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㈢生物实验室是工业建筑还是民用建筑

江浙地区二级生物安全实验室关键防护设备应用现状调研分析

暖通空调杂志
03-14
写在前面
近年来，随着对科技创新的重视和经费的大量投入，实验室建设项目数量激增。然而，相对应的现状是：长期以来，建筑业的发展一直以民用建筑和工业建筑为主，肩负着科技创新重任的实验室建筑的建设与发展未得到应有的重视。实验室建筑作为特殊建筑，其量大面广，通常在民用和工业领域中同时存在，且实验室不同细分行业的技术及市场发展不均衡。及时总结我国科学实验室建设和管理的发展成就、经验以及存在问题，迫在眉睫。中国建设科技集团股份有限公司亚太建设科技信息研究院（原建设部科技信息情报所）《暖通空调》杂志社和同济大学共同发起并立项了实验室建设课题研究，得到了业内顶级专家团队的大力支持，在此表示衷心的感谢。研究成果将陆续通过图书/期刊/微信等多种方式和大家分享，今日主题为：二级生物安全实验室关键防护设备应用现状调研分析，全文将经同行评议后在《暖通空调》杂志刊出，敬请关注。
摘要

介绍了调研样本的基本信息。从设备品牌、类型、使用效果等方面，详细分析了二级生物安全实验室关键防护设备（包括防护口罩、生物安全柜、压力蒸汽灭菌器、通风空调系统）的应用现状。结果表明，我国二级生物安全实验室关键防护设备基本已实现国产化，使用效果基本满意。在负压二级生物安全实验室中，呼吸道疾病实验室数量占比最高，为34%；其次为特殊实验（包括基因扩增实验室、艾滋病筛查实验室），为31%。

关键词

二级生物安全实验室防护口罩生物安全柜压力蒸汽灭菌器通风空调系统

作者

亚太建设科技信息研究院有限公司胡竹萍

江苏省疾病预防控制中心谢景欣

亚太建设科技信息研究院有限公司张静刘学民刘承军陶柏成

同济大学刘东王沈瑜

中国合格评定国家认可中心吕京

生物安全二级（BSL-2）实验室是涉及致病性生物因子实验活动的常用实验室，适用面最广、使用量最大，其广泛分布在医疗卫生、生物医药、科研院所、教育机构、农牧渔业等行业，加强其建设和管理具有十分重要的意义。1研究背景及调研基本信息为了解二级生物安全实验室关键设备的应用现状，总结应用中存在的问题，笔者针对江苏省和浙江省部分二级生物安全实验室的关键设备进行了问卷调研，问卷内容包括3部分：实验室基本情况、实验室个人防护装备及关键设备设施、实验室投资与成果产出，调研问卷内容涉及实验室名称、操作的病原体、实验室压力；防护口罩、一次性防护服等个人防护装备的品牌、类型及价格；生物安全柜、压力蒸汽灭菌器、通风空调系统等关键设备的品牌、类型、价格、检测、维护、使用效果等。调研表的内容多达280多项，本文仅对实验室基本情况、防护口罩、生物安全柜、压力灭菌器、负压实验室通风空调系统设备5个方面进行分析。
本研究共收到211个有效二级生物安全实验室的调研表，在调研样本中，医疗机构实验室数量最多，共126个，分别分布在88家医疗机构，其中5个为负压二级生物安全实验室，121个为常压实验室；疾控机构实验室数量次之，共64个，分别分布在14家疾控机构，其中19个为负压二级生物安全实验室，45个为常压实验室；其他（包括企业实验室、第三方检测机构实验室）数量最少，共21个，其中8个为负压实验室，13个为常压实验室。关于负压实验室数量占该领域全部二级生物安全实验室的比例，其他机构最高（38%），疾控机构次之（30%），医疗机构最少（4%）。调研样本的分布及占比分析分别见表1和图1。

