分子生物學(xué)實驗教學(xué)中安全教育的探討

劉如明+張菲菲

【摘要】分子生物學(xué)實驗是生物、醫(yī)藥等學(xué)科領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的實驗技術(shù)之一，其實施過程中常會接觸到有毒有害物質(zhì)，如何保護(hù)初學(xué)者的安全是該實驗教學(xué)順利進(jìn)行和開展的首要保障。本文介紹了分子生物學(xué)實驗操作過程中常遇的危害及防護(hù)措施，并對該實驗教學(xué)中如何加強(qiáng)安全教育進(jìn)行了探討，為進(jìn)一步完善高校和科研院所分子生物學(xué)實驗室安全教育提供參考。

【關(guān)鍵詞】分子生物學(xué)實驗；安全教育；防護(hù)措施

【基金項目】貴州省科技合作計劃項目（黔科合LH字[2015]7518號）；貴州省教育廳招標(biāo)項目（黔教合KY字（2015）362號）；貴州省中醫(yī)藥管理局中醫(yī)藥、民族醫(yī)藥科學(xué)技術(shù)研究課題（Qzyy-2014-073）；遵義市科技支撐計劃項目（遵市科合社字（2014）97號）；遵義市紅花崗區(qū)科學(xué)技術(shù)項目（遵紅科合社字（2014）12號）；貴州省普通高等學(xué)校微生物資源及藥物開發(fā)特色重點實驗室開放基金（2014-004）；遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院博士啟動基金（院字[2014]6號）。

【Abstract】Molecular biology experiment is one of the most widely used experimental technologies in biological and medical field，and its implementation may come into contact with toxic or harmful substances.Safety education of molecular biology Experiment is a fundamental insurance for carrying out and developing experiment teaching.This article introduced the hazards and protective measures in the molecular biology experiment operation process，and discussed how to strengthen safety education in the experimental teaching，and expected to provide the references for improving the safety education of molecular biology laboratory in colleges and universities.

【Keywords】molecular biology experiment；safety education；protective measures；explore

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）28-0032-02

一、引言

隨著生物、醫(yī)藥等學(xué)科的快速發(fā)展，越來越多的高校和科研機(jī)構(gòu)開展了分子生物學(xué)方面的實驗研究并設(shè)立了實驗室。分子生物學(xué)作為一門強(qiáng)調(diào)實驗技術(shù)和技能的學(xué)科，以大量實驗為基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)、體驗和探索生命變化本質(zhì)的重要途徑。與化學(xué)實驗相比，盡管分子生物學(xué)實驗會涉及種類繁多的有毒有害的生化試劑，但一般不會使用易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性試劑。這一特點使得操作者常常忽視實驗過程中對自身安全的保護(hù)。因此，在分子生物學(xué)實驗教學(xué)中開展安全教育有其自身的特殊性和必要性，分子生物學(xué)實驗室應(yīng)建立嚴(yán)格的安全管理制度和良好的危險防范措施，切實保障實驗者的人身安全以及實驗教學(xué)工作的順利實施[1-2]。然而，許多單位在分子生物學(xué)實驗室建設(shè)及教學(xué)過程中，常常只關(guān)注貴重儀器設(shè)備的購置，安全教育往往流于形式而不受重視，分子生物學(xué)實驗室安全問題已經(jīng)迫切地擺在人們面前。本文結(jié)合具體情況，首先介紹了分子生物學(xué)實驗操作過程中常遇的危害，并對應(yīng)如何進(jìn)行防護(hù)給出相應(yīng)的建議；進(jìn)而對如何加強(qiáng)分子生物學(xué)實驗教學(xué)中的安全教育進(jìn)行了探討，以期為完善高校和科研院所分子生物學(xué)實驗室安全教育提供參考。

二、分子生物學(xué)實驗中的安全問題及對策

1.實驗室電、氣、水、火的安全使用

作為實驗學(xué)科，分子生物學(xué)實驗涉及儀器設(shè)備較多，如PCR儀、高速離心機(jī)、凝膠成像系統(tǒng)、電轉(zhuǎn)儀等，首先應(yīng)保證實驗儀器的用電安全。儀器連線必須使用帶接地的三根線的護(hù)套線，儀器也應(yīng)有良好的接地，提高使用的穩(wěn)定性和安全系數(shù)；貴重儀器最好安裝斷電保護(hù)裝置，以免突然斷電損壞設(shè)備。當(dāng)儀器出現(xiàn)故障，應(yīng)切斷電源，立即向?qū)嶒炇邑?fù)責(zé)人報告，并通知專業(yè)維修人員進(jìn)行維修。實驗室設(shè)立之初應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)劃，不得私自對墻電進(jìn)行改造和維修，如需進(jìn)行必須請專業(yè)人員操作。定期對線路進(jìn)行檢查并及時進(jìn)行維修和更換。分子生物學(xué)實驗還經(jīng)常使用二氧化碳和氮氣等氣體鋼瓶，搬運(yùn)或轉(zhuǎn)動這些鋼瓶時，不得用手執(zhí)著開關(guān)閥移動。減壓器的選擇應(yīng)與鋼瓶種類相符，開啟時，先開總閥，再開減壓閥；關(guān)閉時，也應(yīng)先關(guān)總閥，再關(guān)減壓閥。鋼瓶內(nèi)的氣體一般不可用盡，惰性氣體應(yīng)剩余0.05 MPa以上的壓力，可燃?xì)怏w應(yīng)剩余0.2 MPa以上的壓力，氫氣應(yīng)剩余2.0 MPa以上的壓力。氣體鋼瓶保存時盡量遠(yuǎn)離熱源，避免震動和暴曬。實驗室的水和火的安全防范也很重要，要經(jīng)常檢查，嚴(yán)格執(zhí)行，并且要熟練使用各類型滅火器及了解其使用范圍。

