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P3级实验室

作者:admin 出处:科瓦特发表时间:2016-12-02 17:13:50
 

P3实验室简介与标准
    P3实验室是生物安全防护三级实验室,简称,P是英语protect 保护 的缩写。整个实验室完全密封,室内处于负压状态,从而使实验室内部的气体不会泄漏到外面而造成污染。
根据设备和技术条件,将生物实验室也分为4级(一般称为P1、P2、P3、P4实验室),
1级最 低,4级最高。实验室适用于主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致死疾病的致病微生物或其毒素;比如SARS病毒、炭疽芽孢杆菌、鼠疫杆菌、结核分枝杆菌、狂犬病毒等高致病性病毒。
              国家P3级实验室

              
                               
 

级别 适用范围
P1
 
实验室一般适用于对健康成年人无致病作用 的微生物;
P2 适用于对人和环境有中等潜在危害的微生物;
P3 适用于主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致死疾病的致病微生物或其毒素;
P4  
适用于对人体具有高度的危险性,通过汽溶胶途径传播或传播途径不明、目前尚无有效疫苗或治疗方法的致病微生物或其毒素。
 
 
P3实验室在病毒研究中的意义   
  1)有效地保护环境不受污染,保证人们生活安全;
  2)有效地保护操作者不受感染;  
  3)有效地保护病原体样本不受污染                    

P3级实验室3D立体图

P3级生物实验室有什么特殊:
  P3实验室也就是国家三级安全防护实验室,强调的是对病毒的防护,和普通实验室不同的是,这里防范严密,内设多道关卡,进出的人都得全副武装……因为P3实验室在里面研究的往往是致病微生物或其毒素,除了H7N9,还有大家熟知的艾滋病毒HIV等。“整个实验室完全密封,室内处于负压状态,从而使实验室内部的气体不会跑到外面而造成污染。此外,进入P3有很严格的流程,需要通过体检、注射疫苗、相关技术知识考试,然后才能获得许可证。

建立一个生物安全三级实验室必须达到三个条件:
  一是要有严格的实验室操作和技术规程,要求实验人员应在处理致病性的和可能使人致死的病原方面受过专业训练,并由对病原工作有经验的、有资格的科学工作者监督。实验室人员工作时必须穿隔离服,所有与生物病原等操作有关的步骤,都应在生物安全柜或其他物理遏制装置内进行。
  二是要安装一级屏障。所谓一级屏障主要指安全设备,包括系列生物安全柜、各种密闭容器和其他为了消除或减少暴露于有害生物材料设计的工程控制设施。
  三是实验室建筑设计要符合二级屏障的标准,主要用于防止感染性微生物逸出进入环境,避免相邻区域的工作人员和环境暴露于可能的感染性气溶胶之中。
 

P3实验室污染源控制的四大要点:
1 负压密闭
实验室处于一个完全密闭环境中,环境气压要保持在40Pa~60Pa的负压状态,进入的空气不可能倒流。
2 高效空气过滤
进入实验室的空气都是经过完全过滤的;排出的空气也必须经过消毒、过滤处理以保证洁净。

P3级实验室

3 严格消毒
进入P3实验室的人员必须遵守严格消毒程序规定:工作人员在进入实验室前必须消毒,必须穿着隔离防护服和戴眼罩、口罩、手套等防护用具。人员必须进行消毒处理、换装后才能离开。实验室产生的废物及工作防护服等一律不能带出,需要经过物流通道先消毒,再通过传递窗进入高压灭菌锅,在消毒合格后才能进行下一步的垃圾处理。


P3实验室主工作区P3实验室工作人员防护区

4 生物安全柜
诸如所有的实验操作都必须在生物安全柜中进行,也就是说SARS病毒或样本不会离开生物安全柜。动物实验也都是在负压动物实验柜中进行。

P3实验室生物安全柜
P3实验室生物安全柜


P3实验室选址
P3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。
 6.3.2.2 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。


P3实验室平面设计图
P3实验室细节图
P3实验室传递区与样品保存区P3实验室

         P3实验室传递区与样品保存区                                P3实验室半污染区    
P3实验室高温消毒区 P3实验室缓冲区
P3实验室高温消毒区                                                            P3实验室缓冲区
BSL-3实验室P3实验室主工作区
               BSL-3实验室                                                         P3实验室主工作区
P3实验室准备区P3级生物安全实验室
          P3实验室准备区                                                             P3实验室负压状态

