هودهای ایمنی بیولوژیکی چگونه کار می‌کنند؟

هود ایمنی بیولوژیکی (بیوسیفتی کابینت) تجهیزی است که از کاربران آزمایشگاهی در برابر آئروسل ناشی از کار با میکروارگانیسم‌های خطرناک محافظت می‌کند. همچنین سبب جلوگیری از آلوده شدن نمونه و تجهیزات نیز خواهد شد. در این مقاله قصد داریم تا به معرفی این تجهیزات مهم آزمایشگاهی و نکات استفاده از آن‌ها بپردازیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

۱. مروری بر سطوح ایمنی زیستی در آزمایشگاه

هودهای بیولوژیکی بر اساس اینکه برای دفع خطر چه نوع ارگانیسم‌هایی مناسب هستند، انواع مختلفی دارند. به همین دلیل پیش از اینکه به سراغ معرفی هود بیولوژیکی برویم، بهتر است ابتدا مروری بر سطوح ایمنی زیستی در آزمایشگاه‌ها داشته باشیم.

مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌ها (CDC) و موسسه ملی بهداشت (NIH) دستورالعمل‌هایی را منتشر کرده‌اند که لازم است برای کار با مواد بیولوژیکی در آزمایشگا‌ها رعایت شود. هر آزمایشگاه بسته به نوع موادی که مورد آزمایش قرار می‌دهد، در یک سطح بیولوژیکی قرار می‌گیرد. به‌طور کلی ۴ سطح خطر (سطوح ایمنی زیستی ) برای آزمایشگاه‌‌ها تعریف می‌شود که در ادامه مرور مختصری بر هریک خواهیم داشت.

الف/ایمنی زیستی سطح ۱

در آزمایشگاه‌هایی که در سطح ایمنی زیستی 1 قرار می‌گیرند، روش‌ها و تجهیزاتی به کار برده می‌شود که متناسب با نمونه‌هایی است که سبب ایجاد بیماری در انسان بالغِ سالم نمی‌شوند. در اینگونه‌ آزمایشگاه‌ها، فعالیت‌های آزمایشگاهی به طور کلی با استفاده از روش‌های استاندارد میکروبیولوژیکی و روی میز آزمایشگاهی (bench) صورت می‌گیرد. تجهیزات بسیار تخصصی برای مهار خطر نیز اغلب در این آزمایشگاه‌ها وجود ندارد.

ب/ایمنی زیستی سطح ۲

در آزمایشگاه‌ها با سطح ایمنی زیستی ۲، روش انجام آزمایش و تجهیزات مناسب با نمونه‌هایی است که خطر متوسطی برای انسان دارند. به این معنی که مواجهه با این عوامل در آزمایشگاه ممکن است باعث ایجاد عفونت گردد اما درمان‌های مناسب و روش‌های پیشگیری از ابتلا برای آ‌ن‌ها وجود دارد که می‌تواند مانع از پخش‌شدن آلودگی شود.

تفاوت سطح ایمنی زیستی ۲ با سطح ۱ به صورت زیر است:

• پرسنل آزمایشگاه باید آموزش خاصی در زمینه مدیریت عوامل بیماری‌زا ببینند و زیر نظر افراد دارای صلاحیت و متخصص کار کنند.
• دسترسی پرسنل به آزمایشگاه هنگام انجام آزمایش محدود است.
• جهت کار با تجهیزات تیز و دفع آن‌ها، اقدامات احتیاطی شدید و سخت‌گیرانه‌ای در نظر گرفته می‌شود.
• آزمایشاتی که ممکن است سبب تولید آئروسل شوند، زیر هود بیولوژیکی صورت می‌گیرند.

ج/ایمنی زیستی سطح ۳

در آزمایشگاه‌هایی که در سطح ایمنی زیستی 3 قرار می‌گیرند، پرسنل آزمایشگاهی با پاتوژن‌هایی کار می‌کنند که سبب بروز بیماری‌های شدید و خطرناک در انسان و حیوان می‌شوند ولی قابل انتقال به سایر افراد نیستند. برای کار با این دسته از ارگانیسم‌ها اغلب از هود بیولوژیکی کلاس ۱ یا ۲ استفاده می‌شود.

