分子生物學實驗教學中安全教育的探討

劉如明+張菲菲

【摘要】分子生物學實驗是生物、醫藥等學科領域應用最為廣泛的實驗技術之一，其實施過程中常會接觸到有毒有害物質，如何保護初學者的安全是該實驗教學順利進行和開展的首要保障。本文介紹了分子生物學實驗操作過程中常遇的危害及防護措施，并對該實驗教學中如何加強安全教育進行了探討，為進一步完善高校和科研院所分子生物學實驗室安全教育提供參考。

【關鍵詞】分子生物學實驗；安全教育；防護措施

【基金項目】貴州省科技合作計劃項目（黔科合LH字[2015]7518號）；貴州省教育廳招標項目（黔教合KY字（2015）362號）；貴州省中醫藥管理局中醫藥、民族醫藥科學技術研究課題（Qzyy-2014-073）；遵義市科技支撐計劃項目（遵市科合社字（2014）97號）；遵義市紅花崗區科學技術項目（遵紅科合社字（2014）12號）；貴州省普通高等學校微生物資源及藥物開發特色重點實驗室開放基金（2014-004）；遵義醫學院附屬醫院博士啟動基金（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 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）28-0032-02

一、引言

隨著生物、醫藥等學科的快速發展，越來越多的高校和科研機構開展了分子生物學方面的實驗研究并設立了實驗室。分子生物學作為一門強調實驗技術和技能的學科，以大量實驗為基礎，是學習、體驗和探索生命變化本質的重要途徑。與化學實驗相比，盡管分子生物學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。因此，在分子生物學實驗教學中開展安全教育有其自身的特殊性和必要性，分子生物學實驗室應建立嚴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工作的順利實施[1-2]。然而，許多單位在分子生物學實驗室建設及教學過程中，常常只關注貴重儀器設備的購置，安全教育往往流于形式而不受重視，分子生物學實驗室安全問題已經迫切地擺在人們面前。本文結合具體情況，首先介紹了分子生物學實驗操作過程中常遇的危害，并對應如何進行防護給出相應的建議；進而對如何加強分子生物學實驗教學中的安全教育進行了探討，以期為完善高校和科研院所分子生物學實驗室安全教育提供參考。

二、分子生物學實驗中的安全問題及對策

1.實驗室電、氣、水、火的安全使用

作為實驗學科，分子生物學實驗涉及儀器設備較多，如PCR儀、高速離心機、凝膠成像系統、電轉儀等，首先應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套線，儀器也應有良好的接地，提高使用的穩定性和安全系數；貴重儀器最好安裝斷電保護裝置，以免突然斷電損壞設備。當儀器出現故障，應切斷電源，立即向實驗室負責人報告，并通知專業維修人員進行維修。實驗室設立之初應進行嚴格規劃，不得私自對墻電進行改造和維修，如需進行必須請專業人員操作。定期對線路進行檢查并及時進行維修和更換。分子生物學實驗還經常使用二氧化碳和氮氣等氣體鋼瓶，搬運或轉動這些鋼瓶時，不得用手執著開關閥移動。減壓器的選擇應與鋼瓶種類相符，開啟時，先開總閥，再開減壓閥；關閉時，也應先關總閥，再關減壓閥。鋼瓶內的氣體一般不可用盡，惰性氣體應剩余0.05 MPa以上的壓力，可燃氣體應剩余0.2 MPa以上的壓力，氫氣應剩余2.0 MPa以上的壓力。氣體鋼瓶保存時盡量遠離熱源，避免震動和暴曬。實驗室的水和火的安全防范也很重要，要經常檢查，嚴格執行，并且要熟練使用各類型滅火器及了解其使用范圍。

2.化學試劑的安全使用

分子生物學實驗用到的有害生化試劑主要涉及有毒、腐蝕性和強氧化性等幾類，下面將選取最常見的幾種進行逐一介紹[3]。溴化乙錠（EB）作為強誘變劑，具有遺傳性危害，可以通過皮膚吸收，因此，應避免一切與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櫥中進行，如與皮膚接觸，應立即用大量去污劑和水沖洗，廢液埋入地下。氯仿是易揮發的有機溶劑，具有神經毒性和強烈的刺激作用和腐蝕性，常用于DNA和RNA的提取，操作時應帶手套并在通風櫥中進行，廢液收集后埋入地下。二乙基焦碳酸酯（DEPC）是RNA酶的強抑制劑，具有潛在致癌作用，操作時應戴口罩并在通風櫥中進行，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，具有神經毒性，操作時戴手套并在通風櫥中進行，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，操作時應戴手套和護目鏡，不要吸入其粉末。TEMED具有強神經毒性，應防止誤吸，操作速度要快，密封保存。二硫蘇糖醇（DTT）具有強還原性，氣味難聞，操作時應戴手套和護目鏡，在通風櫥中進行。苯甲基磺酰氟（PMSF）是具有強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，操作時應戴手套和護目鏡，并始終在通風櫥中進行，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，操作時應佩戴手套和護目鏡。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，操作時應佩戴手套和護目鏡并在通風櫥中進行，操作完成徹底洗手。疊氮鈉能夠阻擋細胞色素電子運送系統，吉姆薩染料對眼睛、皮膚都具極強毒性，二者操作也應佩戴手套和護目鏡，并在通風櫥中進行，避免吸入粉末。

