P3实验室建设与设计

共同战“疫” 沃柏斯的执着守护

 —— 高级别P3生物安全实验室建设全流程服务

 

沃柏斯依托自身的高级别生物安全实验室建设经验与强大技术型团队,建立了一套严格的高级别生物安全实验室建设全流程服务,从规划设计、选材到建造、测试验收,严把质量关,努力为一线防控治疗提供有力的技术支持,为我国医药和生物技术的发展创造安全的实验环境,防范和化解实验室生物安全风险,为提高我国生物安全防护水平贡献力量!

高级别生物安全实验室设计施工一体化

 

沃柏斯公司具有实力雄厚的专业配置,在通排风、机电、控制、工艺等专业有着深厚的经验,对于P3实验室在工艺设计、暖通设计、机电设计等有强有力的技术支撑。

模块化装配式施工方式在P3实验室的设计建设过程中,能更科学,更高效,更有利于后期运维。

沃柏斯公司在生物医疗领域有着丰富的大数据调研支持,施工经验丰富,客户来自于全国各地的高级别生物安全实验室、制药企业、医疗机构等。

P1、P2、P3、P4实验室四兄弟|如何区分?

新型冠状病毒的快速传播将病毒又一次带入人们的视线,不光医务和救援工作者在前线全力救治,科研人员也在紧锣密鼓地进行病毒研究以及药物实验。 那你可能想知道,进行病毒实验的实验室是什么样子?与学校里的生物实验室、医院里的检测实验室有什么不同呢?接下来,让我们一起认识一下生物安全实验室。 什么是生物安全实验室? 实验室是进行科研工作的必需场所,根据危险度等级,包括传染病原的传染性和危害性,国际上将生物实验室按照生物安全水平(Biosafety level,BSL)分为P1(Protection level 1),P2,P3和P4四个等级。 P1-P4实验室可以承担的工作也根据安全等级进行划分,其严格等级从低到高。 P1实验室:基础实验室,适合对人体、动植物或环境危害较低,不具有对健康成人,动植物致病的因子。 P2实验室:基础实验室,适用于对人体、动植物或环境具有中等危害或具有潜在危险的致病因子,对健康成人、动物和环境不会造成严重危害,有有效的预防和治疗措施。 P3实验室:防护实验室,适用于处理对人体、动植物或环境具有高度危害性,通过直接接触或气溶胶使人传染上严重甚至是致命的疾病,或对动植物和环境具有高度危害的致病因子,通常有预防和治疗措施。 P4实验室:最高级别防护实验室,适用于对人体、动植物或环境具有高度危害性,通过气溶胶途径传播或传播途径不明,或未知的、高度危险的致病因子。没有预防和治疗措施。比如埃博拉病毒。 生物安全实验室的建设需要遵照已发布的《生物安全实验室建筑技术规范》。根据规范,P2实验室宜实施一级屏障和二级屏障,而P3和P4实验室需要设置一级屏障和二级屏障。 一级屏障保障了实验操作者与被操作对象之间的隔离,包括生物安全柜和正压防护服等;二级屏障则是保障了生物安全实验室与外部环境的隔离,其中就包括换气系统,因此,一级屏障和二级屏障分别是实验人员和外界环境的保护伞。建筑技术规范中也详细制定了P3和P4等级实验室的主要房间,包括主实验室,主实验室缓冲间,隔离走廊,防护服更换间,准备间,淋浴区等的技术指标。超高的清洁级别,恒定范围的温度、湿度以及压差都是实验安全的保证。 你可能会好奇,最高级别的P4实验室具体是怎样的呢? P4实验室作为最高级别的生物安全实验室,是应对高危险性、且无法预防和治疗的烈性病毒的利器。P4实验室一般为一栋独立的建筑物,如与其他级别生物实验室共用建筑物,也需要在建筑物中占据独立的隔离区域,并与附近的其他建筑物完全隔离。