以下是科瓦特有关P3实验室的建设方案:
一、概述(略) 
二、设计依据 
1. (1993年); 
2. <医药工业洁净厂房设计规范>(1997年) 
3. <洁净厂房设计规范>(1984) 
4. <采暖通风与空气调节设计规范>(GBJ19-87) 
5. <消毒管理办法>(卫生部1992) 
6. 甲方提供的实验室平面布置图等有关技术资料和要求;
 三、建筑设计
  1 平面布置
     建筑平面的合理布置、工艺流程的科学划分直接关系到P3生物安全实验室安全使用。我们在建设P3生物安全实验室时,从安全使用,科学管理二方面着手,对世界上一些发达国家P3生物安全实验室布局,分区进行了分析和整理,结论是P3生物安全实验室大致可分为“三区二通道”、“三区一通道”,“单区单通道 ”等形式。经研究我们认为P3生物安全实验室建设是一套系统工程,平面布置是系统工程的一部分。应根据我国目前实际现状,结合我国《生物安全实验室建筑技术规范》要求,布置P3实验室平面,最后我们采用“三区一通道”形式布置。(图一〕。 
P3生物安全实验室设计图
                                                   P3实验室平面布置图
  一,工艺流程为:
1) 人流:一更〔换鞋〕→二更〔清洁〕→缓冲〔清洁〕→内准备(半污染)→缓冲〔污染〕→主实验室〔污染〕
2)物流:外准备〔清洁〕→灭菌→内准备〔半污染〕→主实验室〔污染〕按“三区一通道”形式布置,优点是可以减少污染源扩散空间,缺点是人,物双向进出,会造成交叉污染。因此应根据实验对象的要求,科学布置平面。根据工艺流程我们将P3实验室划分为污染区、半污染区、清洁区。各区之间设置缓冲间给予隔离,确保各区安全,可靠。 
二,  压力梯度
合理的压力梯度是关系到P3实验室的正常运转和工况稳定以及实验人员的舒适性,负压越大,对围护结构气密性要求越高,初投资和运行费用增加,反之负压越小,对实验室安全带来隐患.因此整个P3实验室压力梯度需要综合平衡,每级级差负压值取-10~―15Pa为宜,具体实验室压力梯度见图〔图二〕。
P3实验室压力控制图
 
P3实验室空调设计:
一)气象资料 
夏季空调温度:33℃ 
冬季通风温度:14.1℃ 
二)夏季室外计算湿球温度:27.9℃  相对湿度:83%
夏季通风相对湿度: 70%;
冬季空调计算湿球温度: 5℃
冬季空调相对湿度:72%;
 三)室内设计参数: 
1)洁净度:PⅢ实验室设计为10000级;其中生物安全柜内为100级; 
2)压差梯度:洁净走廊正压(³15Pa)>实验室6~8(正压与室外静压差³10Pa)>缓冲气闸间(压差为-10Pa)> PⅢ实验室 (为负压-25~-50Pa)。 
3)温度:20~26℃; 
4)湿度:50~70% ; 
5)气流组织:
a.上送,室内柱位及下侧排风,上接管道排风至排风柜;三级过滤系统;
 b.PⅢ实验室为全排风系统。
 C.生物安全柜的排风设排风管道经高效过滤器处理后排出。
 6)新风量要保证洁净室内正压要求及人员无不适感, 保证室内新风量>40 M3/h.每人。 
四)方案说明 
1)洁净区设计冷量13Kw。 
拟选用1台5HP柜式空调作为冷热源,采用一台卧式组合空气处理机对空气进行净化处理,组合成一净化空调系统。 
2)净化空调送风系统,由组合空气处理机组进行加压、初、中效二级过滤段等处理过程,未端设高效过滤装置(室内天花上)。 
3)按实验室运作情况,设1个洁净送风系统及2个排风系统: 
送风系统与排风系统进行联锁,只有当排风机启动后送风系统才能启动以保证实验室的负压。 
4)净化空调系统风管材料采用优质镀锌钢板,当矩形风管长边b(mm)为:   100 5)除新风及排风管道外,风管均需保温。保温材料用铝箔玻璃棉毡:   24K/δ=25mm; 
6)进入污染区的管道(包括送风和排风)均装止回阀。防止倒流污染。 
7)排风管及排水管为PVC材质,硬管道连接。 
P3实验室洁净区
5、洁净区内装修 
1)天花:洁净区内用优良保温彩钢板,无尘明亮, 颜色用灰白或象牙白,厚50mm; 
2)间隔:洁净区用双面彩钢保温板围护及间隔,围护面彩钢板到天花顶;与地面及天花交角做元弧及阴角接口,符合GMP规范及卫生消毒要求。与非洁净区隔断处的玻璃固定窗做双层玻璃。 
3)密闭门:900X2000,上做玻璃观察窗,装球型通道锁。(自动门) 
4)地面:洁净区原水泥地面需经处理后做环氧树脂EPOXY面层,厚2mm的环氧树脂自流平;颜色为苹果绿或由甲方选定。无尘清洁明亮,易清洗搞卫生,不积尘菌。 
5)柱子:洁净区柱子用彩钢板全包边,并做回风技术夹层。 
6)传递窗:实验室间的传递窗做成双层门互锁结构。 内空尺寸:500x500x400。 
7)PⅢ实验室的内装修材料 
目前国外及国内对生物安全实验室建筑材料的要求,墙壁、天花、地面和操作平台应平整光滑,不积尘、易清洁,气密性好,不渗透。地面不应太滑。要能够耐受常规化学试剂和消毒剂的清洗。国内常用的材料为彩钢板组合形式及钢板制成箱型结构。对若不常使用的PⅢ实验室来说,由于使用次数少,消毒频率、强度低,彩钢板结构不失为一种经济、合理的材料,只要在施工中做到气密性好就能符合要求。 
另一种方案为,PⅢ实验室天花、墙身骨架采用木结构或铝合金骨架,双面做12mm夹板或硅钙板,接口密闭后,在表面做防腐蚀进口PVC墙面板无缝焊接。与地面PVC地板连成一整体,可达到严密、耐化学腐蚀又美观效果。另也可用合成石材把墙面及天花做成一整体,但费用较高。
另在实验室地面或墙面材料上,可采取与其他无污染实验室有区别的颜色,加以区分“热”
区及“冷”区,作为一种警示。 


