Lựa chọn tủ an toàn sinh học

 

Khi mua tủ ATSH, người sử dụng cần tìm hiểu kỹ những vấn đề cơ bản để có thể lựa chọn được tủ ATSH phù hợp với mục đích sử dụng của phòng thí nghiệm/ phòng xét nghiệm.

1. Người sử dụng chọn tủ ATSH với yêu cầu cần bảo vệ được những gì (bảo vệ mẫu bệnh phẩm hoặc người làm xét nghiệm hoặc môi trường xung quanh, hoặc cả ba yếu tố này)?

Nếu mục tiêu sử dụng tủ chỉ để bảo vệ mẫu bệnh phẩm, không bảo vệ con người, không dùng cho tác nhân lây nhiễm và hóa chất thì phòng lab có thể chọn một tủ sạch (Clean Air Bench). Có nhiều loại tủ sạch như tủ dòng khí thổi ngang, dòng khí thổi đứng. Nguyên tắc chung của tủ sạch là không khí được lọc sạch qua bộ lọc HEPA/ ULPA, bộ lọc này có tác dụng giữ lại các phần tử (kể cả VSV) từ luồng khí lưu thông qua nó, rồi thổi trực tiếp tới khu vực làm việc và sau đó được thoát ra ngoài từ mặt phía trước tủ đang mở. Vì vậy, chúng không được sử dụng với các mẫu sinh học gây nguy hiểm và hóa chất, do khả năng sẽ thải các chất nguy hiểm vào phòng thí nghiệm.

Nếu mục đích sử dụng tủ là bảo vệ cho người làm xét nghiệm và môi trường xung quanh thì tủ ATSH cấp I là một giải pháp đơn giản và tiết kiệm. Với thiết kế đơn giản, không khí trong phòng được hút vào qua cửa phía trước đến bề mặt làm việc, không khí bị ô nhiễm đi qua bộ lọc HEPA/ ULPA, sau đó thải ra ngoài PXN qua ống thải khí. Dòng khí đi trực tiếp từ hướng người làm việc vào trong tủ ATSH, do đó tránh phát tán các hạt khí dung phát sinh do các thao tác bên trong tủ ra bên ngoài, giúp bảo vệ người làm xét nghiệm. Do không khí cấp cho tủ ATSH là không khí từ PXN không qua bộ lọc HEPA/ ULPA nên tủ ATSH cấp I không bảo vệ được mẫu.

Trong trường hợp phòng lab muốn bảo vệ người làm xét nghiệm, bảo vệ mẫu bệnh phẩm và môi trường xung quanh thì tủ ATSH cấp II là một lựa chọn tối ưu. Thiết kế của tủ ATSH cấp II có dòng khí đi vào từ hướng người sử dụng qua tấm lưới ở phía trước bề mặt làm việc của tủ, dòng khí thổi xuống qua màng lọc HEPA/ ULPA bảo vệ mẫu bằng cách giảm nguy cơ nhiễm chéo trên bề mặt làm việc và khí thổi ra môi trường được lọc qua HEPA/ ULPA để lọc các hạt VSV bảo vệ môi trường.

2. Các công đoạn hoặc quy trình nào sẽ được thực hiện trong tủ ATSH cấp II?

Một trong những mục tiêu khó khăn nhất khi chọn tủ ATSH là hoạch định trước tất cả các công đoạn hoặc quy trình khác sẽ thao tác trong đó. Điều quan trọng nhất là phòng lab cần xác định những thứ cần bảo vệ cho cả hiện tại và tương lai để tránh mua nhằm thiết bị không phù hợp khi yêu cầu công việc có sự thay đổi.