2.化學(xué)試劑的安全使用

分子生物學(xué)實驗用到的有害生化試劑主要涉及有毒、腐蝕性和強(qiáng)氧化性等幾類，下面將選取最常見的幾種進(jìn)行逐一介紹[3]。溴化乙錠（EB）作為強(qiáng)誘變劑，具有遺傳性危害，可以通過皮膚吸收，因此，應(yīng)避免一切與EB的直接接觸，將其安全密封并存放于干燥避光處。Trizol是提取RNA的一種重要試劑，操作時一定要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，如與皮膚接觸，應(yīng)立即用大量去污劑和水沖洗，廢液埋入地下。氯仿是易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，具有神經(jīng)毒性和強(qiáng)烈的刺激作用和腐蝕性，常用于DNA和RNA的提取，操作時應(yīng)帶手套并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，廢液收集后埋入地下。二乙基焦碳酸酯（DEPC）是RNA酶的強(qiáng)抑制劑，具有潛在致癌作用，操作時應(yīng)戴口罩并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，如與皮膚接觸，立即用水沖洗，廢液可通過廢液道排泄。丙烯酰胺作為電泳支持物，具有神經(jīng)毒性，操作時戴手套并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，聚合后丙烯酰胺凝膠無毒，可隨普通垃圾一同扔掉。二甲亞砜（DMSO）常用作細(xì)胞凍存液，與皮膚接觸后可用大量水沖洗或用1%稀氨水洗滌。十二烷基硫酸鈉（SDS）可傷害眼睛，操作時應(yīng)戴手套和護(hù)目鏡，不要吸入其粉末。TEMED具有強(qiáng)神經(jīng)毒性，應(yīng)防止誤吸，操作速度要快，密封保存。二硫蘇糖醇（DTT）具有強(qiáng)還原性，氣味難聞，操作時應(yīng)戴手套和護(hù)目鏡，在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。苯甲基磺酰氟（PMSF）是具有強(qiáng)毒性的膽堿酯酶抑制劑，對呼吸道粘膜、眼睛和皮膚破壞性很強(qiáng)，操作時應(yīng)戴手套和護(hù)目鏡，并始終在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，如與皮膚接觸，立即用大量水沖洗。Triton X-100可引起眼睛刺激和灼傷，操作時應(yīng)佩戴手套和護(hù)目鏡。過硫酸銨對粘膜和上呼吸道組織、眼睛和皮膚都有極大危害，操作時應(yīng)佩戴手套和護(hù)目鏡并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，操作完成徹底洗手。疊氮鈉能夠阻擋細(xì)胞色素電子運(yùn)送系統(tǒng)，吉姆薩染料對眼睛、皮膚都具極強(qiáng)毒性，二者操作也應(yīng)佩戴手套和護(hù)目鏡，并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，避免吸入粉末。

3.生物安全及防護(hù)

實驗室安全管理中人們通常多關(guān)注有毒有害生化試劑和水、電等安全，往往忽視生物安全的管理。雖然大多實驗室并不使用高致病性病原微生物，但還是存在很多實驗室微生物感染的事例。高致病性病原微生物主要指來源于動物的、《動物病原微生物分類名錄》中規(guī)定的第一類、第二類病原微生物。實驗室工作人員應(yīng)經(jīng)專項培訓(xùn)，并配備個人防護(hù)（下轉(zhuǎn)218頁）（上接32頁）裝備；實驗室還應(yīng)根據(jù)生物安全級別，配備相應(yīng)生物安全柜等設(shè)備和提升實驗室防護(hù)級別。實驗室構(gòu)建的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體等須明確其生物安全級別，并對供體生物特性、性質(zhì)及受體生物特性和環(huán)境特性進(jìn)行評估。生物表達(dá)系統(tǒng)應(yīng)使用符合標(biāo)準(zhǔn)的可安全使用的載體和宿主細(xì)胞?；虍a(chǎn)物是否具有潛在藥理活性也必須考慮，實驗中用到的材料也可能攜帶致病源，操作完成后要及時妥善處理，防止基因飄移擴(kuò)散對生態(tài)環(huán)境造成潛在危害[4-5]。