表1 二级生物安全实验室调研样本的分布

图1 二级生物安全实验室调研样本的占比分析

根据调研资料统计，负压二级生物安全实验室的类型、压力及操作的病原体如表2所示。由表2可知，在负压二级生物安全实验室中，呼吸道疾病实验室数量占比最高，为34%；特殊实验（包括基因扩增（PCR）实验室、艾滋病（HIV）筛查实验室）数量占比次之，为31%。

表2 负压二级生物安全实验室的类型、压力

2关键设备使用现状调研数据分析
2.1 防护口罩

在调研样本中，疾控机构实验室共64个，分布在14家疾控单位；医疗机构实验室共124个，分布在88家医疗单位；其他机构（包括生物医药、医学检验、药业、食品检验检测等行业的10个单位）的实验室共21个。防护口罩调研数据分析如下。

1）关于口罩品牌国产化方面，疾控系统中的14家单位均配置防护口罩，除3个单位选用国产品牌，1个单位选用进口品牌A，其他10家单位均选择了进口品牌B的口罩，进口品牌占比为79%，国产品牌占比为21%；医疗机构中的75家选用国产品牌，13家选用进口品牌，进口品牌占比为15%，国产品牌占比为85%；其他机构中，7家选用国产品牌，1家选用进口品牌，2家选用了进口和国产两种品牌，进口品牌占比为10%，国产品牌占比为70%，既有国产品牌又有进口品牌的单位占比为20%。不同机构选用进口与国产口罩占比见图2。

2）关于口罩类型方面，疾控机构所有单位均选用N95类型；医疗机构，40家选用N95类型，其余48家选用一次性使用医用口罩、医用外科口罩等。

3）使用效果方面，大多为较满意或者基本满意，也有个别单位提出问题：口罩与面部贴合性较差；有闷感；对防护效果有疑问。

图2 不同机构选用进口与国产口罩占比
2.2 生物安全柜

1）国产品牌设备使用数量占比方面，疾控机构的调研样本总计64台，其中进口品牌设备40台（占比62.5%），国产品牌设备24台（占比37.5%）；医疗机构的调研样本总计165台，其中进口品牌设备19台（11.5%），国产品牌设备146台（占比88.5%）；其他机构的调研样本总计22台，其中进口品牌设备4台（占比18.2%），国产品牌设备18台（占比81.8%）。疾控机构的国产品牌占比最低，其他机构次之，医疗机构最高。

2）生物安全柜类型方面，A2的比例最高，疾控机构和医疗机构的比例分别为59.5%和67%，B2次之，疾控机构和医疗机构的比例分别为35.1%和25%，A1和B1较少。

3）排风形式方面，独立排风形式占比较高，疾控机构和医疗机构的比例分别为81%和87%，合并排风形式占比较少，疾控机构和医疗机构的比例分别为19%和13%。

4）使用效果和存在问题方面，使用效果为基本满意，存在问题有以下几个方面：对于进口品牌设备，存在配件不宜获取以及配件价格昂贵方面的问题，还出现了某进口品牌设备玻璃门拉不动的现象；对于某国产品牌设备，出现了台面和侧壁生锈现象；共性的问题有：紫外线灯具易损坏及高效过滤器更换方面的问题。

各机构生物安全柜进口与国产品牌数量见图3。

图3 各机构生物安全柜进口与国产数量

2.3 压力蒸汽灭菌器

1）总体来看，在调研样本中，13家单位采用了48台进口品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为37.8%），64家单位采用了79台国产品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为62.2%）。进口品牌的数量占比远低于国产品牌，说明国产品牌技术在该领域已相当成熟，且用户认可度非常高。

2）从应用领域来看，在疾控机构中，5家单位采用了33台进口品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为60.0%），4家单位采用了22台国产品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为40.0%）；在医疗机构中，6家单位采用了12台进口品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为22.6%），52家单位采用了41台国产品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为73.4%）；在其他机构中，2家单位采用了3台进口品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为15.8%），8家单位采用了16台国产品牌的压力蒸汽灭菌器（数量占比为84.2%）。疾控机构的国产设备占比最低，医疗机构次之，其他机构最高。