3. Các loại và số lượng hơi hóa chất sẽ được tạo ra trong tủ ATSH như thế nào?

Phòng lab cần phải hoạch định các loại và số lượng hơi hóa chất sẽ được tạo ra trong tủ. Bởi vì hơi hóa chất có thể đi qua HEPA/ ULPA tự do, vì vậy khi được sử dụng với các loại hóa chất cả hai loại tủ ATSH cấp I và cấp II phải có ống dẫn khí thải ra bên ngoài khỏi phòng thí nghiệm. Đối với tủ ATSH cấp II loại B1 và ​​B2 để hoạt động tốt khí thải trực tiếp ra bên ngoài bằng hệ thống ống nối kín, tủ sẽ giúp bảo vệ cho người sử dụng khỏi lượng hóa chất bay hơi. Tùy thuộc vào yêu cầu của người dùng các tủ ATSH cấp II loại A1, A2 và C1 có thể được tích hợp thêm để hoạt động trong cả hai chế độ khí thải trực tiếp trong phòng xét nghiệm hay ra bên ngoài bằng ống nối hở (canopy).

Các loại tủ ATSH cấp II thường không có thành phần điện chống cháy nổ trong khu vực làm việc của tủ và trong PXN. Do đó, việc sử dụng vật liệu dễ cháy, nổ với số lượng vượt quá giới hạn nổ của chúng cũng không được khuyến cáo.

Các loại hóa chất được sử dụng trong tủ ATSH có một số loại có thể phá hủy màng lọc và kết cấu của miếng đệm là nguyên nhân gây hư hỏng tủ. 

Phần trăm không khí trong khu vực làm việc được tái tuần hoàn vào tủ thay đổi rất nhiều dựa trên các loại tủ ATSH khác nhau và trong một số trường hợp các hóa chất cũng được giải phóng trong khu vực làm việc. Khi sử dụng hóa chất dễ cháy hoặc dễ nổ trong tủ ATSH thì trách nhiệm của người dùng là:

- Nhận thức đầy đủ các đặc tính của hóa chất và các mối nguy hiểm liên quan đến chúng;

- Tính phần trăm cao nhất của sự tái tuần hoàn mà có thể xuất hiện trong tủ ATSH đang được sử dụng;

- Đảm bảo nồng độ chất hóa học được giải phóng trong khu vực làm việc không vượt quá giới hạn nổ của chúng;

- Sử dụng số lượng hóa chất thấp nhất cần thiết cho quy trình được thực hiện;

- Có sẵn các quy trình làm vệ sinh phù hợp khi có sự cố đổ tràn (văng) trước khi sử dụng các hóa chất.

4. Nếu tủ ATSH yêu cầu hệ thống ống xả, phòng lab có vị trí thích hợp cho tủ và đường ống dẫn của nó không?

Nếu một tủ ATSH có không khí được lọc qua HEPA/ ULPA tái tuần hoàn trở lại phòng thí nghiệm thì người dùng có thể tự do lắp đặt vị trí của tủ, miễn là tủ nằm ngoài khu vực lưu thông chính và không có thiết bị xử lý không khí nào khác trong khu vực, như hình dưới đây:

Hình: Vị trí A là vị trí đặt tủ ưu tiên. Vị trí B là vị trí được lựa chọn tiếp theo.
Lắp đặt tủ ATSH tránh lối đi lại, cửa ra vào và các cửa cấp, thải khí.

 

Nếu một tủ ATSH được kết nối với một hệ thống ống xả cơ học bên ngoài thì khả năng tương thích của chúng phải được thiết lập trước khi tủ ATSH được chọn. Các cấu hình hệ thống ống xả của tủ ATSH cấp II loại A, B và C1 được thể hiện trong các hình dưới đây:

Hình: Hệ thống ống xả của tủ ATSH cấp II loại A

 Hình: Hệ thống ống xả của tủ ATSH cấp II loại B

 