4.紫外線輻射和放射性物質(zhì)的危害及防護(hù)

紫外線輻射具有致突變、致癌、干擾DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成等作用，長時間暴露在紫外線下，會對人眼睛、皮膚和免疫系統(tǒng)等造成傷害。實驗室中常用的紫外光源主要包括紫外燈、紫外透射儀和凝膠成像系統(tǒng)。在紫外光下操作應(yīng)佩戴預(yù)防手套和具有紫外線防護(hù)功能的護(hù)目鏡或防護(hù)面罩，并避免暴露皮膚[6]。紫外照射消毒后，應(yīng)用強(qiáng)風(fēng)吹掃后再開始工作，避免空氣中富集的臭氧對人體產(chǎn)生傷害。放射性物質(zhì)的使用應(yīng)遵循“輻射正當(dāng)化、防護(hù)最優(yōu)化、劑量限額化”的三原則。使用后的放射性廢物需采用放置法處理，轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的包裝容器的強(qiáng)度、屏蔽防護(hù)、密封系統(tǒng)和包裝標(biāo)識等均需嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行。

5.實驗廢棄物的處理

分子生物學(xué)實驗后產(chǎn)生的廢棄物應(yīng)分類后按如下方法處理。固體廢棄物，如槍頭、手套和口罩等應(yīng)放入專用垃圾袋集中燒毀；可重復(fù)使用的玻璃器材等可以用朗索消毒片溶液浸泡（3片/1 L水，浸泡3小時以上），然后清洗，高壓滅菌后使用。含菌的液體廢棄物可直接煮沸30分鐘后倒入下水道，切勿未處理直接傾倒。用過的移液器吸頭可以放入10%次氯酸鈉溶液浸泡24小時以上。含PCR產(chǎn)物、陽性樣品或質(zhì)粒的廢液應(yīng)用1 mol/L HCl浸泡至少6小時以上[7]。

三、分子生物學(xué)實驗教學(xué)中的安全教育

1.安全培訓(xùn)和安全考試

分子生物學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)實行安全教育和準(zhǔn)入制度。學(xué)生進(jìn)入實驗室之前，應(yīng)對其進(jìn)行嚴(yán)格的安全培訓(xùn)，包括各類實驗儀器的規(guī)范使用、生化試劑的安全使用和防護(hù)、實驗室生物安全手冊、突發(fā)事件和緊急情況的應(yīng)對與處理、消防安全和逃生能力、以及實驗室各項規(guī)章制度的培訓(xùn)等。培訓(xùn)結(jié)束后，必須進(jìn)行安全規(guī)范的考試，考試通過后才具備進(jìn)入實驗室的資格。另外，還需定期舉辦安全知識培訓(xùn)和各項安全演練，以及儀器設(shè)備和生化試劑的使用規(guī)范，提高師生的安全防范意識[8]。

2.建立安全管理制度并定期安全檢查

實驗室應(yīng)建立完善的安全管理制度，如儀器使用登記和責(zé)任人負(fù)責(zé)制度、安全員排班制度、實驗室進(jìn)出登記制度、藥品取用登記制度等，使儀器、藥品、水電等具體安全事項責(zé)任到人。還可設(shè)立獎懲制度，對學(xué)生進(jìn)行約束，調(diào)動其積極性。實驗室每隔一定時間可以進(jìn)行安全檢查和不定期抽查，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患或操作不規(guī)范的地方要及時糾正，排除隱患[9-10]。

3.硬件安全設(shè)施的投入及安全意識的建立

加大實驗室硬件安全設(shè)施的投入，如滅火器等一定要充足、到位。洗眼器、緊急沖淋系統(tǒng)、護(hù)眼鏡和防護(hù)服等應(yīng)為實驗室必備設(shè)備，各個樓層還需配備急救包等，通風(fēng)櫥的安裝和使用必須到位，避免師生暴露在有毒有害氣體環(huán)境中。另外，應(yīng)加強(qiáng)安全理論學(xué)習(xí)，可以開設(shè)專門的《分子生物學(xué)實驗安全》課程，使師生提高安全防范意識，牢固樹立“安全第一”的思想[11]。

四、結(jié)束語

綜上所述，分子生物學(xué)實驗中的安全教育是保證其順利進(jìn)行的前提，也是維護(hù)實驗室安全和穩(wěn)定的關(guān)鍵。針對分子生物學(xué)實驗自身的特點，應(yīng)制定完善、切實可行的安全管理制度，并嚴(yán)格執(zhí)行，為廣大師生營造一個安全、和諧的實驗環(huán)境，保障科研工作和實驗教學(xué)的順利進(jìn)行。

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通訊作者：劉如明（1982-），男，河北邯鄲人，遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所，博士，實驗師，研究方向：干細(xì)胞與微生物藥學(xué)；張菲菲（1982-），女，河北張家口人，遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院整形燒傷外科，碩士，助理實驗師，研究方向：干細(xì)胞與創(chuàng)面修復(fù)。