大型微生物學教學實驗室的分區管理模式

王雪涵

摘要：北京城市學院中藥與生物技術實驗教學中心微生物學實驗室，是伴隨招收生物技術專業、食品質量與檢測專業本科生而誕生的專業基礎教學實驗室。從本實驗室教學任務繁重、教學過程中產生大量微生物污染物的現象入手，闡明了生物安全防護的重要性和必要性。通過分析本實驗室生物安全狀況，不僅采取做好自身防護、嚴格執行操作規程、保持室內清潔衛生等常規管理辦法來保障教學活動的安全運行，還提出了全新的微生物教學實驗室分區管理模式。

關鍵詞：分區管理；微生物教學實驗室；生物安全

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）42-0275-02

微生物學實驗教學的過程中會不可避免地產生大量的廢棄物，容易對周邊環境造成污染。微生物學教學實驗室是完成微生物學實驗教學活動的特殊工作環境，這一環境的安全是開展教學和科研活動的基本保證[1]。嚴格規范實驗操作，保持室內衛生及時消毒，加強對菌株和試劑的管理，改善菌株保存環境，能夠有效減少微生物對實驗人員的危害和對環境的污染，另外，能夠保護實驗材料不受污染，從而保證實驗的科學性。除上述常規安全管理方法外，還可通過對微生物實驗室進行合理的分區布局來減少微生物污染，提高實驗室的潔凈度，有效防止檢驗過程中出現因交叉污染而造成的“假陽性”和“假陰性”的結果[2]。本文根據實驗室教學任務繁重、流動人員數量巨大的特點，對實驗室的進行分區管理模式，并取得了一定成效。

一、分區管理實施前狀況

微生物學實驗室是北京城市學院中藥與生物技術實驗教學中心的專業基礎實驗室之一，承擔著基礎及專業微生物實驗課5門課程的教學任務，開設實驗項目20余個，平均每年完成1.2萬人學時的教學工作量。

本實驗室的教學任務非常繁重，以2014—2015夏季學期為例，周開展實驗課程達24學時，開展實驗項目不少于5項，每周同時面向5個班級至少150個同學開課，常常在同一天之內上午下午面向兩個班級開設2—4個實驗項目。這種繁重的教學任務造成了如下現狀：實驗室流動人員數量巨大，排課過滿，沒有時間對室內環境衛生進行徹底清理，無法及時對實驗室進行紫外線消毒，帶菌培養物需要等待學生觀察結果，往往放置較長時間才能滅菌處理。為改善這一困境，作者對本室實施了分區管理模式。

本室占地240余平方米，圖1a為分區管理模式實施之前的布局，展示了實驗臺等實驗室家具和大型實驗儀器的擺放位置。如圖，此時實驗室的布局存在以下不合理之處：（1）實驗室的出入口設置不合理，入口緊鄰的F-恒溫培養箱和I-冰箱是培養微生物和保藏菌種的場所，附近菌濃度較高，出口緊鄰試劑柜和超凈工作臺，菌濃度較低，人員從入口至出口的路徑容易把微生物從菌濃度較高區域帶至潔凈度較高的區域，加大潔凈區域污染的概率。（2）公共實驗邊臺B1、B2設置在實驗室的兩側，用于培養基的配制和玻璃器皿等物的擺放，但未使用的器皿、無菌器皿、帶菌器皿、滅菌后待洗滌的器皿和洗凈后的器皿經常混雜擺放，帶菌器皿中的微生物若污染了無菌潔凈器皿，將嚴重污染后續實驗。（3）高壓蒸汽滅菌區域過于集中，微生物實驗室主要有兩大類需要滅菌的物品，一是實驗準備中需要將實驗材料和玻璃儀器滅菌制成無菌材料和器皿，二是實驗結束后將帶菌培養物滅活以防止污染環境，無菌器材及帶菌物應相互隔離，避免在同一區域集中滅菌。

