các mẫu máu, dịch cơ thể và các mẫu bệnh phẩm khác có chứa các tác nhân gây bệnh.
Nuôi cấy vi sinh vật: Nuôi cấy và phân lập vi khuẩn, virus và nấm để chẩn đoán bệnh.
Chuẩn bị thuốc: Pha chế các loại thuốc hóa trị và các loại thuốc nguy hiểm khác.
Trong Nghiên cứu Sinh học Phân tử
Trong nghiên cứu sinh học phân tử, tủ an toàn sinh học được sử dụng để:
Làm việc với DNA và RNA: Xử lý và phân tích các mẫu DNA và RNA.
Thực hiện PCR: Thực hiện các phản ứng PCR để khuếch đại DNA.
Nuôi cấy tế bào: Nuôi cấy các dòng tế bào để nghiên cứu các quá trình sinh học.
Trong Nuôi cấy tế bào và IVF
Trong lĩnh vực nuôi cấy tế bào và IVF (thụ tinh trong ống nghiệm), tủ an toàn sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc:
Duy trì môi trường vô trùng: Tạo ra một môi trường làm việc vô trùng để nuôi cấy tế bào và phôi.
Bảo vệ tế bào và phôi: Ngăn ngừa nhiễm bẩn và đảm bảo sự phát triển khỏe mạnh của tế bào và phôi.
Thực hiện các thao tác IVF: Thực hiện các thao tác thụ tinh, cấy phôi và các quy trình IVF khác trong môi trường an toàn và vô trùng.