د/ایمنی زیستی سطح ۴

در آزمایشگاه‌هایی با سطح ایمنی زیستی ۴، نمونه‌هایی مورد آزمایش قرار می‌گیرند که نه تنها باعث ایجاد بیماری‌های خطرناک انسانی و حیوانی می‌شوند، بلکه به سادگی از یک فرد به سایر افراد نیز منتقل شده و معمولا هیچ واکسن یا درمان موثری برای آن‌ها وجود ندارد. برای کار با این نمونه‌ها، از کابینت‌های ایمنی بیولوژیکی کلاس ۳ استفاده می‌شود.

برای اطلاع بیشتر در رابطه با سطوح ایمنی زیستی در آزمایشگاه، مقاله‌ای جامع با عنوان “گروه‌های خطر و سطوح ایمنی زیستی در آزمایشگاه‌ها” آماده کرده‌ایم که شما را به خواندن آن دعوت می‌کنیم.

۲. کلاس‌بندی هود ایمنی بیولوژیکی در آزمایشگاه

هود ایمنی بیولوژیکی بر اساس قابلیت مهار هنگام کار با عوامل بیولوژیکی و پرخطر به سه کلاس، طبقه بندی می‌شود.

کلاس ۱

مناسب برای سطح ایمنی زیستی ۱ ، ۲ و ۳

کابینت‌های بیوسیفتی کلاس A از کاربران و محیط در برابر عوامل عفونی محافظت می‌کنند اما قدرت آن‌ها به اندازه‌ای است که باید تنها هنگام کار با عوامل بیولوژیکی با خطر کم یا متوسط ​​استفاده شوند.

کلاس ۲

مناسب برای سطح ایمنی زیستی ۱ ، ۲ و ۳

هود ایمنی بیولوژیکی کلاس ۲ نیز برای کار با عوامل بیولوژیکی با خطر کم یا متوسط ​​مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما به کمک آن می‌توان از پرسنل، محیط و همچنین نمونه محافظت کرد.

جهت جلوگیری از ایجاد فشار هوا در محفظه، هودهای بیولوژیکی کلاس ۲ به گونه‌ای طراحی می‌شوند که امکان خروج هوای تصفیه شده به بیرون نیز وجود داشته باشد. هودهای بیولوژیکی کلاس ۲ بر اساس شکل و درصد هوای هدایت شده به بیرون انواع مختلفی دارند که در ادامه ذکر شده‌اند:

• نوع A

هود ایمنی بیولوژیکی کلاس ۲ نوع A، متداول‌ترین نوع از کابینت‌های بیوسیفتی کلاس 2 است. به کمک این هود ۳۰٪ هوا به فضای بیرون تخلیه شده و ۷۰٪ مجدداً به محل کار باز می‌گردد.

• نوع B

هود ایمنی بیولوژیکی کلاس ۲ نوع B1 در ابتدا توسط موسسه ملی سرطان آمریکا تعیین شد. این هود ۷۰٪ هوا را به بیرون تخلیه کرده و ۳۰٪ نیز را مجددا به منطقه انجام آزمایش باز می‌گرداند.

هود ایمنی بیولوژیکی کلاس ۲ نوع B2 پس از فیلتراسیون هوا، آن را به‌طور کامل به محیط خارج تخلیه کرده و هوا مجددا در محل انجام آزمایش به گردش در نمی‌آید. کابینت‌های بیوسیفتی نوع B2 برای کار با مواد شیمیایی سمی، که تحت هر شرایطی خطرناک هستند، مناسب‌اند، زیرا هیچ گردش مجددی در محیط کار رخ نمی‌دهد.

کلاس ۳

مناسب برای سطح ایمنی زیستی ۴

هود ایمنی بیولوژیکی کلاس ۳ یک تجهیز آزمایشگاهی کاملاً تخصصی است. این نوع از بیوسیفتی کابینت‌ها همان محافظت کلاس ۲ را ایجاد می‌کنند. یعنی هم از آلوده شدن کاربر، هم محیط آزمایشگاه و هم نمونه جلوگیری می‌نمایند. اما جهت کار با عوامل بیولوژیکی سطح ۴ و بسیار عفونی طراحی شده و بالاترین سطح حفاظت از محیط، محصول و کاربر را فراهم می‌کنند.

