一、Ⅰ級生物安全柜介紹
1、I級安全柜有前窗操作口，操作者可通過前窗操作口在安全柜內進行操作。前窗操作口向內吸入的負壓氣流可以保護操作人員的安全，排出氣流經高效過濾器過濾后排出安全柜保護環境。
2、但因未滅菌的房間空氣通過生物安全柜正面的開口處直接吹到工作臺面上，因此Ⅰ級生物安全柜對操作對象不能提供切實可靠的保護，即不能進行需無菌潔凈條件的操作。由于不能保護柜內產品，目前已較少使用。
二、Ⅱ級生物安全柜介紹
Ⅱ級安全柜有前窗操作口，操作者可以通過前窗操作口在安全柜內進行操作。Ⅱ級安全柜送風經過送風高效過濾器過濾后，從頂部向下形成具有一定速度的垂直單向氣流以避免樣品間的交叉污染，此外，此垂直單向氣流在前窗操作口形成具有一定風速的垂直氣流也可以防止室內未經過濾的空氣直接進入工作臺面，從而保護樣品。前窗操作口向內吸入的負壓氣流可以保護操作人員的安全，氣流經排風高效過濾器過濾后排出安全柜以保護外界環境。
（1）Ⅱ級A1型生物安全柜
Ⅱ級A1型生物安全柜的工作窗口進風氣流和工作區垂直氣流混合后在內置風機作用下經前后格柵進入安全柜回風道，進而到達安全柜送、排風高效過濾器之間。借助于這兩個濾器相對尺寸的變化，約30%的氣流經排風過濾器過濾后排至實驗室或通過排風管道排至室外；70%的氣流經送風高效過濾器過濾后重新循環進入安全柜工作區。Ⅱ級A1型生物安全柜的污染部位有正壓區域。
（2）Ⅱ級A2型生物安全柜
Ⅱ級A2型生物安全柜是由Ⅱ級A1型生物安全柜的發展而來，其也是利用70%的循環空氣，30%經排風高效過濾器過濾后排至外部環境。
（3）Ⅱ級B型生物安全柜
Ⅱ級B型生物安全柜又分為B1型和B2型兩種。其中Ⅱ級B1型生物安全柜也為非全排型生物安全柜，但相比于Ⅱ級A型生物安全柜，其循環風比例減少到30%，且安全柜內所有污染部位均為負壓區域或者被負壓區域包圍，即沒有正壓污染區。Ⅱ級B2型生物安全柜是一種全排式生物安全柜,沒有氣流在柜內循環。這種安全柜能提供基本的生物和化學防護，但有些化學物質在安全柜內操作時能損壞過濾器介質、框架、墊圈導致泄漏，應多加注意。送風機裝在安全柜的頂部一側，從室內抽吸空氣，通過送風高效過濾器下行到工作區，所有進入柜內的氣體都經過格柵被排出。排風經過安全柜頂部另一側設置的排風高效過濾器過濾后排放至室外或者排風總管內。
三、Ⅲ級生物安全柜介紹
1、Ⅲ級生物安全柜是為4級生物安全設計的，Ⅲ級安全柜是柜體全封閉、不泄漏結構的負壓通風柜，工作人員通過連接在實驗室柜體的手套進行操作，俗稱手套箱，試驗品通過雙門的傳。Ⅲ級安全柜的箱體采用氣密性設計，柜體外設置專門的排風系統以維持安全柜內不低于120Pa的負壓狀態（相對于實驗室）。
2、同時要保證單只手套意外脫落后手套口有不低于0.7m/s的吸入氣流速度。
3、Ⅲ級安全柜進出物品均需經過傳遞窗或者經特殊設計的自封閉型傳遞桶。
4、Ⅲ級生物安全柜可以很高程度的保護操作人員和外部環境，同時兼顧保護安全柜內實驗物品，適用于操作危險度4級的病原微生物或感染動物。
5、箱體嚴密性檢測：標準ISO 10648-2：1994對硬質隔離器的嚴密性進行了等級劃分，共劃定了4個等級，1 級zui高，4級低。目前Ⅲ級生物安全柜箱體嚴密性指標可采用ISO 10648-2:1994中的2級密封箱室（長期從事含有有害氣體的防護箱室）的期間檢驗指標，即箱體內壓力低于周邊環境壓力250Pa下的小時泄漏率不大于凈容積的0.25%。根據2級密封等級，按標準ISO10648-2：1994要求應采用壓力衰減法進行測試。
（1）壓力衰減法的原理是在被測設備體積不變情況下利用被測設備內壓力的衰減變化測試泄漏率。
（2）由于密閉式隔離器普遍安裝有供人員操作的橡膠手套（部分安裝有半身式防護服），因為手套或半身式防護服柔軟富有彈性，導致動物隔離器在不同壓力下，其凈容積會產生變化。而采用壓力衰減法的前提條件就是要保證被測設備內部容積保持不變，因此在使用壓力衰減法測試時應采取必要措施固定手套或半身式防護服以防止其體積發生較大變化。同時，也應采取必要措施防止其因壓力過大或作用時間過長造成應力損壞。
四、生物安全柜的性能指標、驗證方法及相關標準
1、生物安全柜的性能指標
