Book Appointment Now
Biosafety Cabinet: Pengertian, Fungsi, Prinsip Kerja, Bagian, Bahan Pembuatan, dan Cara Menggunakan Biosafety Cabinet
Di laboratorium yang menangani agen hayati, Biosafety Cabinet (BSC) bertindak sebagai sekat fisik utama yang menghalangi lepasnya partikel yang membawa risiko infeksi ke lingkungan sekitar.
Dengan kata lain, perlindungan maksimal bagi operator, produk, maupun lingkungan membutuhkan pemahaman mendalam tentang desain dan mekanisme kerja kabinet ini. Berikut penjelasan selengkapnya.
Pengertian Biosafety Cabinet
Pada dasarnya, Biosafety Cabinet adalah alat penanganan agen biologis berbahaya. Tergolong sebagai “Clean Air Devices” atau perangkat udara bersih, BSC mampu menyaring partikel mikro, aerosol, dan cemaran biologis lainnya sebelum udara kembali ke ruangan atau keluar lingkungan.
Kemampuan itulah yang kemudian menjadi perbedaan Biosafety Cabinet dan Laminar Air Flow, yang mana keduanya masih cukup sering dianggap sama.
Adapun jika menilik asal-usulnya, BSC lahir dari kebutuhan untuk mengendalikan aerosol dari prosedur laboratorium seperti pemipetan atau penghomogenan jaringan.
Perlu dicatat, aerosol biologis yang tidak kasat mata ini merupakan jalur utama penularan infeksi di laboratorium. Oleh sebab itu, laboratorium dengan tingkat Biosafety Level 2 (BSL-2) ke atas wajib memiliki BSC, mengingat risiko terhirup zat berbahaya bisa mengancam keselamatan kerja.
Fungsi Biosafety Cabinet
Secara singkat telah dijelaskan apa fungsi dari Biosafety Cabinet. Fungsi Biosafety Cabinet yang utama adalah melindungi operator, produk, dan lingkungan.
Berikut uraian lengkapnya untuk masing-masing pilar:
1. Melindungi Operator
Operator terlindungi berkat adanya “tirai udara” tak kasat mata di bagian depan bukaan kabinet (front sash). Isapan udara berkecepatan tinggi dari grill depan secara efektif menahan aerosol atau partikel berbahaya, sehingga tidak lolos ke area pernapasan operator.
Jadi, konsistensi kecepatan udara masuk (inflow) penting untuk menjaga pembatasan ini.
2. Melindungi Produk
Selain melindungi operator, BSC juga melindungi produk atau material kerja, seperti kultur sel atau sediaan farmasi steril, dari kontaminasi eksternal ataupun kontaminasi silang di dalam kabinet.
Perlindungan ini dihasilkan oleh aliran udara turun (downflow) yang sudah disaring melalui filter HEPA.
Downflow sendiri bersifat laminar, yang berarti udara bergerak vertikal dalam satu dengan kecepatan seragam, sehingga area kerja tersapu dari partikel kontaminan.
Jika tidak terlindung oleh BSC, hasil penelitian bisa rusak karena mikroba dari udara ruangan dan berakibat pada kegagalan eksperimen.
3. Melindungi Lingkungan
Terakhir, BSC melindungi lingkungan di dalam dan di luar laboratorium.
Udara buangan (exhaust air) dari BSC wajib melewati minimal satu lapis filter HEPA sebelum dilepaskan kembali ke ruang laboratorium atau ke sistem pembuangan gedung.
Tercatat filter ini secara efisien menyaring 99,7% partikel berukuran 0,3 mikrometer, seperti bakteri, spora, dan virus.[1] Dengan demikian, emisi dari kabinet bebas dari agen infeksius.
Sebagai gambaran lebih lanjut, berikut tabel perbandingan fungsi BSC dan Laminar Air Flow:
| Aspek | BSC | Laminar Air Flow |
| Perlindungan Operator | Ya (Inflow & HEPA Exhaust) | Tidak |
| Perlindungan Produk | Ya (HEPA Downflow) | Ya (HEPA Airflow) |
| Perlindungan Lingkungan | Ya (HEPA Exhaust) | Tidak |
Prinsip Kerja Biosafety Cabinet
Adapun prinsip kerja Biosafety Cabinet adalah menggunakan tekanan udara negatif dan filtrasi absolut guna membentuk area kerja yang terisolasi.
Mekanisme Tekanan Udara Negatif
Begitu blower menyala, terjadi hisapan yang mengalirkan udara ruangan masuk melewati grill depan.
Selanjutnya, udara ditarik masuk ke plenum bawah (drain pan), lalu motor blower mendorong udara melewati saluran internal menuju bagian atas kabinet.
