浅谈分子生物学实验室安全管理及研究生的作用

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  摘要:实验室的安全管理是高等学校的一项重要工作,其重要性日益受到教育工作者和社会的关注。从实验室安全管理的必要性出发,分析了分子生物学实验存在的安全隐患及可行的解决对策;提出研究生在实验室安全管理中的重要作用,充分调动研究生参与到实验室的安全管理工作中来,以期为加强分子生物学实验室的安全管理提供科学依据。
  关键词:分子生理学;实验室;安全管理
  作者简介:梁宏伟(1976-),男,蒙古族,内蒙古赤峰人,三峡大学生物技术研究中心,讲师;王玉兵(1977-),男,湖北恩施人,三峡大学生物技术研究中心,讲师。(湖北宜昌443002)
  基金项目:本文系“地方综合性高校生物类专业实用创新人才培养模式的构建与实践”项目(项目编号:2009192)资助的研究成果。
  中图分类号:G482     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)07-0092-02
  
  随着生命科学的迅速发展,越来越多的科研机构和高校设立分子生物学实验室及进行这方面的研究工作,它已经成为生物、医学等领域的重要实验基地。分子生物学是一门非常强调实验技术和技能的学科,以大量的实验为基础,涉及的贵重仪器设备和有毒有害生化试剂种类繁多。目前,大部分分子生物学实验室都缺乏专职的技术人员进行管理、维护,分子生物学实验室安全问题已经迫切地摆在人们面前。加强分子生物学实验的安全管理以及充分发挥研究生在其中的作用对整个实验室的可持续发展、科研工作的顺利开展都是十分必要和重要的。
  一、实验室安全管理的必要性
  分子生物学实验室作为高校生命科学人才培养和现代生物技术产业化的孵化器,其安全正常运转与否直接关系到教师、学生的生命安全和学校的公共财产安全。加强实验室安全管理与教育培训是分子生物学学科健康发展的重要保证之一。近年来,随着我国高校办学规模的扩大及生命科学研究的蓬勃发展,分子生物学实验室对外开放力度的加大,实验室的使用、人员流动和内部管理都产生了许多新情况,这些都要求我们认真分析实验室安全管理的新形势,预防安全事故的发生。国外一些著名高校和研究机构在多年前就制定了严格规范的生物安全制度和相应的管理机构。世界卫生组织早在1983年发布第一版《实验室生物安全手册》,对实验室生物安全、仪器设备安全使用及生化试剂、水电安全进行详细阐述,随后在新版本中不断进行补充和完善更新。为加强我国实验室的生物安全管理,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会在2009年7月1日开始实施新版《实验室生物安全通用要求》(GB19489-2008),该标准对实验室生物安全设施、设备等硬件和安全管理体系、组织、文件等软件管理做出通用性强制性国家标准。这一法规性文件的实施对实验室生物安全的认可和生物安全管理工作的开展将发挥重要的指导和规范作用。
  尽管高校实验室安全管理一直是人们关注的热点,随着一系列政策法规的出台,人们的环保和安全意识也在不断增强,但仍有很多问题存在。如有些师生实验室安全意识薄弱、规章制度未能获得有效执行、实验垃圾和生活垃圾混放、将食物带进实验室等。再者实验室生物安全管理基础建设投入不足,很多高校尚未对分子生物学实验中产生的废弃物进行无害化处理,甚至对于产生的废弃物不知该如何处理而丢入普通垃圾桶或倾倒入下水道。就此我们提出了一些关于分子生物学实验室的安全管理措施来和大家共同探讨,使其能够安全、高效地为生命科学的教学和科研工作提供服务。
  二、分子生物实验室存在的安全问题及对策
  1.有毒有害生化试剂的使用及废弃处理
