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基因工程发展与其生物安全是一对矛盾的两个方面,在基因工程技术能满足人类诸多需求并产生巨大的经济和社会效益的同时,若对基因工程生物安全问题考虑和防范不当,则有可能对人类健康和生态环境造成无法挽回的损伤。基因工程技术经济效益的实现必须以其安全性为基础。因此,生物安全已经逐渐成为世界性的环境与发展问题,如何协调高校实验室内基因工程技术发展与确保生物安全之间的关系将是各高校必须面临和解决的问题。本人根据基因工程的安全性,结合高校实验室的现状和存在问题,对高等学校基因工程实验室生物安全建设进行研究。
基因工程在实验中的危险因素
基因工程实验的危險因素包括实验过程中可能对人和环境造成危害的各种因素,包括生物因素、物理因素和化学因素。
化学因素
由于基因工程实验过程中经常需要使用各类化学试剂和药品,并且有很多是剧毒药剂,如EB(溴化乙锭),氯仿、甲苯等。如果操作人员使用不当或预防不当,就可能造成对身体的伤害或环境的污染。各种化学品的慢性、低水平暴露都可能对人体产生多种危害,包括过敏、神经或者免疫系统受损、生殖功能和发育障碍、癌症以及各种器官损伤等。因此,在基因工程实验中,对不同种类化学试剂的性质需要有充分地了解,并且采取对应的防护措施,如佩戴手套、使用通风柜、佩戴防护眼罩、防毒面具等。
物理因素
在基因工程实验中,需要使用各类仪器设备,如离心机、酒精灯、高压消毒锅等,如使用不当或仪器发生故障,都可能导致操作人员的身体受到伤害。例如,在使用微波炉加热培养基时,温度过高会造成培养基喷出,遇到金属材料会燃烧;酒精灯操作不当可能会引起爆炸;身体直接暴露在紫外线或者同位素中,将会对皮肤造成直接伤害;离心机平衡不好或者高压锅排气不彻底,都有可能造成重大安全事故。
生物因素
生物因素是指在基因工程实验过程中,由于所操作的有机体或经过基因重组改造后的有机体可能具有感染性、致癌性、抗药性或生态学效应等,如果操作或防护不当,有可能对实验人员造成危害,或者对环境造成污染。如在进行基因工程实验时,受体微生物病原体或实验室重组微生物病原体有可能造成对操作人员的感染或逃逸出实验室造成社会性污染;利用病毒载体进行基因转化时,虽然载体中缺少病毒复制的某些基因,但病毒也有可能在可弥补这些缺陷的细胞株内繁殖,由于自发性重组,在这类病毒载体的贮存液中也可能存在可复制的病毒。因此在对这些病毒载体操作时,应在与用于获得这些载体的母本病毒相同的生物安全水平下进行。
为了避免上述因素对实验人员造成危害,我们必须充分意识到基因工程实验中的各类危害因素的存在,做好必要的防护措施。例如做凝胶电泳实验使用EB时,佩戴手套操作实验是必须要求;在使用紫外线灯切胶或者消毒时,必须要有相应的隔离防护设备。值得重点关注的是,对基因重组后的生物体,由于其危险性不确定,我们必须对这些生物体小心处理。这些重组后的DNA有可能在生物体间发生基因转移,特别是在微生物与微生物之间的转移。一旦发生基因向动物体或者人体转移的情况,极有可能造成新的疾病。关于基因工程实验过程中所产生的重组生物体需要按规定特定回收,特定处理,减少危害发生的可能性。
高校基因工程生物实验室存在的问题
高校生物实验室是培养具有实践创新能力的高素质人才的场所,也是实验教学、教学研究、服务社会的基地。实验室的安全是教学科研工作正常开展的前提。但是随着生物实验室数目的增多、科研技术的提高、开放力度的加大,各种生物安全问题日益凸显。
实验室建设缺乏统一规划