Hình: Hệ thống ống xả của tủ ATSH cấp II loại C

Hệ thống ống dẫn nối trực tiếp tủ ATSH cấp II loại A và C1 thì không được phép, mà phải xả thải thông qua một hệ thống ống nối hở (ống nối với một ống dẫn chuyên dụng hoặc qua hệ thống thải khí của tòa nhà) được thiết kế phù hợp và lắp đặt đúng cách. Một “ống nối đệm” hoặc “mái che” được thiết kế để sử dụng với các loại tủ ATSH cấp II loại A và C1 thông khí với bên ngoài. Ống nối lắp trên ống thải khí của tủ, hút khí từ trong tủ vào ống thải khí của tòa nhà. Một khe hở nhỏ nằm giữa ống đệm và ống thải khí của tủ cho phép hút khí trong phòng vào hệ thống thoát khí của tòa nhà. Công suất thoát khí của tòa nhà phải đủ để hút cả khí trong phòng và khí thải của tủ. Ống nối phải tháo ra được hoặc được thiết kế để tiện kiểm tra hoạt động của tủ.

Kết nối ống nối hở (canopy) của tủ ATSH cấp II loại A và C1 yêu cầu một áp suất tĩnh phù hợp, thấp. Do đó, một hệ thống ống xả khí chuyên dụng được ưu tiên và có thể chia sẻ với các thiết bị xả khí khác của phòng thí nghiệm nếu được cân bằng đúng cách.

Tủ ATSH cấp II loại B yêu cầu một áp suất tĩnh cao hơn mà phải gia tăng khi bộ lọc khí thải của tủ hoạt động. Tủ ATSH cấp II loại B được gắn ống nối kín, tức là được nối chắc chắn với hệ thống khí thải của tòa nhà hoặc tốt nhất là với một hệ thống ống thoát khí chuyên dụng trước khi thải ra ngoài. Hệ thống thoát khí của tòa nhà phải đạt đúng yêu cầu về dòng khí của nhà sản xuất cả về thể tích và áp suất tĩnh. Do đó, không được ghép chung với các tủ ATSH cấp II loại B khác hoặc các thiết bị xả khí khác của phòng thí nghiệm có yêu cầu một áp suất tĩnh thấp hơn (ví dụ: mũ trùm, tủ ATSH kết nối ống nối hở).

Tủ ATSH cấp II loại C1 là một sản phẩm tương đối mới được thiết kế linh hoạt hơn các tủ ATSH khác. Trong một số trường hợp, tủ ATSH cấp II loại C1 có thể hoạt động mà không được kết nối với hệ thống ống xả của nó trong khoảng thời gian tối đa 5 phút. Để giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn, trước khi định cài đặt cấu hình như vậy với tủ ATSH:

- Một đánh giá rủi ro của việc cài đặt nên được thực hiện. Đánh giá rủi ro nên bao gồm đánh giá bất kỳ thiết bị nào khác được kết nối với cùng hệ thống ống xả, chẳng hạn như các thiết bị khác tủ ATSH hoặc tủ hút trong phòng thí nghiệm. Áp lực ống dẫn trong khi hỏng hệ thống ống xả có thể làm tăng nguy cơ với bất kỳ thiết bị nào khác sử dụng cùng hệ thống ống xả. Do đó, ống phải được kiểm tra để đáp ứng yêu cầu hoặc vượt quá lớp niêm phong A (Seal Class A).

- Nếu không thể đáp ứng các tiêu chí này, tủ ATSH cấp II loại C1 có thể được cấu hình lại để tắt quạt trong vòng 15 giây trong khi hỏng hệ thống ống xả hoặc có thể cấu hình lại ống nối hở (canopy) để trực tiếp khí thải trở lại phòng thí nghiệm trong quá trình hỏng hệ thống ống xả. Ngoài ra, tủ ATSH cấp II loại C1 có thể bị ngắt kết nối khỏi hệ thống ống xả nếu đánh giá rủi ro cho phép.

- Ống xả phải được lắp đặt để nó có thể xuyên qua trần nhà và sàn nhà mà không làm xáo trộn hệ thống thông gió hoặc hệ thống ống nước khác.

- Hệ thống ống xả phải giảm thiểu tối đa độ dài và chỗ gấp khúc tay áo của cái ống.