在常见的四层结构中,一层为污水处理与保障设备,二层为核心实验区,三层为排风管道过滤层,四层为空调设备与送排风管道。 P4实验室的基本特征 来源:National Institutes of Health, part of the United States Department of Health and Human Services 进入普通实验室时,实验人员仅需实验服,手套和面部防护等装备。而高等级实验中有潜在的危险致病因子,研究人员要怎样保护自身呢? 我们前面提到了,一级屏障保障了实验人员与潜在毒菌的隔离。在进入高等级实验室前,人员需要经过多道程序,包括外更衣间,淋浴间,内更衣间,缓冲间等,从外面进到实验室内部可能需要20-30分钟。因此,实验室工作人员在上岗前都需要接受严格的培训,上岗后必须确保遵守使用流程。为了使科研人员与潜在的病原隔离,进入实验室需要穿着独立供氧的正压防护服。在防护服中,实验人员所呼吸的空气来源于独立的空气系统,并且在实验室中活动需要更换呼吸管,这也是为什么实验室中会吊着很多螺旋状管子。 对于P2级别及以上的实验室,按照规定须配备有生物安全柜(Biosafety cabinet,BSC),操作有危险的病原都需要在柜内完成。生物安全柜是一种负压式装备,根据循环风和排风比例也分为不同的级别,其通过将柜内空气不断抽出,以保证柜内的负压,来防止实验操作中产生的气溶胶向外扩散。实验完成后,人员在离开实验室时,要进行化学淋浴消毒,消灭一切可能沾染到的病毒,最终才能层层脱掉防护装置。 关病原的盒子 科学家们可能会在实验室中研究危险的致病因子,而实验室是如何确保了实验室内部的病原不向外扩散的呢? 首先,所有生物实验都要按照国家规定的微生物安全等级在相应安全等级的实验室中进行(详细参考《人间传染的病原微生物名录》http://www.nhc.gov.cn/wjw/gfxwj/201304/64601962954745c1929e814462d0746c.shtml)。普通实验室接触不到也不具有致病性病毒的实验权限,但需要在操作中遵循微生物学操作技术规范(GMT),并且与非致病性病毒接触的器械和耗材需要经过酒精或高压消毒,废弃物放入专用的医疗废物垃圾袋,以保证生物安全。 各级生物安全实验室的二级屏障保障了致病因子无法出逃。实验人员在从缓冲间进出实验室内部需要经过层层关卡。对于P3和P4实验室来说,进入方向的每一道门气压都会逐渐降低,即定向负压系统,同时设有多道安装连锁装置的门,保证无法同时打开两道门,以防止空气流通。实验室内部的空气必须经由高效过滤器过滤后才可向外排放;实验产生的固体废弃物,必须经过彻底的灭菌消毒,才可以进行无害化焚烧处理;实验室产生的污水也经由污水处理系统进行了完善的处理;至于实验人员穿着的防护服则更加不会被放过,严格的化学淋浴消毒可以消灭一切沾染到的病原。总之,没有经过处理的气体,固体和液体是不会离开实验室的。 那你可能想问,如果断电了怎么办?排风系统出故障了怎么办?不用担心!高等级的生物安全实验室都遵照了其建设标准,设置了备用电源和备用排风机,不间断地保障实验室内的负压环境,维护实验室安全。也就是说,生物安全实验室就像一个盒子,用各种手段把病原“关”在里面。 目前,全国不少的生物安全实验室都加入到新型冠状病毒的研究,有的在开展检测工作,有的在抓紧时间进行科研攻关,为早日解决疫情作出努力。让我们向奋斗在一线的科研工作者和医务工作者致敬!