生物安全柜是保護人員、產品和環境暴露于微生物污染的一級隔離屏障。生物安全柜送、排風氣流的平衡、操作臺面上的氣流分布和生物安全柜的完整性是生物安全柜性能有效性的重要保障。因此其性能指標的規定及驗證也主要圍繞以上這三個方面。這些指標及相應要求可直接引用標準JG 170-2005《生物安全柜》、YY 0569-2011《Ⅱ級生物安全柜》的相關要求，包括生物安全柜的垂直下降氣流平均風速、工作窗口氣流平均風速、氣流流向（垂直氣流、觀察窗隔離效果氣流、工作窗口及其邊緣氣流）、操作面空氣潔凈度、人員安全性、受試樣品安全性、交叉感染、箱體檢漏、送風高效過濾器完整性、排風高效過濾器完整性，對于Ⅲ級生物安全柜其設計形式區別于Ⅰ、Ⅱ級生物安全柜，Ⅲ級生物安全柜指標還包括安全柜箱體內外靜壓差、箱體嚴密性及安全柜手套口氣流流向等。還有一些指標如安全柜運行噪聲、操作臺面照度是考慮操作人員本身舒適性；生物安全柜的安裝位置主要是考慮維修時的便利性。
2、主要性能指標的測試方法
（1）垂直氣流平均風速：在距離內側壁板及工作窗100mm圍成的，工作臺面上方300mm處的平面區域內測量垂直氣流的平均風速。測量點按行、列均為150mm的網格分布。若去除測量邊界后凈尺寸不等于15的整數倍，則允許修正測量點距離，但每列至少測量3點，每行至少測量7點。垂直氣流平均風速為各測量點讀數的算術平均值。具體的指標要求可參照標準JG 170-2005《生物安全柜》、YY 0569-2011《Ⅱ級生物安全柜》的相關要求。
（2）工作窗口氣流平均速度：常用的測試方法主要有兩種：風量罩檢測法、風速儀檢測法。
（3）Ⅲ級生物安全柜手套口處的風速：手套口風速是通過人為摘除Ⅲ級生物安全柜一只手套后，將風速儀探頭放在手套口的中心處，并記錄測量點的風速。測試之前，要保證生物安全柜已達到正常運行狀態，且生物安全柜的嚴密性、靜壓差及送風量應均已通過檢測，并符合相關標準要求。
（4）氣流流向：氣流流向測試時，采用發煙管發生可視煙霧，通過觀察煙霧流向來驗證生物安全柜的氣流流向。氣流流向包括垂直氣流流向、觀察窗隔離效果氣流流向、工作窗口邊緣氣流流向和工作窗開口氣流流向。（5）靜壓差：Ⅲ級生物安全柜與所在房間的相對壓差可用微壓差計直接測量。測試時，Ⅲ級生物安全柜應已達到正常運行狀態，用微壓差計分別連接Ⅲ級生物安全柜內部及實驗室環境便可直接測出Ⅲ級生物安全柜的靜壓差。Ⅲ級生物安全柜與所在房間之間的負壓值應不低于120Pa。
（6）潔凈度：采用激光粒子計數器在生物安全柜操作面內按要求布置的測點上測量空氣的含塵濃度。
（7）噪聲：生物安全柜正常運行時，采用聲級計在被測生物安全柜前壁面中心水平向外300mm，高度距工作臺面380mm處測量。
（8）照度：在操作面上，沿操作面內壁面水平中心線每隔300mm設置一個測量點，與內壁距離小于150mm時，不再設置。被測生物安全柜置于正常工作條件下，用照度計檢測各測量點。被測生物安全柜照度為各測量點照度的算術平均值。
（9）高效過濾器完好性檢測：排風高效過濾器作為生物安全柜的重要的防護屏障之一，是防止有害生物氣溶膠排放至大氣的有效防護手段。因此，我國標準GB 50346-2011《生物安全實驗室建筑技術規范》要求必須對三級和四級生物安全實驗室內使用的隔離設備的排風高效過濾器進行原位檢漏；而送風高效過濾器是生物安全柜內部潔凈度的重要保障。而確定高效過濾器是否有縫隙、孔眼而發生漏泄，是否完好無損。通常高效過濾器采用物理氣溶膠進行完好性檢測，高效過濾器的檢漏方法根據檢測方式不同主要分為掃描法檢漏和全效率法檢漏。
（10）泄漏電流、接地電阻、耐電壓、絕緣電阻
泄漏電流測試時，讓生物安全柜連續運行4h后，施加110%額定電壓，用泄漏電流測量儀測量機組外露的金屬部分與電源線之間的泄漏電流；接地電阻測試時，將被測生物安全柜所有的功能開關均置于“斷”位，用接地電阻測試儀測量接地端與可觸及的金屬部件之間的電阻值；耐電壓測試時，電氣強度測試歷時1min，經受頻率為50Hz的基本正弦波的交流電壓，測試的部位為電源輸人端與金屬外殼之間。初施加的電壓不超過規定值的一半，然后迅速上升到規定值，試驗期間不應發生擊穿；絕緣電阻測試時，在施加500V直流電壓1min后進行絕緣電阻測量，在帶電部件與殼體之間值應不小于2MΩ。