Bagian atas ini mengalirkan udara melalui filter HEPA supply guna membentuk aliran laminar bersih di atas meja kerja, dan juga melalui filter HEPA exhaust untuk pembuangan.
Adapun rasio antara udara yang disirkulasikan kembali dan udara yang dibuang inilah yang menentukan jenis BSC.
Misalnya, pada BSC tipe A2, sekitar 70% udara disirkulasikan kembali melalui filter supply, sementara 30% dibuang melalui filter exhaust untuk menjaga keseimbangan tekanan.
Mekanisme Filtrasi Absolut
Di sisi lain, BSC akan efektif jika filter HEPA-nya berkualitas baik. Filter ini terbuat dari anyaman serat mikro kaca (borosilicate) dengan kerapatan tinggi.
Cara kerja filter HEPA dalam menangkap partikel tidak sesederhana saringan biasa, melainkan melalui mekanisme kompleks:
- Intersepsi (Interception): Terjadi ketika partikel bergerak cukup dekat dengan serat filter sehingga bersentuhan dan melekat pada filter.
- Impaksi (Impaction): Partikel yang besar dan berat punya momentum, sehingga tidak bisa berbelok mengikuti aliran udara dan akhirnya langsung menabrak serat-serat filter.
- Difusi (Diffusion): Karena gerak Brown, partikel kecil (< 0,1 µm) bergerak secara acak, yang membuatnya lebih mungkin menabrak serat filter.
- Straining: Partikel terjebak di antara dua serat karena ukurannya lebih besar daripada celah di antara serat tersebut.
Jenis Biosafety Cabinet
Dalam memilih BSC yang beragam jenisnya, Anda perlu mempertimbangkan hasil analisis risiko (risk assessment) agen biologis yang akan Anda tangani serta kebutuhan penggunaan bahan kimia pendukung.
Adapun standar NSF/ANSI 49 mengklasifikasikan BSC menjadi tiga kelas utama:
Kelas I
BSC Kelas I memberikan perlindungan bagi operator dan lingkungan tetapi tidak memberikan perlindungan bagi produk atau material kerja.
Udara masuk mengalir melewati operator, langsung menuju permukaan kerja, dan membawa kontaminan ruangan. Setelah itu, udara disaring dengan HEPA sebelum dibuang.
Karena itu, kabinet ini diperuntukkan bagi alat yang banyak menghasilkan aerosol (contoh: sentrifugasi atau penghomogenisasi jaringan) yang tidak memerlukan sterilitas produk sebagai prioritas utama.
Kelas II
Karena memberikan perlindungan menyeluruh (operator, produk, dan lingkungan), Kelas II menjadi jenis BSC yang paling umum digunakan.
Berdasarkan konfigurasi aliran udara dan sistem pembuangannya, Kelas II terbagi menjadi tiga tipe, yaitu:
- A1 dan A2: Tipe A2 memiliki opsi membuang udara exhaust langsung ke ruang laboratorium atau melalui sambungan kanopi (thimble) ke sistem pembuangan gedung. Adapun tipe A1, serupa dengan A2 namun dengan kecepatan inflow 75 fpm (lebih rendah) dan sudah langka di pasaran.[3]
- B1 dan B2: Diperuntukkan bagi pemakaian yang melibatkan uap kimia berbahaya atau radionuklida dalam jumlah sedikit. Tipe B1 mengedarkan sekitar 30% udara dan membuang 70%-nya, sementara Tipe B2 membuang 100% udara ke luar gedung tanpa sirkulasi internal.
- C1: Adalah inovasi terbaru yang menggabungkan keunggulan Tipe A dan B. Tipe C1 ini bisa beroperasi seperti A2 maupun seperti B2, namun dengan volume udara lebih kecil sehingga hemat energi.
Kelas III
Menangani virus dengan tingkat bahaya tinggi seperti Ebola atau Marburg membutuhkan BSC kelas III.
Kabinet ini sepenuhnya tertutup, kedap gas, dan beroperasi di bawah tekanan negatif yang amat kuat. Sementara itu, operator menggunakan sarung tangan karet tebal bawaan permanen sewaktu menangani sampel.
Adapun dunk tank atau pass-through box yang steril menjadi jalur satu-satunya bagi semua material yang keluar-masuk.
Bagian-Bagian Biosafety Cabinet
Blower
Motor blower adalah komponen yang menggerakkan seluruh aliran udara. Teknologi terbaru menggunakan motor ECM (Electronically Commutated Motor) yang mampu mendeteksi peningkatan resistansi pada filter HEPA seiring waktu.