5. Nếu hệ thống ống xả bị trục trặc, phòng lab có hiểu tác động của sự trục trặc này lên khả năng giúp bảo vệ nhân sự và bảo vệ môi trường của tủ an toàn sinh học?

- Đối với tủ ATSH cấp II loại A có trang bị kết nối ống nối hở (canopy) được thiết kế phù hợp, khả năng bảo vệ con người và bảo vệ sản phẩm của tủ ATSH sẽ không thay đổi, tuy nhiên hơi hóa chất được tạo ra trong tủ ATSH sẽ thải vào phòng thí nghiệm thông qua các khe hở hoặc khe trong ống xả do bộ lọc HEPA không có khả năng lọc được hơi hóa chất độc hại. Vì vậy, loại tủ này không được sử dụng để thao tác với hóa chất bay hơi hoặc chất phóng xạ.

- Đối với tủ ATSH cấp II loại B, sự hao hụt đáng kể luồng khí thải sẽ dẫn đến báo động, tắt quạt gió của tủ ATSH, điều này làm dừng luồng không khí vào phía trước của tủ ATSH dẫn đến không bảo vệ được con người và có khả năng cho phép các vật liệu trong khu vực làm việc của tủ ATSH thoát ra ngoài phòng thí nghiệm. Tủ ATSH cấp II loại B thổi khí ra khỏi PXN qua ống nối cứng (kín), nên có thể sử dụng để làm việc với lượng nhỏ hóa chất độc hại dễ bay hơi và các chất phóng xạ. Khi muốn làm việc với một lượng đáng kể hóa chất dễ bay hơi và các chất phóng xạ thì cần dùng tủ ATSH cấp II loại B2, do 100% không khí thổi qua bề mặt làm việc của tủ được thải ra ngoài mà không tuần hoàn trở lại nên đảm bảo hơi hóa chất không nhiễm vào các mẫu trong tủ. Tuy nhiên, nên sử dụng tủ hút hóa chất khi thao tác với các loại hóa chất độc hại, dễ bay hơi.

Đối với tủ ATSH cấp II loại C được trang bị ống nối hở có thiết kế phù hợp, việc giảm hoặc loại bỏ khí thải ảnh hưởng không đáng kể đến các luồng khí bên trong tủ ATSH khi quạt hút đang hoạt động. Khả năng bảo vệ con người và bảo vệ sản phẩm của tủ ATSH sẽ vẫn không thay đổi và hơi hóa chất được tạo ra trong tủ ATSH sẽ thải ra ngoài hoặc trở lại PXN hoặc vào hệ thống ống xả, tùy thuộc vào hình dạng của ống nối hở (canopy).

Nếu một tủ ATSH cấp II loại C1 dẫn khí thải của nó vào PXN trong quá trình hỏng hệ thống, thời gian tắt quạt gió của tủ ATSH có thể kéo dài từ 15 giây đến 5 phút.

Nếu một tủ ATSH cấp II loại C1 hướng xả khí vào hệ thống xả ra bên ngoài trong suốt quá trình xảy ra lỗi hệ thống, thời gian tắt quạt gió mặc định của tủ ATSH có thể kéo dài từ 15 giây đến 5 phút, với điều kiện:

- Đánh giá rủi ro cho thấy tủ ATSH, công việc đang được thực hiện trong tủ và hệ thống ống xả kết nối với tủ là phù hợp;

- Tủ ATSH được kết nối với ống xả đã được xác minh để đáp ứng hoặc vượt quá lớp niêm phong A (Seal Class A).

6. Tài liệu tham khảo

- NSF/ANSI 49 – 2016 Annex E, Biosafety cabinet: design, construction, performance, and field certification.

- Cẩm nang an toàn sinh học phòng thí nghiệm, Tổ chức Y tế thế giới, xuất bản lần thứ 3, 2004.

- An toàn sinh học tại phòng xét nghiệm an toàn sinh học cấp II, Viện Vệ sinh dịch tễ trung ương, Nhà xuất bản y học, Hà Nội, 2015