生物安全柜结构

　　很多人简单地认为，生物安全柜不过是一个装有风机和HEPA过滤器的铁箱子，事实上生物安全柜要复杂的多，保持生物安全柜的安全性能也远比“定期更换过滤器”复杂得多。

过滤器系统

　　过滤器是生物安全柜的关键组成部分，主要起到过滤细菌和灰尘颗粒的作用，以净化吹入生物安全柜工作区和排放出的气体。生物安全柜里所使用的过滤器一定要有足够的过滤效率，否则就起不到防护生物危害的作用。

　　过滤器材料应采用硅酸盐玻璃纤维，目前生物安全柜中通常采用的是对0.3μm的尘埃微粒截流效率为99.99%的HEPAGX过滤器，而采用全新技术的微褶皱无间隔HEPA超GX过滤器对0.12μm的尘埃微粒拥有99.999%的截流效率，并拥有更紧密的结构和更大的过滤面积，可在工作区域内提供相当于ISO标准中3级的洁净度。

　　针对现场完整性检测及生物安全柜年度认证检测要求，空气滤器必需在现场条件下，无需额外的工具就能进行滤器完整性测试，而且无需接近污染区域。在工作区域内必需装有一个逆流的取样孔，以便在现场条件下进行滤器的完整性检测。

风机系统

　　一台符合生物安全柜国标标准的风机系统，首先应具有风量自动补偿功能，可以在过滤器负载风压下降至一定范围内，实现自动补偿风量以维持气流流速恒定;其次，电机拥有热保护功能，可以在1.15倍额定电压值条件下稳定工作。

　　目前生物安全柜中采用的是更为先进的免维护离心式外转子风机系统，与已经被洁净行业广泛认可的离心式外传子风机和普通风机相比，无需添加润滑油，另外拥有结构紧密、重量轻、平衡好、散热好和1**%速度控制的特色，并拥有良好的稳定性和更长的使用寿命。

气流控制系统

　　气流控制是生物安全柜的核心技术。一台合格的生物安全柜，除了气流速度需要达到要求之外，气流也需要达到定向性、稳定性和均匀性，以满足生物危害性试验的要求，亦即“气流安全性能区”。

　　国际生物安全柜标准都有规定基本的气流安全范围，例如美国NSF49标准规定，二级生物安全柜进气流Zdi为0.5m/s;欧盟EN12469规定的进气流Z小值为0.40m/s。生物安全柜的气流速度一定要处在一个合适的数值，既不要太高也不要太低：气流速度太高容易引起湍流，导致试验品失去保护;太低就不能发挥足够的保护作用(柜内的污染物很容易逃逸出工作区)。

　　不同的生物安全柜的速度Z佳设定值是不同的，Z佳设定速度可使生物安全柜发挥Zda的防护作用。生产厂商应该对其生产的所有型号生物安全柜进行气流测试以确定气流安全性能区和气流设定Z佳值，并提供给用户以供参考。

控制和警报系统

　　进入了微电脑控制时代，生物安全柜的控制系统可用于监控生物安全柜的各项操作数值，及时发现任何故障和误操作，以声光警报通知用户采取措施，并自动采取相应的连锁安全措施。

　　1、带有温度补偿功能的流速传感器，可以测定真实的气流流速，包括进气流、下沉气流和外排气流(B2)。

　　2、LCD液晶显示屏实时显示气流流速/流量。

　　3、声光警报功能：对气流流速过低或不安全前窗高度，系统都会发出声光警报。

　　4、自动预热和关机程序的设定：WHO实验室生物安全手册第三版要求，“在开始工作以前以及完成工作以后，应至少让生物安全柜工作5min来完成‘净化’的过程，亦即应留出将污染的空气排出生物安全柜的时间。”生物安全柜需要有相应的预热和关机程序，并可由用户根据实际需要自主设定时间。

　　5、拥有硬件故障智能诊断系统，可以提示故障信息。

　　6、拥有管理员密码功能，防止非授权人员修改参数和非法操作。

　　7、带有计时器的“安全失效控制系统”，使生物安全柜的电子控制硬件在故障的情况下也不破坏其安全性能。在失效时，生物安全柜将自动重新启动并将各项参数设定在安全范围内。

　　8、在操作面板上调控所有的功能时，也可以通过一个RS232电脑接口来设定参数、更新控制软件和故障分析。用户的投资得到保护，智能控制系统的控制软件可以通过网站下载并更新。

　　9、一个“风机时间计时器”可以用来计时生物安全柜的实际使用时间，便于监控ULPA滤器的工作时间，便于及时更换。一个“紫外灯时间计时器”用来计时紫外灯的工作时间，便于及时更换。

　　10、拥有特殊的维修模式，可以绕过生物安全柜所设定的参数、控制及锁定功能，所有的输入和输出参数都可以观察用于故障分析。

　　11、外排流量报警联锁系统(B2型)：如果外排气流低于Zdi警戒水平，或下降气流高于Zgao警戒水平，微电脑控制系统将立即声光警报并关闭生物安全柜的下降气流供气凤机，外排风机继续运转，将防止由于进气流的减少对操作人员所带来的危险。

　　12、前窗高度报警联锁系统：一旦生物安全柜前窗偏离工作高度，为防止对操作人员所带的来危险，系统将以声光警告用户(B2型还将通过联锁系统关闭内风机以确保进气流的稳定)。

　　13、紫外灯联锁功能：为了防止工作人员暴露在紫外线辐射下，生物安全柜都应拥有紫外灯联锁功能。只有完全将玻璃前窗关闭紫外灯才能激活;如果紫外灭菌过程中前窗被意外升起，紫外灯将自动关闭。

附加安全设计

　　经过生物安全柜几十年来的使用经验，生物安全柜的机构设计也进行了改进。改型后的A2型和B2型生物安全柜都引入了“负压包围正压”的设计：生物安全柜内所有的正压区(污染区)都被负压包围，防止因过滤器泄漏，密封失效等原因造成的泄漏。

　　新加坡Esco公司系列生物安全柜采用了更为可靠的“三层侧壁设计”，内侧diyi层和第二层之间空间属于负压，而外侧附加的第三层也可以起到保护作用。即使一层侧壁破损，也不会发生污物泄漏造成危险。相对同类产品的玻璃边窗和双层侧壁设计，三层侧壁设计具有更好的安全性。

　　作为前窗设计的附加安全考量，生物安全柜应采用双层贴膜安全防爆玻璃，该安全玻璃在双层钢化玻璃间再加入一层高强度黏性PVB材料。在玻璃被大强度撞击的情况下，这层PVB材料可以牢牢粘住破碎玻璃，防止玻璃飞裂，一方面可以防止对操作者可能造成的物理伤害;另一方面仍可以维持前窗气流的可靠性，从而保护操作者和环境的安全，并有的抗紫外线功能。