P3实验室装修

6、照明、配电:用带罩明装净室灯盘40WX2,工作区照度>250Lux,走道照度>100Lux; 净化间设紫外线杀菌灯,与照明灯具分路设计。用线管暗敷。符合防火及用电规范。空调及照明系统动力约需60KW/380V。 
7、为确保工作人员的健康和环境,在实验室建设同时,应建立规范的生物安全操作规范;包括个人操作及卫生习惯,用具管理和实验室维护等。 

P3生物实验室样品准备室
五、自动控制与报警 
为保证实验室正常运行,应建立完善的应急处理措施,和自动控制、报警系统,在自控设计中要保证完善的负压控制系统,送排风机必须考虑启动和停车的连锁,内部通话器及监控设施,排风过滤器堵塞报警装置、实验室负压报警装置等。
1.负压控制
由于PⅢ实验室所做实验产生的物质是有危害性的,因此必须保证实验室对外界保持负压,以防止危险性物质扩散,为达到此目标,需要时刻对实验室进行压力控制,通过设置在房间内的压差传感器将压差值传送至自动控制系统中的控制器,由控制器给出信号给送风机的变频器,通过变频器改变送风机风机的频率,增加或减少送风机送入实验室的风量,以达到对实验室负压的控制。 
2.报警装置 
通过设置在控制箱内多功能控制器报警功能,实现对实验室气压变化的实时监控报警,如果PⅢ实验室内的负压值低于所要求的安全的负压值,报警装置开始工作,它能提供声光报警。

P3实验室通风换气示意图
 

P3实验室缓冲区

P3病毒实验室

P3实验室消防安全管理制度
 
1、实验室工作区内绝对禁止吸烟,杜绝易燃液体的潜在火种和传染细菌和接触毒物的途径。
2、实验工作区内不得有食物、饮料及可能摄入的其它物质。实验室工作区内的冰箱禁止存放食物。
 3、眼睛和面部的防护:处理腐蚀性或毒性物质时,须使用安全镜及其它保护眼睛和面部的防护用品。使用、处理能够通过粘膜和皮肤感染的试剂,或有可能发生试剂溅溢的情况时,必须佩带护目镜、面罩。被血液或其它体液溅到,立即用大量的生理盐水冲洗。 
4、服装和个人防护装备:除要求符合实验室工作需要的着装外,工作服应干净、整洁。所有人员在各一实验区内必须穿着遮盖前身的长袖隔离服或长袖长身的工作服。当工作中有危险物喷溅到身上的可能时,应使用一次性塑料围裙或防渗外罩。必要时佩戴手套、护目镜或面罩等。个人防护服装应定期更换以保持清洁,被危险物品严重污染,则应立即更换,盛放于能防渗的容器内。
 5、在有可能发生液体溅溢的工作岗位,可加套一次性防渗漏鞋套。
 6、工作人员佩戴工作帽,头发不外露。实验室操作不准佩戴首饰,防止污染。
7、洗手:实验室工作人员在脱下手套后、离开实验室前、接触患者前后、以及在进食或吸烟前都应该洗手。接触血液、体液或其它污染物时,应立即洗手。
 8、呼吸防护:在操作粉尘,有毒气体、烟雾、蒸气时,工作人员配戴呼吸面具,以防止吸人有害气体和污染的空气。 
9、所有实验室移液操作禁止用口吸,应使用移液器和吸耳球。
 10、锐利物品:实验室应尽量减少使用可生成锐利物的用品,锐器(包括针头、小刀、金属和玻璃等)应置于有明显标记、防渗漏、防锐器穿透的容器内。
 11、垃圾处理:每天清理垃圾,医用垃圾按规定收集送至医院焚化炉焚化。

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