کار با عوامل بیماری‌زایی مانند ویروس ابولا و یا هر عامل ناشناخته‌ی دیگر برای پرسنل آزمایشگاهی بسیار پرخطر و استرس‌زا است. هودهای بیولوژیکی کلاس ۳ به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که تماس کاربر با نمونه به کمترین میزان ممکن کاهش یابد. کابینت ایمنی بیولوژیکی کلاس ۳ یک محفظه محکم در برابر آئروسل است که محفظه آن کاملا بسته می‌باشد و کاربر از طریق دستکش‌های لاستیکی عایق با نمونه کار می‌کند. به این ترتیب دسترسی و کار روی نمونه در داخل هود بدون خطر و محدودیت انجام خواهد شد. این هودها با نام Glovebox نیز شناخته می‌شوند.

۳.آشنایی با فیلترهای HEPA

فیلتر HEPA را می‌توان قلب یک هود ایمنی بیولوژیکی محسوب کرد. فیلتر HEPA از میکروفیبرهای بوروسیلیکات ساخته شده و در یک ورق نازک وجود دارند. نام این فیلتر از عبارت High Efficiency Particulate Air گرفته شده است و می‌تواند ذراتی به ابعاد ۰/۳ میکرومتر را به دام بیندازد.

فیلترهایHEPA  برای از بین بردن طیف وسیعی از آلودگی‌های هوا طراحی شده‌اند. به عنوان مثال:

• گرد و غبار ریز
• دود
• باکتری‌ها (اندازه معمولی: ۰/۳ تا ۵۰۰ میکرون)
• گرده گل
• ذرات رادیواکتیو
• ناخالصی یونی

۴. تفاوت فوم هود با هود ایمنی بیولوژیکی

فوم هود (fume hoods) و بیوسیفتی کابینت‌ها تجهیزات تخصصی آزمایشگاهی به شمار می‌روند. با وجود اینکه این دو تجهیز شبیه به هم هستند و هر دو از پرسنل آزمایشگاهی در برابر خطرات محافظت می‌کنند اما بین هدف و عملکرد هریک تفاوت‌هایی وجود دارد.

فوم هودها  از کاربر محافظت می‌کنند در حالی که یک کابینت ایمنی زیستی از کاربر، محیط و نمونه در برابر آلودگی محافظت می‌کند. هود ایمنی بیولوژیکی دارای فیلتر HEPA با بازده بالا هستند در حالی که فوم هودها معمولا فاقد این نوع فیلتر هستند.

جدول ۱ تفاوت فوم هود و بیوسیفتی کابینت‌ها را نشان می‌دهد.

۵. استفاده ایمن از هودهای ایمنی بیولوژیکی

الف/ راه اندازی دستگاه

• از تجهیزات حفاظت فردی مانند دستکش استفاده کنید.
• پیش از شروع کار مواد و تجهیزات مورد نیاز خود را درون هود قرار دهید.
• سطوح هود، سطح کار، دیواره‌های جانبی و داخلی هود را تمیز کنید.
• قبل از شروع کار چند دقیقه اجازه دهید تا هوای منطقه کار پاکسازی شود.
• محیط کار را بیش از حد شلوغ نکنید.

ب/ کار با دستگاه

• مانع ورود جریان هوا به محفظه نشوید.
• تا حد امکان آزمایش خود را درون هود انجام دهید.
• حرکت دست‌ها را به حداقل برسانید تا در جریان هوا اختلالی ایجاد نشود.
• حرکات را آهسته انجام دهید.
• هنگام بیرون آوردن دست‌ها از کابینت ابتدا سطح را ضد عفونی کنید و بازوها را به آرامی از هود خارج کنید.
• در صورت لزوم روی سطح کار از مواد جاذب استفاده کنید تا در صورت ریختن و پاشیده شدن مواد، میزان آلودگی کاهش یابد.
• قبل از خارج کردن تجهیزات آلوده از فضای داخلی، سطح آن‌ها را آلودگی‌زدایی کنید.
• مواد تمیز باید حداقل 150 میلی متر از تجهیزات تولید کننده آئروسل فاصله داشته باشند تا احتمال آلودگی متقاطع به حداقل برسد.
• در صورت امکان از شعله استفاده نکنید زیرا در جریان هوا تداخل ایجاد می‌کند.

