中国工程院食品安全院士团队

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在生命科学和医学研究领域，实验室是前沿阵地。而一个设计科学、建造规范的实验室，不仅是实验成功的保障，更是保护研究人员和环境安全的关键防线。今天，我们就来系统梳理一下生物安全实验室，特别是最常用的BSL-2级及其专用实验室的建设要求。

根据防护水平和隔离要求，生物安全实验室由低到高分为四个等级（BSL-1至BSL-4）：

BSL-1 & BSL-2：基础实验室，适用于已知不会或较少引起健康成人疾病的微生物。

BSL-3：屏障实验室，适用于可通过气溶胶传播的本地或外源性病原体，能引起严重或致死性疾病。

BSL-4：高度屏障实验室，适用于对人体有高度危险性、可通过气溶胶途径传播或传播途径不明的病原体。

核心要点：在日常工作中，BSL-2级实验室是使用频率最高、最广泛的类型，因此是我们本次讨论的重点。

实验室建设绝非简单的“装修”，而是一个系统工程，需遵循以下核心原则：

专业设计与论证：必须由具备资质的单位进行设计，并从安全性、实用性、布局合理性等方面进行严格论证。

专业施工与监督：由有经验的单位承建，并对施工质量和材料进行全程监督。

物理隔离与气流控制：这是生物安全的两大基石。

• 物理隔离：通过分区（如清洁区、污染区）将实验区域与其他区域隔开。

• 气流控制：通过定向气流（负压梯度），确保空气始终从清洁区流向污染区，有效抑制病原体外泄。

选址：无需独立建筑，但应自成一体或位于建筑物一端，远离公共活动区。

布局：内部至少应划分为准备区和污染区。根据实验危害程度，可增设半污染区（缓冲区）。原则是：危害程度高、易扩散的实验应设置在实验室末端。

门：应能自动关闭、带可视窗，并配备防节肢动物设施。

报警系统：需配备火灾、停电等报警装置。

通风与空调

• 核心：尽可能采用人工通风系统，组织定向气流（上送下排或上送上排），排风需经高效过滤器（HEPA）处理后排出。

• 送排风口位置：送风口在入口处上方，排风口在房间最里侧或生物安全柜附近，形成单一流向。

空间与尺寸

• 层高：净高建议2.5-2.7米，并设1.2-1.5米高的设备技术夹层用于铺设管道。

• 开间与面积：开间模数3.2-4.0米为宜。污染区（核心操作区）面积15㎡左右即可，过大不利于气流组织和成本控制。

墙面与地面

• 地面：首选无缝隙、耐腐蚀的环氧树脂自流坪或PVC卷材。

• 墙面：选用光滑、易清洁、耐消毒的材料，如彩钢板、玻镁板等。

给排水

关键要求：实验室废水必须独立收集并经无害化处理后方可排放，严禁直接排入市政管网。

电气与智能化

• 电源：双路供电或备用电源（如UPS） 至关重要，以确保生物安全柜、冰箱等关键设备不间断运行。

• 照明：主实验区照度200-350lx，需配备应急照明（持续30分钟以上）。

• 智能化：应考虑综合布线、门禁系统、环境监控、应急通讯等，提升安全管理水平。

PCR实验室的核心设计原则是分区隔离、单向气流、防止扩增产物污染。

标准四区：

1. 试剂准备区

2. 样本处理区（需在生物安全柜内进行核酸提取）

3. 核酸扩增区

4. 产物分析区

关键设计：

各区必须是独立的物理隔离空间，严禁直通。

物品传递通过机械联锁传递窗，人物分流。

气流组织应遵循单向流程，从试剂准备区到产物分析区压力依次递减，防止扩增产物逆流。

每个区域均需安装紫外线灯用于消毒。

HIV检测（血清学、免疫学、核酸检测）应在BSL-2实验室中进行。

分区：必须明确划分为清洁区、半污染区、污染区。

设备要求：根据筛查实验室或确认实验室的等级，配置相应的酶标仪、洗板机、冰箱、离心机、生物安全柜和高压灭菌器等。

安全防护：

• 实验室出口处必须设洗眼器和应急喷淋装置。

• 配备足量的个人防护装备（隔离服、手套、防护镜等）。

• 应有专用的个人物品存放设施。

结核分枝杆菌主要通过气溶胶传播，因此实验室建设需格外严格。

涂片实验室：

• 墙面、地板、天花板需平整、光滑、耐腐蚀。

• 出口处设专用洗手池，入口处宜设更衣处。

培养与药敏实验室（核心区）：

• 必须配置Ⅱ级生物安全柜，所有可能产生气溶胶的操作都必须在柜内进行。

• 实验室门应带锁、可自动关闭。

• 建议设置应急洗眼和喷淋装置。

• 排风系统：排风口应安装高效过滤器，且出口应避开邻近建筑和人群活动区。

建设一个合格的专业实验室，是一个将安全理念融入设计、施工和管理每一个细节的过程。无论是通用的BSL-2实验室，还是专业的PCR、HIV、结核病实验室，都必须遵循 “安全第一”的原则，通过合理的分区布局、可靠的定向气流、完备的安全设备和严格的管理制度，共同构筑一道坚实的安全屏障。