  分子生物学实验室所用到的生化试剂大多具有挥发性、强毒性、腐蚀性、致癌性等,如氯仿(CHCl3)、十二烷基硫酸钠(SDS)、溴化乙锭(EB)、丙烯酰胺、NN-亚甲双丙烯酰胺、焦碳酸二乙酯(DEPC)、IPTG、Trizol、二甲基亚砜(DMSO)、二硫苏糖醇(DTT)、四甲基乙二胺(TEMED)、苯甲基磺酰氟(PMSF)、过硫酸铵等。这类物品不仅对实验操作人员毒性大、危险性高,而且对环境的危害和影响也极大。在取用这类生化试剂时应佩戴合适的手套、口罩、护目镜等个人防护装备,在化学通风橱内完成相关操作,防止试剂溢洒并接触皮肤,防止挥发性、粉末试剂吸入呼吸道及对眼睛黏膜造成毒害。对用完和废弃的有毒有害试剂要及时进行无害化或净化处理,然后使用专用容器盛放并做醒目标识,防止对他人造成毒害和环境污染。如溴化乙锭(EB)是强诱变剂,具有高致癌性,实验结束后应对含EB的溶液进行净化处理再行弃置。对于EB含量大于0.5mg/ml的溶液,先用水稀释至浓度低于0.5mg/ml,加入一倍体积的0.5mol/L KMnO4,小心混匀后再加入等量的2.5mol/L HCl,混匀后置室温数小时,再加入一倍体积的2.5mol/L NaOH,小心混匀后可丢弃。[1]DMSO存在严重的毒性,使用时要避免其挥发,皮肤沾上之后要用大量的水洗以及1%~5%稀氨水洗涤。丙烯酰胺和NN-亚甲双丙烯酰胺具神经毒性,操作时戴手套在通风橱内进行,聚合后的聚丙烯酰胺凝胶没有毒性,可随普通垃圾一起扔掉。
  2.生物安全及其防护
  在实验室安全管理中人们通常只关注到有毒有害生化药品、防火及水电安全,往往忽视生物安全的管理。这是因为人们普遍认为实验室不太可能发生感染,即使感染也没有很严重的后果。虽然从事高致病性病原微生物研究的实验室不多,但实验室感染是客观存在的现象。尤其是从事致病性或高致病性病原微生物的实验室和研究人员,本身就存在很大的风险。如2004年4月中国疾病预防控制中心病毒所实验室由SARS冠状病毒引起实验人员的感染;近期报道的2010年东北农业大学28名师生因活体动物实验而被布鲁氏杆菌感染等。从事致病性或高致病性病原微生物研究的实验人员应经专项培训,建立健康监测制度,配备适当水平的个人防护装备;对此类实验室建立相应的生物安全防护等级,配备相应级别的生物安全柜等专用设备,并按照正确的程序和方法进行操作。普通分子生物学实验室中常用的菌株往往具有抗生素抗性,在药物存在的情况下也能正常生长。在微生物相关试验中首先要做好个人的安全防护,实验结束后要及时对菌体进行灭活处理,防止对人身造成感染及环境污染。试验中用到的动植物材料也可能携带致病源,在实验完成后要及时进行妥善处理,否则可能会造成病菌和疾病的传播。对于转基因动植物材料应严格控制其栽培或养殖环境,防止基因飘移扩散对生态环境造成潜在危害。
  3.仪器设备的安全使用及水火电的安全
  在分子生物学实验室常用到高速离心机、高温高压灭菌容器、紫外光源、烘箱、微波炉、超声波处理器等仪器设备。首先要保证不同规格型号仪器的用电安全性、线路荷载承受能力;其次要经常检查各种仪器的自动控制装置是否运转正常。如对高速离心机的使用一定要确保转子上离心管的配平,否则会导致设备损坏甚至转子飞出伤人;对高温高压灭菌容器应定期检查其压力和温度控制、定时装置是否正常,对非全自动压力灭菌容器在运转时应全程看护;对烘箱除确认自动控温装置是否可靠,同时还需要人工检测温度,以免温度过高,在使用时严禁把易燃易爆溶剂及物品送入烘箱或微波炉中。紫外光或紫外线可损伤眼视网膜,皮肤过度暴露在紫外线下导致损伤及诱发皮肤癌,切勿用裸眼观察和使用没有防护装置的紫外光源,在紫外光下操作时要戴合适的防护性手套。对经常接触有毒有害生化试剂的仪器设备(如凝胶电泳系统)应划定专用操作区,同时还要防止在操作观察中与其他设备的交叉污染。
  分子生物学实验室在设立之初应进行严格的规划设计,遵照国际通用及国家对实验室安全管理通用要求进行合理的布局安排。尤其应当注意的是,实验室内严禁乱接电线、电源,动力电源和普通照明电源分开使用。要经常检修、维护线路以及通风、防火设备等;在实验结束时,要及时切断电源、火源、水源等。
  4.个人防护装备及求助对象
  个人防护装备(Personal protective equipment,PPE)是指用于防止工作人员受到物理、化学和生物等有害因子伤害的器材和用品。在生物安全实验室中,这些器材和用品主要是保护实验人员免于暴露于生物危害物质(气溶胶、喷溅物以及意外接种等),避免实验室相关感染。[2]有毒有害试剂及感染性材料在实验操作过程中难免溢洒,从而可能发生身体接触,此时个人防护就是保证安全的关键所在。需要注意的是,任何物理防护设备的保护功能都有一定限度,都不是绝对的。