ج/ خاموش کردن دستگاه

• برای به حداکثر رساندن میزان محافظت، توصیه می‌شود هود را دائما روشن بگذارید.
• در صورت استفاده از سیفتی باکس‌ها، آن‌ها را به طور کامل مهر و موم کنید.
• سطح کابینت و دیوارها‌ی پشتی را تمیز کرده و ظروف آلوده را دور بیندازید.
• اجازه دهید هود چند دقیقه روشن بماند تا هوا در منطقه کار پاکسازی شود.
• لامپ UV را در صورت موجود بودن روشن کنید.
• فیلتر را هر 3 ماه یک بار تعویض کنید.
• لامپ UV باید حداقل یک بار در سال تعویض گردد.
• جهت سرویس تجهیز حتما با نمایندگی‌های مجاز تولیدکننده تماس بگیرید.

۶. نکاتی برای استفاده از هود ایمنی بیولوژیکی در آزمایشگاه

• مکان نصب

سرعت جریان هوا (velocity) از دهانه جلویی به داخل هود ایمنی بیولوژیکی حدود ۰/۴۵ متر بر ثانیه است. به همین دلیل ممکن است جریان هوا به راحتی توسط افراد، پنجره‌ها و درها مختل شود. در حالت ایده‌آل، کابینت‌های بیوسیفتی باید در محلی دور از موانع قرار بگیرند. در صورت امکان توصیه می‌شود یک فاصله ۳۰ سانتی متری پشت و دو طرف کابینت فراهم شود.

•  قرار دادن مواد در هود ایمنی بیولوژیکی

قسمت جلوی محفظه‌ی هود نباید با مواد و تجهیزات مسدود شود.

سطح بطری‌ها و تجهیزاتی که درون هود قرار می‌گیرند باید با الکل ۷۰٪ تمیز شده باشد.

توصیه می‌شود تجهیزاتی که ممکن است آئروسل تولید کند  (مانند شیکر و سانتریفیوژ) را در قسمت عقب محفظه هود قرار دهید.

وسایل حجیم، مانند سیفتی باکس‌ها و استند سمپلر باید در یک طرف محفظه هود قرار گیرند.

• استفاده صحیح توسط اپراتور

هودهای ایمنی بیولوژیکی برای محافظت از کاربران طراحی شد‌ه‌اند. اما در صورتی که از این تجهیزات به درستی استفاده نشود، ممکن است سلامت کاربران در معرض خطرات جدی قرار گیرد.

اپراتورها هنگام وارد کردن دست خود به داخل محفظه، باید مراقب باشند که یکپارچگی هوای ورودی به محفظه را مختل نکنند.

پس از وارد شدن دست‌ها به محفظه، کار با مواد و تجهیزات باید حدود 1 دقیقه به تأخیر بیفتد تا هود تنظیم شده و آلودگی سطح دست‌ها و بازوها را نیز از بین ببرد.

کاربر باید پیش از شروع آزمایش، کلیه مواد و تجهیزات مورد نیاز خود را در هود ایمنی بیولوژیکی قرار دهد تا میزان حرکات زیر هود به حداقل برسد.

اغلب هودهای ایمنی بیولوژیکی برای کار ۲۴ ساعته در روز طراحی شده‌اند. عملکرد مداوم به کنترل سطح گرد و غبار و مواد ریزگرد در آزمایشگاه کمک می‌کند.

حداقل 5 دقیقه قبل از شروع کار و همچنین پس از اتمام کار، کابینت بیوسیفتی را روشن کنید تا  هوای آلوده از محیط کابینت خارج شود.