3）压力灭菌器类型方面，疾控机构全部为立式；医疗机构中，采用手提式、双扉式、立式灭菌器的数量分别为4台（6%）、2台（3%）、61台（91%）；其他机构中，采用双扉式、立式灭菌器的数量分别为6台（32%）、13台（68%）。综上，压力灭菌器的类型以立式为主，双扉式次之，手提式最少。

4）使用效果和存在问题方面，对于进口产品而言，维修、维保不方便，主要是缺乏专业维保工程师；对于国产某品牌，维修、维保不方便，主要是服务意识差。

各机构压力灭菌器进口与国产品牌数量见图4。

图4 各机构压力灭菌器进口与国产品牌数量

图5显示了不同机构二级生物安全实验室主要防护设备的国产化情况，从图可以看出，二级生物安全实验室关键设备的国产化程度较高，国产设备占比基本超过70%，而且从调研结果可看出，使用效果基本满意。

图5 不同机构二级生物安全实验室主要防护设备的国产化比例

2.4 负压实验室通风空调系统设备

在调研样本中，共26个实验室（18个单位）采用了负压实验室通风空调系统，其中疾控机构11个实验室（6家单位），医疗机构6个实验室（4家单位），其他机构9个实验室（8家单位）。

2.4.1 排风高效过滤器

1）在排风高效过滤器品牌方面，有1个单位采用了1台进口的排风高效过滤器，17家单位采用了25台国产的排风高效过滤器。国产化设备的数量占比高达96%。

2）在排风高效过滤器类型方面，箱式BI/BO高效空气过滤装置、风口式高效空气过滤装置、室内柜式高效空气过滤装置的数量和占比分别为：12台（24%）,36台（72%）,2台（4%）。风口式占比最高，箱式BI/BO过滤器占比次之，室内柜式过滤器占比最少。

3）在排风形式方面，独立排风和合并排风的数量和占比分别为17台（81%）,4台（19%）。

4）维修维保内容方面，主要为：更换新风耗材，清洗或更换过滤网、更换活性炭等。

2.4.2 空调机组

1）在空调机组品牌方面，进口品牌和国产品牌空调机组的数量和占比分别为：1台（4%），24台（96%）。其中19台空调机组采用了空气净化技术，占比为76%。17家实验室采用了全新风空调系统，占比为68%。空调机组备用方面，4台机组采用每台备用方式， 9台机组采用多台机组共用1台备用机组，其他未注明。送（排）风机备用方面，有2台送（排）风机采用每台备用方式，8台送（排）风机采用多台共用1台备用风机，其他机组备用情况未注明。

2）使用中存在问题和维保维修方面，主要为：缺氟、漏水、压缩机故障、风机故障、设备启停，影响房间压力问题；机组变频器、皮带接触器更换配件、加氟、更换皮带、更换过滤网等。