3.生物安全及防護

實驗室安全管理中人們通常多關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》中規定的第一類、第二類病原微生物。實驗室工作人員應經專項培訓，并配備個人防護（下轉218頁）（上接32頁）裝備；實驗室還應根據生物安全級別，配備相應生物安全柜等設備和提升實驗室防護級別。實驗室構建的逆轉錄病毒載體等須明確其生物安全級別，并對供體生物特性、性質及受體生物特性和環境特性進行評估。生物表達系統應使用符合標準的可安全使用的載體和宿主細胞。基因產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，防止基因飄移擴散對生態環境造成潛在危害[4-5]。

4.紫外線輻射和放射性物質的危害及防護

紫外線輻射具有致突變、致癌、干擾DNA、RNA和蛋白質合成等作用，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。在紫外光下操作應佩戴預防手套和具有紫外線防護功能的護目鏡或防護面罩，并避免暴露皮膚[6]。紫外照射消毒后，應用強風吹掃后再開始工作，避免空氣中富集的臭氧對人體產生傷害。放射性物質的使用應遵循“輻射正當化、防護最優化、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，轉運過程中的包裝容器的強度、屏蔽防護、密封系統和包裝標識等均需嚴格按照規定執行。

5.實驗廢棄物的處理

分子生物學實驗后產生的廢棄物應分類后按如下方法處理。固體廢棄物，如槍頭、手套和口罩等應放入專用垃圾袋集中燒毀；可重復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產物、陽性樣品或質粒的廢液應用1 mol/L HCl浸泡至少6小時以上[7]。

三、分子生物學實驗教學中的安全教育

1.安全培訓和安全考試

分子生物學實驗教學應實行安全教育和準入制度。學生進入實驗室之前，應對其進行嚴格的安全培訓，包括各類實驗儀器的規范使用、生化試劑的安全使用和防護、實驗室生物安全手冊、突發事件和緊急情況的應對與處理、消防安全和逃生能力、以及實驗室各項規章制度的培訓等。培訓結束后，必須進行安全規范的考試，考試通過后才具備進入實驗室的資格。另外，還需定期舉辦安全知識培訓和各項安全演練，以及儀器設備和生化試劑的使用規范，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

實驗室應建立完善的安全管理制度，如儀器使用登記和責任人負責制度、安全員排班制度、實驗室進出登記制度、藥品取用登記制度等，使儀器、藥品、水電等具體安全事項責任到人。還可設立獎懲制度，對學生進行約束，調動其積極性。實驗室每隔一定時間可以進行安全檢查和不定期抽查，一旦發現安全隱患或操作不規范的地方要及時糾正，排除隱患[9-10]。

3.硬件安全設施的投入及安全意識的建立

加大實驗室硬件安全設施的投入，如滅火器等一定要充足、到位。洗眼器、緊急沖淋系統、護眼鏡和防護服等應為實驗室必備設備，各個樓層還需配備急救包等，通風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境中。另外，應加強安全理論學習，可以開設專門的《分子生物學實驗安全》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、結束語

綜上所述，分子生物學實驗中的安全教育是保證其順利進行的前提，也是維護實驗室安全和穩定的關鍵。針對分子生物學實驗自身的特點，應制定完善、切實可行的安全管理制度，并嚴格執行，為廣大師生營造一個安全、和諧的實驗環境，保障科研工作和實驗教學的順利進行。

參考文獻：

[1]楊澤麗.加強實驗室安全管理創造良好實驗環境[J].實驗室科學，2008，（3）：162-163

[2]何國梅.化學實驗教學中安全教育的探討[J].實驗科學與技術，2011，9（3）：182-184

[3]梁宏偉，王玉兵，陳發菊.淺談分子生物學實驗室安全管理及研究生的作用[J].中國電力教育，2012，（7）：92-93

[4]世紀衛生組織.實驗室生物安全手冊（第二版）[M].北京：人民衛生出版社，2004：73

[5]李勇.實驗室生物安全[M].北京：軍事醫學科學出版社，2009

[6]杜秀芳，杜玉民，劉偉娜.化學實驗室有毒無機廢液的處理[J].實驗室科學，2007，（2）：176-178

[7]何積秀，張建英，倪吾鐘，等.高校實驗室廢棄物污染的現狀及防治措施[J].實驗技術與管理，2008，25（9）：160-162

[8]趙文武，李桂桃.高校實驗室安全現狀分析與管理對策研究[J].中國安全科學學報，2003，13（3）：27-29

[9]潘勛，謝玉榮.提高認識加強生物學實驗室安全管理[J].北京教育，2004，（2）：21-22

[10]王竹林，劉曙東.實驗室環境管理體系建設[J].實驗科學與技術，2007，5（6）：139-141

[11]徐靜，閻斌倫，李曉英.高校生物實驗室安全問題初探[J].實驗室科學，2009，（6）：168-169

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