气溶胶——精选推荐

气溶胶的产生及其在细胞培养中的注意事项

1．气溶胶定义及其产生

气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大

气凝结核、大气冰核）、太阳辐射的吸 收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要

组成部分。雾、烟、霾、轻雾(霭)、微尘和烟雾等,都是天然的或人为的原因造成的大气气溶

胶。

一般说来,半径小于1微米的粒子，大都是由气体到微粒的成核、凝结、凝聚等

过程所生成；而较大的粒子，则是由固体和液体的破裂等机械过程所形成。它们在结

构上可以是均相的，也可以是多相的。已生成的气溶胶在大气中仍然有可能再参加大

气的化学反应或物理过程。 液体气溶胶微粒一般呈球形，固体微粒则形状不规则，

其半径一般为 10-3～102微米。粒径在10-1～101微米的气溶胶在大气光学、大气辐

射、大气化学、大气污染和云物理学等方面具有重要作用。小粒径气溶胶的浓度受凝

聚作用所限制，而大粒子的浓度则受沉降作用所限制。微粒在大气中沉降的过程中，

受的阻力和重力的作用达到平衡时， 各种粒子的沉降速度不同。

2．生物安全柜

生物安全柜（Biological safety cabinets，BSCs）是利用空气净化技术，实现第一道物

理隔离的技术产品，是为操作原代培养物、菌毒株以及诊断性标本等具有感染性的实验材料

时，用来保护操作者本人、实验室环境以及实验材料，使其避免暴露于上述操作过程中可能

产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的。当操作液体或半流体，例如摇动、倾注、搅拌，或

将液体滴加到固体表面上或另一种液体中时，均有可能产生气溶胶。在对琼脂板划线接种、

用吸管接种细胞培养瓶、采用多道加样器将感染性试剂的混悬液转移到微量培养板中、对感

染性物质进行匀浆及涡旋振荡、对感染性液体进行离心以及进行动物操作时，这些实验室操

作都可能产生感染性气溶胶。由于肉眼无法看到直径小于5μm 的气溶胶以及直径为5～

100μm 的微小液滴，因此实验室工作人员通常意识不到有这样大小的颗粒在生成，并可能

吸入或交叉污染工作台面的其他材料。已有的实践表明，正确使用生物安全柜可以有效减少

由于气溶胶暴露所造成的实验室感染以及培养物交叉污染。生物安全柜同时也是保护环境一

种有效装置。

生物安全柜的基本设计已经历了多次改进。主要的变化是在排风系统增加了HEPA过滤

器。对于直径0.3μm 的颗粒，HEPA 过滤器可以截留99.97%，而对于更大或更小的颗粒

则可以截留99.99%。HEPA 过滤器的这种特性使得它能够有效地截留所有已知传染因子，

并确保从安全柜中排出的是完全不含微生物的空气。生物安全柜设计中的第二个改进是将经

HEPA 过滤的空气输送到工作台面上，从而保护工作台面上的物品不受污染。这一特点通常

被称为实验对象保护（product protection）。

2.1 位置

空气通过前面开口进入生物安全柜的速度大约为0.45 m/s。这样速度的定向气流是极易

受到干扰的，包括人员走近生物安全柜所形成的气流、打开窗户、送风系统调整以及开关门

等都可能造成影响。因此，最为理想的是，生物安全柜应位于远离人员活动、物品流动以及

可能会扰乱气流的地方。在安全柜的后方以及每一个侧面要尽可能留有30 cm 的空间，以利

于对安全柜的维护。在安全柜的上面应留有30～35 cm 的空间，以便准确测量空气通过排风

过滤器的速度，并便于排风过滤器的更换。

2.2 操作者

生物安全柜如果使用不当，其防护作用就可能大大受到影响。操作者在移动双臂进出安

全柜时，需要小心维持前面开口处气流的完整性，双臂应该垂直地缓慢进出前面的开口。手

和双臂伸入到生物安全柜中等待大约一分钟，以使安全柜调整完毕并且让里面的空气“扫过”

