Ⅰ级生物安全柜
在该安全柜中，房间的空气通过前部开口以0.38m/s的速度缓慢进入，并经过工作台面。随后，这些空气被排风管排出，形成定向流动，从而迅速将工作台面上可能产生的气溶胶带离实验室工作人员。操作者可以通过前部开口将双臂伸入安全柜内，并借助玻璃窗观察工作情况。特别值得一提的是，玻璃窗可以完全抬起，以便于清洁工作台面或进行其他必要处理。安全柜内的空气经过HEPA过滤器处理后，可以选择以下三种方式排出：其一，排入实验室后，再由实验室的排风系统统一排出建筑物外；其二，直接通过建筑物的排风系统排出建筑物外；其三，直接排出建筑物外。尽管Ⅰ级生物安全柜设计简单且应用广泛，但它也存在一定的局限性。由于未灭菌的房间空气直接从正面开口吹向工作台面，因此该安全柜对操作对象无法提供全面的保护。此外，它也常用于处理放射性核素和挥发性有毒化学品等高风险物质。
Ⅱ级生物安全柜
在细胞和组织培养物进行病毒繁殖或其他培养时，未经灭菌的房间空气通过工作台面是不被允许的。因此，Ⅱ级生物安全柜应运而生，它不仅提供个体防护，还能保护工作台面的物品免受房间空气的污染。该安全柜有四种类型（A1、A2、B1和B2型），其独特之处在于仅允许经HEPA过滤的（无菌的）空气流过工作台面。这使得Ⅱ级生物安全柜成为操作危险度2级和3级感染性物质的理想选择。在正压防护服的辅助下，它甚至可用于操作危险度4级的感染性物质。其中，Ⅱ级A1型生物安全柜以其独特设计脱颖而出。内置风机将房间空气引入安全柜内，并通过进风格栅进行分配。在正面开口处，空气流入速度达到0.38m/s以上，确保高效带走工作台面的气溶胶。供气先经过供风HEPA过滤器进行净化，再向下流动通过工作台面。一半的空气通过前面的排风格栅排出，另一半则通过后面的排风格栅进入压力通风系统。这样，实验对象得到了最佳的保护，同时避免了工作台面物品受到污染。最后，经过净化的空气部分返回操作区域，部分排出房间或建筑物外，具体取决于排风系统的设计。最后，经过加热和/或冷却处理的空气，在安全柜中被重新利用并排入房间内，相较于直接排放到外部环境，这一设计在节能方面显示出显著优势。此外，某些生物安全柜还配备了与排风系统相连的通风管道，使得它们能够安全地处理挥发性放射性核素以及挥发性有毒化学品等高风险物质。
Ⅲ级生物安全柜
专为处理危险度4级的微生物材料而设计，提供最高级别的个体防护。其所有接口均实现“密封”，送风经过HEPA过滤，而排风则需经过两级HEPA过滤器。通过一个专为安全柜设计的外部排风系统，安全柜内部始终保持负压状态（约124.5Pa）。操作者需通过连接在安全柜上的耐用橡胶手套方可触及工作台面。此外，Ⅲ级生物安全柜还应配备一个可灭菌的、带有HEPA过滤排风装置的传递箱。若需进一步清除进出安全柜物品的污染，可与双开门高压灭菌器相连结使用。多个手套箱可组合以扩大工作空间。Ⅲ级生物安全柜适用于生物安全水平为三级及以上的实验室。
安全柜需要与独立的建筑物排风系统相连，以确保高效通风。在生物安全柜的通风连接方面，不同型号的安全柜采用了不同的设计。例如，A1型和外排风式A2型Ⅱ级生物安全柜使用了“套管”或“伞形罩”连接，这种设计能让安全柜中的空气顺畅地引入建筑物的排风管中。而Ⅱ级B1型和Ⅱ级B2型生物安全柜则通过硬管直接连接到建筑物的排风系统，确保高效、稳定的通风效果。在选择生物安全柜时，需要综合考虑多种因素，包括所需保护的类型、实验对象、微生物危险度以及暴露于放射性核素和挥发性有毒化学品的情况。表8列出了不同防护类型所推荐的生物安全柜类型，为实验室选择合适的设备提供了参考。特别是对于操作挥发性或有毒化学品的情况，应避免使用将空气重新循环排入房间的生物安全柜，而应选择与建筑物排风系统相连的更高级别安全柜，以确保操作的安全性和有效性。
生物安全柜的摆放位置