目前,高校实验室的建造、改建和修缮均缺乏专业指导,许多实验室都是根据各自学科承担的课程、课题的研究内容来建造实验室,购置相关仪器设备,而对其研究对象属于哪一类生物实验,实验操作需要在哪一个生物安全级别实验室内开展并不清楚,甚至连生物安全实验室的级别划分都不清楚。生物实验室的建设缺乏统一的规划管理,没有考虑整体实验室的需求来分配生物实验室的使用,从而造成管理不完善,生物实验室实验环境、设施存在安全隐患等问题。
实验室人员流动性大
高校实验室操作人员复杂,专业知识、生物技术及素养水平参差不齐,而且实验人员流动性大。高校实验室具有培养学生实验技能以及承担科研研究的双重性质,从而将实验室分为教学实验室和科研实验室。实验室既承担本科生培养基础实验技能的教学课程,也为本科生的创新项目、毕业设计项目提供实验场所,还有大量研究生使用实验室进行导师的科研项目研究。鉴于实验室的多重用途,在实验室进行实验操作的人员流动性相当大,给实验室的管理造成的一定的不便。
基因工程实验室安全管理方式
完善实验室安全制度、加强实验室日常管理、落实实验室的责任制、增强师生的实验安全和环保意识,建立多重机制的管理才能确保实验室安全和环保的运转。
首先,在满足一般建筑安全规范要求的基础上,对实验室建设进行合理的规划,还要充分考虑实验中噪声、废气、废液和辐射等因素对环境的影响,不同生物类的实验室相对独立,减少实验过程的交叉影响。另外,完善实验室安全和环保制度,让实验人员熟悉和遵守相关生物安全等规定,针对实验技术人员进行定期的培训和监督,增强实验人员的安全意识。最后,要成立清晰的安全组织机构,明确各级人员的责任制。通过从高到低的逐级明确安全责任,细化到各个实验室的安全责任人,将实验室的安全和环保作为实验管理人员的年终考核指标之一。对实验室仪器和药品的使用,实行实名制登记制度,对实验中有毒有害药品的领用,高压、易燃气体的使用,实行双人管理和全程监督,对实验中未用完的药品及时回收并处理。
结语
高校不仅仅是培养专业人才的摇篮,更是培养社会人的场所。加强高校生物实验室安全管理,提高实验室管理水平,在推进实验室安全管理的过程中,切实落实“以人为本,安全第一,预防为主”的管理理念,牢固树立安全责任意识,加强资金投入和信息化建设,建立规范高效的实验室安全管理模式,创建安全健康的实验教学环境,保障教学科研工作正常运行,对深化高效培养人才、科学研究及服务社会的职能具有重要意义。
基因工程在实验中的危险因素
基因工程实验的危險因素包括实验过程中可能对人和环境造成危害的各种因素,包括生物因素、物理因素和化学因素。
化学因素
由于基因工程实验过程中经常需要使用各类化学试剂和药品,并且有很多是剧毒药剂,如EB(溴化乙锭),氯仿、甲苯等。如果操作人员使用不当或预防不当,就可能造成对身体的伤害或环境的污染。各种化学品的慢性、低水平暴露都可能对人体产生多种危害,包括过敏、神经或者免疫系统受损、生殖功能和发育障碍、癌症以及各种器官损伤等。因此,在基因工程实验中,对不同种类化学试剂的性质需要有充分地了解,并且采取对应的防护措施,如佩戴手套、使用通风柜、佩戴防护眼罩、防毒面具等。
物理因素
在基因工程实验中,需要使用各类仪器设备,如离心机、酒精灯、高压消毒锅等,如使用不当或仪器发生故障,都可能导致操作人员的身体受到伤害。例如,在使用微波炉加热培养基时,温度过高会造成培养基喷出,遇到金属材料会燃烧;酒精灯操作不当可能会引起爆炸;身体直接暴露在紫外线或者同位素中,将会对皮肤造成直接伤害;离心机平衡不好或者高压锅排气不彻底,都有可能造成重大安全事故。
生物因素
生物因素是指在基因工程实验过程中,由于所操作的有机体或经过基因重组改造后的有机体可能具有感染性、致癌性、抗药性或生态学效应等,如果操作或防护不当,有可能对实验人员造成危害,或者对环境造成污染。如在进行基因工程实验时,受体微生物病原体或实验室重组微生物病原体有可能造成对操作人员的感染或逃逸出实验室造成社会性污染;利用病毒载体进行基因转化时,虽然载体中缺少病毒复制的某些基因,但病毒也有可能在可弥补这些缺陷的细胞株内繁殖,由于自发性重组,在这类病毒载体的贮存液中也可能存在可复制的病毒。因此在对这些病毒载体操作时,应在与用于获得这些载体的母本病毒相同的生物安全水平下进行。