تعمیر و سرویس تجهیز باید توسط پرسنل آموزش دیده، متخصص و مورد تایید شرکت تولید کننده صورت گیرد.

•  استفاده از شعله آتش

از ایجاد شعله‌های آتش درون هود خوداری کنید. زیرا شعله الگوی جریان هوا را مختل کرده و در صورت استفاده از مواد قابل اشتعال نیز می‌تواند خطرات جدی به همراه داشته باشد. توصیه می‌شود جهت استریل کردن لوپ برای باکتری شناسی، از شعله‌های برقی استفاده شود.

• نظافت و ضد عفونی کردن هود ایمنی بیولوژیکی

تمام مواد و تجهیزات موجود در هود ایمنی بیولوژیکی باید پس از اتمام کار خارج شوند، زیرا به طور مثال ممکن است محیط کشت باقیمانده فرصتی برای رشد میکروبی فراهم کند. سطوح داخلی هودها باید قبل و بعد از هر بار استفاده ضد عفونی شوند. سطوح کار و دیوارهای داخلی باید با یک ماده ضدعفونی کننده پاک شوند که میکروارگانیسم های موجود در داخل کابینت را از بین می‌برد.

۷. روش‌های پاکسازی مواد ریخته شده داخل هود ایمنی بیولوژیکی

چنانچه مواد بیولوژیکی در داخل محفظه هود ریخته شده یا نشت کردند، اقدامات زیر را انجام دهید:

• حداقل ۱۰ دقیقه صبر کنید تا هود آئروسل‌های ایجاد شده در محفظه را فیلتر کند.
• هنگام پاکسازی از تجهیزات حفاظت فردی مناسب مانند روپوش آزمایشگاهی، عینک ایمنی و دستکش استفاده کنید.
• هنگام پاکسازی هود را روشن کرده و اجازه دهید کار کند.
• با توجه به دستورالعمل‌های آزمایشگاه خود برای پاکسازی مواد بیولوژیکی، مواد ضدعفونی کننده را درون محفظه ریخته و حداقل ۲۰ دقیقه صبر کنید.
• با دستمال کاغذی یکبار مصرف آغشته به مواد ضد عفونی کننده، مواد ریخته شده درون هود را پاک کنید.
• دیواره‌های داخلی هود، سطح کار و هرگونه وسایل موجود در هود را با یک دستمال کاغذی آغشته به مواد ضد عفونی کننده پاک کنید.
• با استفاده از روش‌های مناسب دفع پسماندهای بیولوژیکی دستمال‌های آلوده را دور بیندازید.
• در صورت امکان تجهیزات را اتوکلاو کنید.
• تجهیزات حفاظت فردی که پوشیده بودید را درون کیسه‌های مخصوص دفع کرده و یا مطابق با قوانین تعیین شده اتوکلاو نمایید.
• پس از تمیز کردن هود، مجددا ۱۰ دقیقه اجازه دهید تا هود کار کند و سپس آن را خاموش کنید.

۸. جمع‌بندی

هودهای ایمنی بیولوژیکی یکی از تجهیزات بسیار مهم در آزمایشگاه‌ها به شمار می‌روند که تاثیر بسزایی بر سلامت کاربر و همچنین حفظ نمونه دارند. به همین دلیل آشنایی با این تجهیزات و نحوه استفاده‌ی صحیح از آن‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطلب سعی کردیم مروری بر این تجهیزات آزمایشگاهی داشته باشیم. لازم به ذکر است که امروزه شرکت‌های زیادی به تولید هودهای ایمنی بیولوژیکی می‌پردازند. به همین دلیل ممکن است نحوه کار با هریک از این تجهیزات و همچنین نحوه نظافت آن‌ها با یکدیگر تفاوت‌هایی داشته باشد. آنچه در این مقاله گفته شد توصیه‌هایی کلی بود که در رابطه با اغلب هودهای بیولوژیکی صدق می‌کند. اما توجه داشته باشید که برای استفاده‌ی بهینه از هر تجهیزی، مطالعه‌ی دفترچه راهنمای محصول اهمیت بالایی دارد.