手和双臂的表面以后，才可以开始对物品进行处理。要在开始实验之前将所有必需的物品置

于安全柜内，以尽可能减少双臂进出前面开口的次数。

2.3物品放置

生物安全柜前面的进气格栅不能被纸、仪器设备或其他物品阻挡。放入安全柜内的物品

应采用70%酒精来清除表面污染。可以在消毒剂浸湿的毛巾上进行实验，以吸收可能溅出的

液滴。所有物品应尽可能地放在工作台后部靠近工作台后缘的位置，并使其在操作中不会阻

挡后部格栅。可产生气溶胶的设备（例如混匀器、离心机等）应靠近安全柜的后部放置。像

有生物危害性的废弃物袋、盛放废弃吸管的盘子以及吸滤瓶等体积较大的物品，应该放在安

全柜内的某一侧。在工作台面上的实验操作应该按照从清洁区到污染区的方向进行。耐高压

灭菌的生物危害性废弃物袋以及吸管盛放盘不应放在安全柜的外面，否则在使用这些物品时

双臂就必须频繁进出安全柜，这样会干扰安全柜空气屏障的完整性，从而影响对人员和物品

的防护。

2.4 操作和维护

大多数生物安全柜的设计允许整天24 h 工作。研究人员还发现，连续工作有助于控制

实验室中灰尘和颗粒的水平。向房间中排风或通过套管接口与专门的排风管相连接的级A1

型及级A2 型生物安全柜，在不使用时是可以关闭的。其他如级B1 型和级B2 型生物安全

柜，是通过硬管安装的，就必须始终保持空气流动以维持房间空气的平衡。在开始工作以前

以及完成工作以后，应至少让安全柜工作5min 来完成“净化”的过程，亦即应留出将污染

的空气排出安全柜的时间。

2.5 溢出

实验室中要张贴如何处理溢出物的实验室操作规则，每一位使用实验室的成员都要阅读

并理解这些规程。一旦在生物安全柜中发生有生物学危害的物品溢出时，应在安全柜处于工

作状态下立即进行清理。要使用有效的消毒剂，并在处理过程中尽可能减少气溶胶的生成。

所有接触溢出物品的材料都要进行消毒和／或高压灭菌。

2.6 清洁和消毒

由于剩余的培养基可能会使微生物生长繁殖，因此在实验结束时，包括仪器设备在内的

生物安全柜里的所有物品都应清除表面污染，并移出安全柜。在每次使用前后，要清除生物

安全柜内表面的污染。工作台面和内壁要用消毒剂进行擦拭，所用的消毒剂要能够杀死安全

柜里可能发现的任何微生物。在每天实验结束时，应擦拭生物安全柜的工作台面、四周以及

玻璃的内外侧等部位来清除表面的污染。在对目标生物体有效时，可以采用漂白剂溶液或

70%酒精来消毒。在使用如漂白剂等腐蚀性消毒剂后，还必须用无菌水再次进行擦拭。推荐

将安全柜一直维持运行状态。如果要关闭的话，则应在关机前运行5min 以净化内部的气体。

3．细胞培养操作中气溶胶产生的注意事项

3.1 移液器

移液辅助器的设计和使用不应该产生其他的感染性危害，同时还要易于灭菌和清洁。在

操作微生物和细胞培养物时，应使用塞紧（防气溶胶）的吸头。由于末端破碎或有裂口的吸

管会影响与移液辅助器底座的密封并因此产生危害，故不应使用这样的吸管。

当液体从吸管掉落到工作台面上，或交替地吸或吹培养物，以及从吸管中将最后一滴液

体吹出来的时候，也都能够产生气溶胶，所以在操作时应避免将液体滴在工作台面上。当塞

子塞得很紧时，吸取的时候可能要更用力，反而会导致气溶胶甚至液体被吸溅出，需尽量避

免此类情况的产生。

3.2 不能向含有感染性物质的溶液中吹入气体。处理细胞、脂肪组织时必须使用密封的安全

离心杯，并在生物安全柜内装样、取样，用密封条密封，则这类材料才可在开放实验室离心、

摇床。

3.3 尽量使用一次性巴斯德塑料移液管、螺口盖离心管等，尽量避免使用玻璃制品。容器应

当坚固，正确地用盖子或塞子盖好后应无泄漏。在容器外部不能有残留物。容器上应当正确

地粘贴标签以便于识别。

3.4 为了避免意外泄漏或溢出，应将其固定在架子上使装有溶液的容器保持直立。混合液体

时，不能将液体从移液管内用力吹出。刻度对应（ Mark-to-mark）移液管不需要排出最后

一滴液体，因此最好使用这种移液管。吹吸液体时，应尽量避免气泡的产生。

3.5 盛放废弃移液管的容器不能放在外面，应当放在生物安全柜内。

3.6 生物安全柜在使用中不能打开玻璃观察挡板。安全柜内应尽量少放置器材或标本，不能

影响后部压力排风系统的气流循环。所有工作必须在工作台面的中后部进行，并能够通过玻

璃观察挡板看到。尽量减少操作者身后的人员活动。操作者不应反复移出和伸进手臂以免干

扰气流。工作完成后以及每天下班前，应使用适当的消毒剂对生物安全柜的表面进行擦拭。

在安全柜内的工作开始前和结束后，安全柜的风机应至少运行5min。

3.7 所有的技术操作要按尽量减少气溶胶和微小液滴形成的方式来进行。正确使用生物安全

柜可以有效减少由于气溶胶暴露所造成的实验室感染以及培养物交叉污染。