实验室中的层流系统，你了解多少？

层流是指在指定空间内整个空气在速度和方向上均匀的气流。

什么是层流罩？

洁净工作台和生物安全柜是层流罩（又称细胞培养罩或组织培养罩）的常见示例。它们是实验室的封闭空间，旨在精确引导经 HEPA 过滤的空气。其中一些罩可以保护放置在工作台面上的物品免受污染。另一些罩可以防止用户暴露于工作区域的污染物中。层流罩通常用于处理生物样本、半导体或其他敏感材料，在实验室中通常被称为细胞培养罩或组织培养罩。

实验室中的层流系统.png

据美国疾病控制与预防中心 (CDC) 介绍，层流气流原理最早开发于 20 世纪 60 年代初。它至今仍对现代实验室至关重要，它深刻地影响了多代实验室空间内空气的安全流动方式。如今，层流罩种类繁多。尽管它们根据所执行的科学任务而有所不同，但它们有一个共同点：所有层流罩都使用这种单向气流来帮助维持无菌状态、防止交叉污染并减少湍流。

层流究竟是什么？它为何有效？如今它在实验室中是什么样子的？让我们来探索一下。

不同类型的设备如何利用层流气流？

II级生物安全柜，有时也称为细胞或组织培养罩，通过工作区上方经HEPA过滤的层流下行气流来保护产品。根据NSF的定义，这些通风型安全柜还具有前开口内向气流以保护操作员，并采用HEPA过滤的废气来保护环境。

除非需要连接顶篷，否则II 级 A 型安全柜会将空气循环回实验室。II 级 A2 型安全柜是组织培养罩的常见类型。
II 级 B 型柜采用硬管道连接至外部，用于处理产生危险蒸汽的化学品。
II 级 C1 型安全柜可在 A 型或 B 型模式下运行。无论哪种型号适合您的应用，生物安全柜内的安全操作对于保障您的工作完整性和人身安全至关重要。

不同类型的设备如何利用层流气流

层流洁净工作台适用于需要产品保护的应用，例如培养基平板制备或组织培养维护。洁净工作台有时也称为层流罩或层流气流工作站。空气通过位于洁净工作台顶部的预过滤器吸入，然后通过高效空气过滤器 (HEPA)。这是一种可用于无害生物样品的组织培养罩。

在水平洁净工作台中，层流空气水平喷向操作员。在垂直洁净工作台中，层流空气垂直喷向工作区域。在这两种情况下，层流都能提供无颗粒的工作区域。
PCR工作站是专为进行聚合酶链式反应实验而设计的封闭空间，利用垂直流动的HEPA过滤空气来维持无颗粒的工作环境。工作站配备紫外线灯，可帮助使遗传物质（DNA、RNA等）变性，从而实现二次净化。

（请注意，某些类别的实验室设备，例如带有穿孔挡板的 I 类外壳或某些高性能通风柜，采用层流流动观察：I 类外壳中的气流。）

视频演示，层流气流作用：

什么是分区气流？

分区气流是一种用于描述II级生物安全柜（BSC）内非真正层流或均匀气流的分类方法。当设备无法达到II级生物安全柜标准层流所需的所有防护要求时，可使用分区气流。每个气流区域（或气流柱）都有明确的定义，并具有各自的风速范围。由于气流速度不同，每个区域之间的边界会呈现湍流。这种对高速屏障气柱的操控，可作为一种工程解决方案，用于那些原本密封性或产品防护等级较差的设备。

洁净实验室气流.jpg

层流气流与稀释流有何不同？

稀释气流不同于层流气流。稀释气流原理应用于诸如过滤式非层流手套箱之类的设备。在这些情况下，高效空气微粒子过滤器 (HEPA) 过滤的空气由未覆盖外壳或手套箱工作区域的过滤器产生。这些空气与手套箱内部的空气污染物混合并稀释，然后这些污染物通过过滤排气系统去除。稀释气流通常呈湍流状。在污染源被密封后，稀释率（或每分钟换气次数）将决定从主腔室中移除物料所需的时间。