P3实验室设计要求

安全设备和个体防护

1.1 实验室中必须安装Ⅱ级或Ⅱ级以上生物安全柜。 1.2 所有涉及感染性材料的操作应在生物安全柜中进行。当这类操作不得不在生物安全柜外进行时,必须采用个体防护与使用物理抑制设备的综合防护措施。 1.3 在进行感染性组织培养、有可能产生感染性气溶胶的操作时,必须使用个体防护设备。 1.4 当不能安全有效地将气溶胶限定在一定范围内时,应使用呼吸保护装置。 1.5 工作人员在进入实验室工作区前,应在专用的更衣室(或缓冲间)穿着背开式工作服或其他防护服。工作完毕必须脱下工作服,不得穿工作服离开实验室。可再次使用的工作服必须先消毒后清洗。 1.6 工作时必须戴手套(两副为宜)。一次性手套必须先消毒后丢弃。 1.7 在实验室中必须配备有效的消毒剂、眼部清洗剂或生理盐水,且易于取用。可配备应急药品。

实验室设计和建造的特殊要求

2.1 选址 三级生物安全防护实验室可与其他用途房屋设在一栋建筑物中,但必须自成一区。该区通过隔离门与公共走廊或公共部位相隔。 2.2 平面布局 a)三级生物安全防护实验室的核心区包括实验间及与之相连的缓冲间。 b)缓冲间形成进入实验间的通道。必须设两道连锁门,当其中一道门打开时,另一道门自动处于关闭状态。如使用电动连锁装置,断电时两道门均必须处于可打开状态。在缓冲间可进行二次更衣。 c)当实验室的通风系统不设自动控制装置时,缓冲间面积不宜过大,不宜超过实验间面积的八分之一。 d)Ⅱ级或Ⅲ级生物安全柜的安装位置应远离实验间入口,避开工作人员频繁走动的区域,且有利于形成气流由“清洁”区域流向“污染”区域的气流流型。 2.3 围护结构 a)实验室(含缓冲间)围护结构内表面必须光滑耐腐蚀、防水,以易于消毒清洁。所有缝隙必须加以可靠密封。 b)实验室内所有的门均可自动关闭。 c)除观察窗外,不得设置任何窗户。观察窗必须为密封结构,所用玻璃为不碎玻璃。 d)地面应无渗漏,光洁但不滑。不得使用地砖和水磨石等有缝隙地面。 e)天花板、地板、墙间的交角均为圆弧形且可靠密封,施工时应防止昆虫和老鼠钻进墙脚。 2.4 通风空调 a)必须安装独立的通风空调系统以控制实验室气流方向和压强梯度。该系统必须确保实验室使用时,室内空气除通过排风管道经高效过滤排出外,不得从实验室的其他部位或缝隙排向室外;同时确保实验室内的气流由“清洁”区域流向“污染”区域。进风口和排风口的布局应使实验区内的死空间降低到最小程度。 b)通风空调系统为直排系统,不得采用部分回风系统。 c)环境参数:相对于实验室外部,实验室内部保持负压。实验间的相对压强以-30Pa~-40Pa为宜,缓冲间的相对压强以-15Pa~-20Pa为宜。实验室内的温、湿度以控制在人体舒适范围为宜,或根据工艺要求而定。实验室内的空气洁净度以GB 50073—2001《洁净厂房设计规范》中所定义的七级至八级为宜。实验室人工照明应均匀,不眩目,照度不低于500lx。 d)为确保实验室内的气流由“清洁”区域流向“污染”区域,实验室内不应使用双侧均匀分布的排风口布局。不应采用上送上排的通风设计。由生物安全柜排出的经内部高效过滤的空气可通过系统的排风管直接排至大气,也可送入建筑物的排风系统。应确保生物安全柜与排风系统的压力平衡。 e)实验室的进风应经初、中、高效三级过滤。 f)实验室的排风必须经高效过滤或加其他方法处理后,以不低于12m/s的速度直接向空中排放。该排风口应远离系统进风口位置。处理后的排风也可排入建筑物的排风管道,但不得被送回到该建筑物的任何部位。 g)进风和排风高效过滤器必须安装在实验室设在围护结构上的风口里,以避免污染风管。 h)实验室的通风系统中,在进风和排风总管处应安装气密型调节阀门,必要时可完全关闭以进行室内化学熏蒸消毒。 i)实验室的通风系统中所使用的所有部件均必须为气密型。所使用的高效过滤器不得为木框架。 j)应安装风机启动自动联锁装置,确保实验室启动时先开排风机后开送风机。关闭时先关送风机后关排风机。 k)不得在实验室内安装分体空调器。 2.5 安全装置及特殊设备 a)必须在主实验室内设置Ⅱ级或Ⅲ级生物安全柜。其安装位置应满足6.3.2.5d)中的要求。 b)连续流离心机或其他可能产生气溶胶的设备应置于物理抑制设备之中,该装置应能将其可能产生的气溶胶经高效过滤器过滤后排出。在实验室内所必须设置的所有其他排风装置(通风橱、排气罩等)的排风均必须经过高效过滤器过滤后方可排出。其室内布置应有利于形成气流由“清洁”区域流向“污染”区域的气流流型。 c)实验室中必须设置不产生蒸汽的高压灭菌锅或其他消毒装置。 d)实验间与外部应设置传递窗。传递窗双门不得同时打开,传递窗内应设物理消毒装置。感染性材料必须放置在密闭容器中方可通过传递窗传递。 e)必须在实验室入口处的显著位置设置压力显示报警装置,显示实验间和缓冲间的负压状况。当负压指示偏离预设区间必须能通过声、光等手段向实验室内外的人员发出警报.可在该装置上增加送、排风高效过滤器气流阻力的显示。 f)实验室启动工作期间不能停电。应采用双路供电电源。如难以实现,则应安装停电时可自动切换的后备电源或不间断电源,对关键设备(生物安全柜、通风橱、排气罩以及照明等)供电。 g)可在缓冲间设洗手池:洗手池的供水截门必须为脚踏、肘动或自动开关。洗手池如设在主实验室,下水道必须与建筑物的下水管线分离,且有明显标志。下水必须经过消毒处理。洗手池仅供洗手用,不得向内倾倒任何感染性材料。供水管必须安装防回流装置。不得在实验室内安设地漏。 2.6 其他 a)实验台表面应不透水,耐腐蚀、耐热。 b)实验室中的家具应牢固。为易于清洁,各种家具和设备之间应保持一定间隙。应有专门放置生物废弃物容器的台(架)。家具和设备的边角和突出部位应光滑、无毛刺,以圆弧形为宜。 c)所需真空泵应放在实验室内。真空管线必须装置在线高效过滤器。 d)压缩空气等钢瓶应放在实验室外。穿过围护结构的管道与围护结构之间必须用不收缩的密封材料加以密封。气体管线必须装置在线高效过滤器和防回流装置。 e)实验室中应设置洗眼装置。 f)实验室出口应有发光指示标志。 g)实验室内外必须设置通讯系统。 h)实验室内的实验记录等资料应通过传真机发送至实验室外。