  需要防护的身体部位主要包括眼睛、头面部、呼吸道、手、躯体、耳(听力)等。对于眼睛的防护采用护目镜,实验室配备的洗眼装置应安装在明显和易取的地方,并保持洗眼水管的通畅,便于工作人员紧急时使用。对头面部及呼吸道保护主要是口罩、防毒面罩及帽子,装有过滤器的防毒面具可以保护佩戴者免受气体、蒸汽、颗粒和微生物以及气溶胶损害的影响。[3]对躯体的保护采用实验服、防护服,对手部的保护需要配备手套等,如取用有毒试剂的一次性手套、高温高压灭菌器及焚烧炉上卸载物品的隔热手套等。对耳的保护主要采用听力保护器,如对超声波处理时产生的分频谐波对听力的伤害。
  此外,实验室内应配备国际通用的急救箱和急救手册,在醒目的位置标明就近的急救中心位置及联系方式。
  三、研究生在实验安全管理中的作用
  分子生物学实验室的安全管理最终要落实到具体的实验操作人员上,而研究生作为实验室的重要组成部分,在实验室安全管理中可以发挥重要的作用。研究生的毕业论文都在实验室完成,日常的学习和科学研究活动当中要使用实验室的各种生化试剂和仪器设备,其对实验室的了解程度和待在实验室的时间在一定程度上都超过了教师。如果他们缺乏高度的安全防范意识和责任意识,不能正确使用仪器设备与生化药品,这些仪器设备与药品的潜在危险性将会被诱发出来,并有可能导致安全事故。因此,实验室应制订合理的研究生安全管理体制,充分调动研究生参与安全管理的积极性,从而确保实验室安全正常运转。
  1.安全组织和培训
  在分子生物学实验室中应定期举办安全知识和生物防护培训演练,提高师生的安全防范意识。包括对实验室生物安全通用要求、实验室生物安全手册、实验室安全管理的各项规章制度、各类仪器设备操作手册的学习、实验室安全紧急状况的处理和应急程序的演练,如洗眼装置的正确使用、紧急逃生能力等,创建实验室的安全文化。只有师生的安全防护意识得到提高才能更有效地避免实验室安全事故的发生。要确保每一名进入实验室学习和开展科研工作的学生受到良好的安全意识培训。实验室中还应定期组织实验技能的培训、仪器设备的安全正确的操作及有毒有害试剂的取用等方面的培训。熟练的操作技能和正确的操作方法也是避免安全事故发生的有效手段。
  2.建立制度约束、利益基础的安全管理制度
  研究生可以协助导师对实验室的各种仪器设备、生化试剂及水电暖等设备进行日常管理和隐患排查。针对实验室的具体情况建立切实可行的研究生安全管理制度,根据不同研究生的研究方向侧重点和不同的工作阶段,可以指定一名研究生对特定仪器设备等进行具体的管理和维护,这样将实验室的各种仪器设备、有毒有害试剂以及水火电的安全管理分别委派到具体的研究生。遵循谁主管谁负责的原则,具体的负责人应熟悉该仪器设备或试剂的操作方法及销售维修人员的联系方式,其他研究生在进行相关实验前都必须找该负责人进行登记和咨询。此外,还要充分发挥高年级研究生对低年级研究生的“传帮带”作用,帮助导师指导、监督师弟师妹的学习和科研工作。
  研究生参与到实验室的安全管理中无疑增加了他们的学业负担,为使研究生的管理作用得以充分的发挥,激励措施是不可或缺的手段。院系可以在实验室设立研究生助管岗位,提供一定的经费作为其劳动报酬,以充分尊重学生的劳动付出。[4]导师也应对参与实验室安全管理的研究生给予一定的补助,以提高其工作积极性。还应把物质激励和精神激励相结合,对工作出色的研究生在评优过程中予以加分,从而充分调动他们的主观能动性和工作积极性,做好实验室安全管理工作。
  四、结束语
  总之,实验室的安全管理是高校的一项重要工作,对整个高校的安全和稳定至关重要。要针对分子生物学实验室安全特点和现状来制订切实可行的安全管理制度,并严谨认真地遵照执行,就一定能做好实验室的安全管理工作,确保研究生科研工作的顺利开展。
  
  参考文献:
  [1]刘辉.生物实验室常见有害物质处理的初探[J].实验室科学,2009,
  (5):140-141.
  [2]李勇,实验室生物安全[M].北京:军事医学科学出版社,2009.
  [3]世界卫生组织.实验室生物安全手册(第二版)[M].北京:人民卫生出版社,2004:73.
  [4]田今朝.研究生在生物学实验室安全工作中的作用及其实现途径[J].中国电力教育,2008,(15):58-59.
  (责任编辑:王祝萍)
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