生物安全柜是为了保护操作人员、实验环境和实验材料免受生物危害而设计的负压过滤排风设备，其工作原理主要围绕气流控制和高效过滤两大核心，通过精准的气流组织和过滤系统实现多重防护。
以下是其详细工作原理：
一、基本气流模式：形成 "屏障" 与 "净化" 的气流循环生物安全柜的核心是通过风机驱动，形成特定的气流方向和压力分布，阻止污染物扩散。根据防护等级（如 Ⅰ 级、Ⅱ 级、Ⅲ 级），气流模式略有差异，其中Ⅱ 级生物安全柜最常用，
其气流原理可分为三部分：
1. 下沉气流（垂直层流）外部空气经顶部的高效空气过滤器（HEPA）过滤后，形成洁净的垂直向下气流（层流），均匀覆盖工作台面。
作用：一方面为实验操作提供洁净环境，避免样品被外界污染；另一方面，向下的气流会 "压制" 操作过程中产生的气溶胶，防止其向上扩散到操作人员呼吸区。
2. 流入气流（安全屏障）安全柜正面的操作口会形成向内的吸入气流（即 "进风"），流速通常为 0.38-0.5m/s（不同等级要求不同）。
作用：阻止柜内的污染物从操作口逃逸到外部环境，形成一道 "气幕屏障"，保护操作人员。
3. 排风过滤柜内受污染的空气（包括下沉气流和流入气流的混合部分）会被吸入底部或后部的风道，最终通过HEPA 过滤器过滤后排出（Ⅱ 级 A2 型可部分循环至室内，B 型则需外接排风系统）。
作用：确保排出的空气不含生物污染物，保护实验环境和外界。
二、核心部件的作用
1. HEPA 过滤器
过滤效率：对粒径≥0.3μm 的颗粒过滤效率≥99.97%，可有效截留细菌、病毒、真菌孢子等生物污染物。
位置：顶部（提供洁净下沉气流）和排风处（净化污染空气）。
2. 风机与气压控制
风机提供稳定的气流动力，通过调节风速维持柜内负压（相对于外部环境），防止污染物外泄。
部分高级型号配备气流监测系统，当风速异常时会报警。
3. 工作台面与风道设计
台面通常为耐腐蚀材料（如不锈钢），边缘有挡水沿，防止液体溢出。风道采用光滑曲面设计，减少气流湍流，避免污染物在死角积聚。