生物安全柜的定向气流速度为0.45m/s，这种速度极易受到外界干扰，如人员走近、窗户开启、送风系统调整以及门的开关等。因此，为确保安全柜的有效运行，其位置选择至关重要。理想情况下，生物安全柜应远离人员活动频繁、物品流动复杂以及可能扰乱气流的区域。在安全柜后方及两侧，应保持至少30cm的空间，以便于维护和检查。同时，在安全柜上方留出30～35cm的空间，有助于准确测量排风过滤器速度，并便于过滤器的更换。操作者在使用生物安全柜时需格外小心，以维护气流的完整性。在进出安全柜时，应保持双臂垂直、缓慢通过前开口，避免气流紊乱。为确保安全柜内部空气已“扫过”手和双臂表面，建议等待约一分钟后再开始处理物品。在实验开始前，应将所需物品预先置于安全柜内，以减少双臂进出前开口的次数。物品放置在使用Ⅱ级生物安全柜时，需确保前进气格栅畅通无阻。放入安全柜内的物品应用70%酒精清除表面污染。为防止液滴溅出，可在消毒剂浸湿的毛巾上进行实验操作。物品应尽量放置在工作台后部靠近后缘的位置，确保操作中不会阻挡后部格栅。产生气溶胶的设备如混匀器、离心机等应靠近安全柜后部摆放。体积较大的物品如废弃物袋、吸管盛放盘等应置于安全柜内某一侧。工作台面上的实验操作应遵循从清洁区到污染区的顺序。耐高压灭菌的生物危害性废弃物袋及吸管盛放盘不应置于安全柜外，以避免在使用过程中双臂频繁进出安全柜，从而破坏空气屏障的完整性，影响对人员和物品的防护效果。
定期的操作和维护也是保持生物安全柜性能的关键
大多数生物安全柜的设计都允许其全天候24小时不间断工作。实际上，持续工作有助于稳定控制实验室内的尘埃和颗粒物水平。对于那些带有排风功能或与专业排风管相连的Ⅱ级A1型和Ⅱ级A2型生物安全柜，在不使用时可以选择关闭。然而，对于通过硬管安装的Ⅱ级B1型和Ⅱ级B2型生物安全柜，则必须保持持续的空气流动，以维持房间内的空气平衡。在开始工作之前和结束工作之后，都应确保安全柜至少运行5分钟，以便完成“净化”过程，即排出污染空气。所有与生物安全柜相关的维修工作都应由具备专业资质的人员来执行。一旦在操作中发现任何故障，都应立即报告并修复，以确保再次使用时能够正常运行。此外，生物安全柜内部并不需要配备紫外灯。如果确实需要使用紫外灯进行消毒，应每周进行彻底清洁，以去除可能影响其杀菌效果的尘埃和污垢。同时，在安全柜重新认证时，必须检查紫外线的强度，以确保其具备适当的光发射量。需要强调的是，在房间内有人时，必须关闭紫外灯，以保护人员免受紫外线伤害。在生物安全柜内形成的几乎无微生物的环境中，应避免使用明火。明火可能会干扰气流，并且在处理易挥发和易燃物品时存在潜在危险。因此，对于接种环的灭菌，推荐使用微型燃烧器或电炉，而非明火。实验室中应张贴处理溢出物的详细规程，所有实验室成员都必须熟悉并遵守这些规程。一旦在生物安全柜内发生任何生物学危害物品的溢出，应立即在安全柜运行状态下进行清理。清理过程中应使用有效的消毒剂，并采取措施尽量减少气溶胶的产生。所有接触溢出物的材料都应进行适当的消毒和/或高压灭菌处理。
生物安全柜的认证非常重要
在安装生物安全柜时，以及之后每隔一段时间，都需要由具备专业资质的人员，依据生产商的指导，对其运行性能和完整性进行认证。这涉及检查安全柜是否符合国家和国际的性能标准，包括测试其完整性、HEPA过滤器的泄漏情况、向下和正面气流的速度、负压/换气次数、气流的烟雾模式，以及警报和互锁系统的功能。此外，还可以选择进行漏电、光照度、紫外线强度、噪声水平和振动性的测试。在测试过程中，必须使用专门的技术和仪器设备，并由经过专门培训的人员进行操作。生物安全柜的清洁和消毒至关重要。实验结束后，应清除安全柜内所有物品的表面污染，并将它们移出安全柜。在每次使用前后，都需要用消毒剂擦拭工作台面和内壁，确保能够杀死可能存在的任何微生物。推荐每天实验结束后，彻底擦拭安全柜的工作台面、四周及玻璃等部位。对于清除污染，生物安全柜在移动或更换过滤器之前，必须经过专业人员使用甲醛蒸气进行熏蒸处理。此外，在使用生物安全柜时，研究人员应穿着适当的个体防护装备，包括实验服和手套。在进行高风险操作时，可能还需要佩戴口罩和安全眼镜。最后，生物安全柜应始终保持运行状态。如果需要关闭，应在关机前运行5分钟以净化内部气体。
在生物安全柜的配置中，可以选择安装其中一种警报器：窗式警报器或气流警报器。窗式警报器专为带有滑动窗的安全柜设计，当操作者不慎将滑动窗移至不当位置时，它会发出警报。此时，只需将滑动窗调整至合适位置，警报即可解除。而气流警报器则更为关键，它会在安全柜的正常气流模式受到干扰时发出警报，这可能意味着操作者或物品已处于危险状态。一旦听到气流警报，应立即停止工作，并通知实验室主管。此外，正确选择、安装和使用生物安全柜，以及每年的认证工作，都需要经过专业培训并具备丰富经验的专家来指导。该专家应精通相关文献，并接受过全面的生物安全柜培训。同时，操作者也必须接受正规的生物安全柜操作和使用培训。