为了避免上述因素对实验人员造成危害,我们必须充分意识到基因工程实验中的各类危害因素的存在,做好必要的防护措施。例如做凝胶电泳实验使用EB时,佩戴手套操作实验是必须要求;在使用紫外线灯切胶或者消毒时,必须要有相应的隔离防护设备。值得重点关注的是,对基因重组后的生物体,由于其危险性不确定,我们必须对这些生物体小心处理。这些重组后的DNA有可能在生物体间发生基因转移,特别是在微生物与微生物之间的转移。一旦发生基因向动物体或者人体转移的情况,极有可能造成新的疾病。关于基因工程实验过程中所产生的重组生物体需要按规定特定回收,特定处理,减少危害发生的可能性。
高校基因工程生物实验室存在的问题
高校生物实验室是培养具有实践创新能力的高素质人才的场所,也是实验教学、教学研究、服务社会的基地。实验室的安全是教学科研工作正常开展的前提。但是随着生物实验室数目的增多、科研技术的提高、开放力度的加大,各种生物安全问题日益凸显。
实验室建设缺乏统一规划
目前,高校实验室的建造、改建和修缮均缺乏专业指导,许多实验室都是根据各自学科承担的课程、课题的研究内容来建造实验室,购置相关仪器设备,而对其研究对象属于哪一类生物实验,实验操作需要在哪一个生物安全级别实验室内开展并不清楚,甚至连生物安全实验室的级别划分都不清楚。生物实验室的建设缺乏统一的规划管理,没有考虑整体实验室的需求来分配生物实验室的使用,从而造成管理不完善,生物实验室实验环境、设施存在安全隐患等问题。
实验室人员流动性大
高校实验室操作人员复杂,专业知识、生物技术及素养水平参差不齐,而且实验人员流动性大。高校实验室具有培养学生实验技能以及承担科研研究的双重性质,从而将实验室分为教学实验室和科研实验室。实验室既承担本科生培养基础实验技能的教学课程,也为本科生的创新项目、毕业设计项目提供实验场所,还有大量研究生使用实验室进行导师的科研项目研究。鉴于实验室的多重用途,在实验室进行实验操作的人员流动性相当大,给实验室的管理造成的一定的不便。
基因工程实验室安全管理方式
完善实验室安全制度、加强实验室日常管理、落实实验室的责任制、增强师生的实验安全和环保意识,建立多重机制的管理才能确保实验室安全和环保的运转。
首先,在满足一般建筑安全规范要求的基础上,对实验室建设进行合理的规划,还要充分考虑实验中噪声、废气、废液和辐射等因素对环境的影响,不同生物类的实验室相对独立,减少实验过程的交叉影响。另外,完善实验室安全和环保制度,让实验人员熟悉和遵守相关生物安全等规定,针对实验技术人员进行定期的培训和监督,增强实验人员的安全意识。最后,要成立清晰的安全组织机构,明确各级人员的责任制。通过从高到低的逐级明确安全责任,细化到各个实验室的安全责任人,将实验室的安全和环保作为实验管理人员的年终考核指标之一。对实验室仪器和药品的使用,实行实名制登记制度,对实验中有毒有害药品的领用,高压、易燃气体的使用,实行双人管理和全程监督,对实验中未用完的药品及时回收并处理。
结语
高校不仅仅是培养专业人才的摇篮,更是培养社会人的场所。加强高校生物实验室安全管理,提高实验室管理水平,在推进实验室安全管理的过程中,切实落实“以人为本,安全第一,预防为主”的管理理念,牢固树立安全责任意识,加强资金投入和信息化建设,建立规范高效的实验室安全管理模式,创建安全健康的实验教学环境,保障教学科研工作正常运行,对深化高效培养人才、科学研究及服务社会的职能具有重要意义。