二、分區管理設計方案

本室的建筑結構不適于建成帶隔斷的獨立洗滌室、準備室、無菌室和培養室等，只能根據各區域功能實施分區管理模式，具體方案如圖1b所示：（1）將原出入口位置對調，使從入口至出口方向按照從潔凈區至污染區即潔凈程度排列，大大減少了污染物對潔凈物和潔凈區的污染。（2）將公共實驗邊臺B1、B2的功能進行細化，公共邊臺B1重新劃分為B-培養基配制區，C1-滅菌區和D1-潔凈物品放置區。B-培養基配制區與A-試劑陳列區距離較近，方便師生配制培養基；C1-滅菌區主要在實驗準備中將實驗材料和玻璃儀器滅菌制成無菌材料和器皿，可將在B區配制的培養基就近滅菌；D1-潔凈物品放置區主要存放C1-滅菌區滅菌后的潔凈器皿和洗滌干凈后待用的器皿，也擺放滅菌后待洗滌的器皿，但需另辟小塊區域擺放并注意對該區域進行頻繁的表面消毒。將公共邊臺B2設置為D2-帶菌物品放置區，主要用于放置帶菌培養物、帶菌玻璃器皿及其他帶菌污染物。（3）將原布局中的E-高壓蒸汽滅菌鍋區，分為C1-滅菌區和C2-污染物滅菌區，C2-污染物滅菌區主要負責就近將D2-帶菌物品放置區存放的污染物和G-培養區中取出的廢棄培養物進行高溫滅菌。（4）將兩個水槽分為E1-準備物品洗刷區和E2-滅菌物品洗刷區，前者用于洗刷普通器皿，后者用于洗刷含有滅菌后污染物的玻璃器皿，可就近洗刷D2區放置的滅菌后待洗滌玻璃器皿和從C2-污染物滅菌區中取出的物品。

三、分區管理實施后效果

實驗室分區管理模式實施后，學生實驗結果中純培養物染雜菌現象明顯減少，為進一步證明分區管理模式的實施降低了室內空氣中的菌濃度，減輕了環境污染，進行了以下實驗：

1.沉降平皿法測定空氣中微生物數量：將倒有普通瓊脂培養基的無菌培養皿，打開皿蓋計時5分鐘，蓋上皿蓋，同時做兩個平行，37℃培養24h后進行菌落計數并取平均值。實驗結果顯示，兩皿平均菌落數為14CFU/皿，實施分區管理之前為29CFU/皿，說明實施分區管理后，室內空氣菌濃度下降至原來的一半左右。

2.液體培養基污染情況檢測：配制葡萄糖豆芽汁培養基分裝30瓶，高壓蒸汽滅菌后，放置于實驗室中適當位置，20天后觀察培養基變混濁的瓶數。結果顯示，有1瓶培養基變混濁，在分區管理實施之前，有3瓶變混濁，說明富含葡萄糖的液體培養基20天中被污染的概率由10%降至3.3%。

3.將50套倒有普通瓊脂培養基的無菌培養皿放在實驗室中適當位置，一周后觀察平皿上是否有長有菌落。結果顯示，50個培養平板中有兩個出現菌落，菌落數量分別為1CFU/皿和3CFU/皿，實施分區管理之前的結果為5個平板長出菌落，菌落的數量為2—5CFU/平皿不等。

4.將20個帶有大腸桿菌純培養的平皿放置于實驗室中，一周后觀察是否污染雜菌。結果顯示，純培養平板有被污染的現象，肉眼可辨的雜菌菌落數共計3CFU，而分區管理之前為8CFU。

綜上，微生物學實驗室實施分區管理模式后，環境污染程度大幅度降低，空氣中菌濃度下降一半，潔凈物及純培養物被污染的現象也大大減少。

四、結語

微生物教學實驗室的生物安全問題關系師生生命安全和校園穩定，是擺在高校實驗室管理人員面前的一個重大問題，必須加強管理，重視預防和防護，提高實驗人員的應急處理能力，確保實驗室的生物安全。另外，還需要轉變觀念，不僅注重實驗室“硬件”建設，還要強調“軟件”管理在保障實驗室生物安全方面的作用，要將兩者有機地結合起來，將儀器配置、實驗室建筑布局等“硬件”與功能化分區管理相結合，創造出更加安全的實驗教學環境。

參考文獻：

[1]呂岫華，劉偉，劉巧麗，等.微生物教學實驗室生物安全的探索與研究[J].裝備管理，2011，10（30）：91-94.

[2]汪達.淺談藥廠微生物實驗室的設計與管理[J].工程工藝與設備，2011，35（237）：13-15.endprint