3结论1）关于我国二级生物安全实验室口罩选用，在品牌方面，疾控机构国产品牌占比（21%）最低，其他机构国产品牌占比（70%）次之，医疗机构国产品牌占比（85%）最高；使用效果方面，大多为较满意或者基本满意；口罩类型方面，选用N95类型，医疗机构的口罩类型呈现出多样性，除N95之外，还选用一次性使用医用口罩、医用外科口罩等。2）关于我国二级生物安全实验室生物安全柜选用，在品牌方面，疾控机构的国产品牌占比（37.5%）最低，其他机构国产品牌占比（81.8%）次之，医疗机构国产品牌占比（88.5%）最高；类型方面，A2的比例最高，疾控机构和医疗机构的比例分别为59.5%和67%，B2次之，疾控机构和医疗机构的比例分别为35.1%和25%，A1和B1较少；排风形式方面，独立排风形式占比较高，合并排风形式占比较少。3）关于我国二级生物安全实验室压力灭菌器选用，在品牌方面，进口品牌的数量占比（37.8%）远低于国产品牌占比（62.2%），国产品牌技术在该领域已相当成熟，并且用户认可度较高；疾控机构的国产品牌设备占比（40.0%）最低，医疗机构国产品牌设备占比（73.4%）次之，其他机构国产品牌设备占比（84.2%）最高；在类型方面，以立式为主，双扉式次之，手提式最少。4）在调研的负压实验室通风空调系统中，关于排风高效过滤器，在品牌方面，国产品牌设备的数量占比高达96%；在过滤器形式方面，风口式占比（72%）最高，箱式BI/BO过滤器占比（24%）次之，室内柜式过滤器占比（4%）最少；在排风形式方面，以独立排风为主，合并排风较少。关于空调机组，在品牌方面，国产品牌设备的数量占比高达96%；在空气净化技术方面，76%空调机组采用了空气净化技术；在空调系统形式方面，68%实验室采用了全新风空调系统。4致谢二级生物安全实验室的调研工作得到了江苏省疾病预防控制中心戎彧老师和浙江省医学科技教育发展中心顾华老师的大力支持，中元国际工程有限公司赵侠老师在调研内容的设计以及文章撰写思路方面提出了宝贵的建议，在此表示衷心的感谢。
参考文献：

[1] 刘晓宇，李思思，赵赤鸿，等. 全国22省（市）负压生物安全二级实验室建设现况的调查分析[J].中国医学装备，2014，11（1）：5-8

[2] 谢景欣. 负压二级生物安全实验室设计要点[J].中国公共卫生，2010，26（10）：1231-1232

[3] 陈宇轩，赵卫，刘延,等，广州地区一、二级生物安全实验室现状调查[J].现代预防医学，2009，36（14）：2647-2648

一直以来，《暖通空调》杂志社的各项工作，尤其是实验室领域的科研及专题活动，得到了业界知名供应商的大力支持，在此特别感谢以下单位：
上海埃松气流控制技术有限公司

北京易安华美科学技术有限公司

天津市昌特净化工程有限公司

山东沃柏斯实验室工程有限公司

上海沪试实验室器材股份有限公司

山东新华医疗器械股份有限公司

苏州市金燕净化设备工程有限公司

康斐尔过滤设备(上海)有限公司

深圳柏安诺科技有限公司

南京拓展科技有限公司

浙江泰林生物技术股份有限公司

扩展知识

在生物安全二级实验室内，可以根据不同的应用场景和风险评估选择适宜类型的口罩。比如，在新冠病毒疫情期间，卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎防控中常见医用防护用品使用范围指引（试行）》明确：

一级生物安全防护：医用外科口罩、乳胶手套、工作服、医用防护帽，加手卫生。
二级生物安全防护：医用防护口罩或N95口罩、乳胶手套、工作服外隔离衣、医用防护帽，加手卫生。酌情可加护目镜。
三级生物安全防护：医用防护口罩或N95、双层乳胶手套、面屏、护目镜、工作服外防护服、双层医用防护帽，加手卫生。必要时双层口罩（外医用防护口罩，内N95）。

卫健委《新型冠状病毒实验室生物安全指南（第二版）》中指出：未经培养的感染性材料的操作：指未经培养的感染性材料在采用可靠的方法灭活前进行的病毒抗原检测、血清学检测、核酸提取、生化分析，以及临床样本的灭活等操作，应当在生物安全二级实验室进行，同时采用生物安全三级实验室的个人防护。灭活材料的操作：感染性材料或活病毒在采用可靠的方法灭活后进行的核酸检测、抗原检测、血清学检测、生化分析等操作应当在生物安全二级实验室进行。分子克隆等不含致病性活病毒的其他操作，可以在生物一级实验室进行。

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