（11）振動幅值及工作臺面抗變形
為判斷使用者在操作生物安全柜時的振動結果，振動值應達到要求的機械性能，以此減輕操作者的疲勞并預防振動導致精密組織培養試驗品的破壞。被測生物安全柜置于正常工作條件。將振動儀的振動傳感器牢固地固定在工作臺面的中心，振動儀的頻率從10Hz變化到10kHz，測量生物安全柜工作時的總振幅。工作臺面抗變形試驗時，將面積為250mm×250mm、重量為23kg的測試負載均勻地施加于被測生物安全柜臺面中央，在載重條件下測量安全柜臺面前部邊緣中心至地面的距離。負載及空載條件下安全柜臺面前部邊緣中心至地板的距離相等，可視為臺面無長久性變形。
（12）紫外燈測試
對于設置紫外燈的生物安全柜，必須對紫外燈定期檢查，以保證其能有效地殺死微生物。在將燈關閉冷卻后，要用70%的酒精擦拭燈泡表面。將其打開5min后，將紫外線感應器放置于工作表面中心，照射的光在254nm波長處不應少于40mW/cm2。
3、工作窗口氣流平均速度測量方法
（1）風量罩檢測法是采用風量罩測出工作窗口風量，再通過風量除以工作窗口面積計算出氣流平均風速，測量時將風量罩密封在安全柜的前窗操作口中心，風量罩兩側開口區域要密封。
（2）風速儀檢測法是采用風速儀直接測量工作窗口斷面風速，測量時，將工作窗開口高度開到的操作高度。用風速儀在工作窗開口平面直接測量風速。測點的水平間隔為100mm，垂直方向分別距工作窗口上邊緣1/4工作窗口高度處和3/4工作窗口高度處，測點的平均值即為工作窗口氣流平均速度。
4、氣流流向
（1）垂直氣流驗證時，在II級生物安全柜工作表面中線上方高于工作窗口上沿100mm處，從可移動垂直窗一端到另一端發煙，垂直氣流方向煙霧應為垂直氣流線，且*和回流。
（2）觀察窗隔離效果氣流驗證時，在Ⅰ級、Ⅱ級生物安全柜觀察窗內25mm處，在工作窗口上邊緣150mm處，從生物柜的一端向另一端發煙，氣流流向應為垂直氣流線，不得有死角和回流。
（3）工作窗口邊緣氣流驗證時，在Ⅰ級、Ⅱ級生物安全柜外38mm處，讓煙霧沿著工作窗開口的整個邊界擴散，煙霧應進入安全柜內部無外逸，且無穿越工作區氣流。
（4）工作窗開口氣流流向驗證時，在I級、II級生物安全柜內部，工作面上300mm，距工作窗口內壁50mm到柜后側內壁整個水平面上發煙，煙霧測試時應無煙霧從窗口外逸。
5、潔凈度測量  
（1）應根據生物安全柜操作面的面積確定采樣點數目，并均勻布點。
（2）I級、II級生物安全柜內部潔凈度要達到5級，Ⅲ級生物安全柜當操作需要保護的受試樣本時，潔凈度也要求達到5級。
6、高效過濾器完好性檢測
（1）掃描檢測法是通過采樣探頭在過濾器下游表面2～3cm位置處沿過濾器的所有表面及過濾器與裝置的連接處如邊框等位置，以一定的速度移動測試局部區域的過濾效率，判斷過濾器是否發生泄漏。掃描法檢漏根據檢測儀器的測試原理不同分為光度計掃描法和計數掃描法。
①光度計掃描法檢測氣溶膠常用“冷發生”方式，即將一定壓力壓縮空氣通入噴嘴產生多分散油性氣溶膠，如聚α烯烴（PAO）、癸二酸二辛酯（DOS）、癸二酸二酯（DESH）、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、石蠟油、殼牌安定來礦物油等。然后通過掃描采樣頭在過濾器表面線性掃描并配合氣溶膠光度計測試各掃描點局部透過率，根據局部透過率限值判斷漏孔。
②計數掃描法：氣溶膠物質較廣泛，除可選用上述氣溶膠外，還可以選擇PSL小球或大氣塵等非油性氣溶膠。掃描測試過程類似，測試儀器是粒子計數器，通過測試上、下游粒子數濃度，并根據相應透過率限值或下游粒子數限值來判定泄漏。
（2）對于無法采用掃描法檢漏的高效過濾器，需采用全效率法檢漏方式，即通過測試過濾器的整體效率來檢漏。全效率法檢漏時在過濾器上游注入氣溶膠，在上游和下游分別進行采樣，上、下游采樣必須經過氣溶膠均勻性驗證，然后根據上、下游氣溶膠濃度計算過濾器的整體透過率，并與規定的整體泄漏限值比較來判斷泄漏，根據使用檢測儀器的測試原理不同也分為光度計全效率法檢漏和計數器全效率法檢漏。