Motor ini secara otomatis mengatur kecepatan demi volume udara yang stabil, sehingga tidak perlu sering-sering melakukan kalibrasi manual.
Filter HEPA dan Sistem Plenum
BSC memiliki setidaknya dua filter HEPA, yakni satu untuk udara supply yang turun ke area kerja dan satu untuk udara exhaust.
Letak filter-filter ini ada pada sistem plenum untuk mencegah kebocoran.
Front Sash dan Sensor
Front sash terbuat dari tempered glass tebal guna melindungi operator dari cipratan mekanis dan radiasi UV. Selain itu, BSC juga memiliki sensor yang aktif jika front sash berada di posisi berbahaya, sebab bukaan yang terlalu lebar bisa merusak stabilitas inflow.
Sistem Kontrol Mikroprosesor dan Interface
Panel digital seperti MyLogic atau Sentinel™ Gold memberi informasi real-time tentang kecepatan udara, suhu, dan sisa umur filter. Operator bisa memantau keamanan unit langsung dari interface ini sembari fokus pada pekerjaan.
Sementara itu, beberapa model canggih juga memiliki mode “Night-Smart” yang memperlambat blower ketika front sash tertutup rapat untuk menghemat daya.
Drain Pan
Di bawah bidang kerja terdapat bak cairan yang menyatu tanpa sambungan. Komponen ini penting untuk menampung tumpahan besar yang bisa terjadi sewaktu-waktu. Bak ini harus memiliki sudut yang melengkung untuk memudahkan pembersihan dan dekontaminasi.
Bahan Pembuatan Biosafety Cabinet
Pembuatan BSC menggunakan bahan-bahan pilihan. Bahan-bahan ini harus mudah dibersihkan tetapi juga tahan terhadap degradasi kimia dari proses dekontaminasi yang agresif.
Bahan-bahan tersebut antara lain:
Stainless Steel
Hampir seluruh material interior BSC menggunakan stainless steel berkualitas tinggi, di mana SS 304 terpilih untuk dinding samping serta belakang. Sedangkan untuk aplikasi ekstrem seperti farmasi atau riset nuklir, SS 316 menjadi pilihan karena lebih tahan terhadap korosi oleh klorida dan asam daripada SS 304.
Cold Rolled Steel
Bagian luar BSC menggunakan cold-rolled steel dengan powder coating yang tidak mudah rusak. Lapisan ini memberi perlindungan ekstra dari kontaminasi silang di laboratorium dengan cara merusak dinding sel mikroba yang menempel di permukaan luar BSC.
Cara Menggunakan Biosafety Cabinet
Meskipun BSC sudah canggih, pengguna tetap harus punya teknik penggunaan yang baik untuk menjamin keamanan selama pengoperasian.
Untuk itu, ikuti cara penggunaan Biosafety Cabinet berikut ini sesuai dengan SOP yang disarankan:
Persiapan dan Dekontaminasi Awal
- Sebelum memulai sesi kerja, verifikasi bahwa sertifikasi tahunan unit masih berlaku melalui stiker sertifikasi di bagian depan.
- Selanjutnya, nyalakan blower dan tunggu unit beroperasi selama 3-5 menit untuk membersihkan sisa-sisa partikulat.
- Seka seluruh permukaan internal BSC dengan alkohol 70% dari area terbersih ke area yang paling mungkin terkontaminasi.
Alur Kerja
Bagi area kerja menjadi tiga bagian:
- Zona Bersih: Untuk media steril, cawan petri baru, dan peralatan yang belum Anda gunakan.
- Zona Kerja: Area pusat untuk melakukan manipulasi sampel dan prosedur eksperimental.
- Zona Kotor/Kontaminasi: Tempat untuk wadah limbah, pipet bekas, dan peralatan yang sudah terpapar agen biologis.
Alur kerja harus selalu bergerak secara searah dari zona bersih ke zona kotor untuk meminimalkan risiko kontaminasi silang.
Penanganan Tumpahan
Jika terjadi tumpahan, jangan matikan kabinet. Tutup tumpahan dengan tisu penyerap, tuang disinfektan, tunggu 20 menit, baru bersihkan menggunakan alat penjepit.
Manajemen Limbah
Kumpulkan limbah padat dalam tas biohazard di dalam kabinet lalu disinfeksi permukaan BSC. Untuk limbah cair, gunakan sistem vakum dengan filter HEPA guna mencegah aerosol masuk ke sistem pipa gedung.
Sekian penjelasan mengenai Biosafety Cabinet. Bila Anda memerlukan BSC terbaik untuk kebutuhan industri Anda, kami furniturelaboratorium.com siap membantu pembuatan BSC standar internasional. Hubungi kami sekarang juga untuk konsultasi gratis.
