醫學院校綜合性生物技術實驗室建設初探

郭健，劉微，董媛，姜勇，李艷

吉林醫藥學院，吉林吉林 132013

為適應我國現今科技發展戰略及全球生命科學發展方向[1]，我校于2010年設立了生物技術專業。21世紀是生命科學的世紀，隨著現代生命科學的發展，生物技術已逐步進入醫學、食品、工業和信息等領域。尤其是在醫藥領域，生物技術是醫學基礎研究的重要工具。醫學基礎理論研究進入分子水平，現代生物技術中各種實驗手段已成為醫學基礎研究必備的工具[2]。生物技術學科實踐性極強，因此在學科建設過程中，生物技術實驗教學環節尤為重要。生物技術實驗室的建設為學生提供良好的學習環境，先進的科研儀器更有助于科研的開展和學術的交流。無論是教學還是科研，綜合性生物技術實驗室都是重要的平臺[3]。我校建立生物技術專業后，將其與醫學背景特色結合，培養了一批具有扎實的生物技術知識，并且對醫藥行業有一定認識的技能型人才。總結近年來我校對生物技術實驗室建設和管理經驗，成效如下。

1 基礎設施建設

1.1 場地

生物技術實驗室是一個綜合的實驗室，同時承擔了生物技術專業的實驗教學課程和科研項目。實驗室經過幾年的建設和發展，具備了基本的教學條件和較為先進的科研條件。實驗室積極向學校爭取場地，不斷擴大實驗室的規模。目前生物技術實驗室面積近1 400 m2，包括1個發酵室、3個細胞培養室、2個微生物培養室、1個產物分離室、2個準備室以及還在建設中的大型儀器室。

1.2 器材

實驗室積極申請經費購進國內外先進儀器。有普通教學儀器如恒溫搖床、恒溫培養箱、超凈工作臺、高壓滅菌鍋、高速冷凍離心機、分光光度計、PCR儀、凝膠成像系統等；同時用于科研和教學的大型儀器如發酵罐、流式細胞儀、高效液相色譜儀和質譜儀等。

充足的場地和先進的儀器為培養生物技術專業創新性人才和產出高質量科研成果奠定了基礎。

2 師資隊伍建設

生物技術專業自建設以來，積極引進生物專業和具有醫學背景的人才。從事理論教學人員全部為重點大學博士，從事實驗教學人員全部為具有碩士及以上學位的教師。其中不乏有從事多年基礎醫學研究和臨床經驗豐富的教師。在他們的帶領下，中青年教師組成教學和科研小組，展開教研和科研活動。課前備課需要實驗室人員和專業教師共同完成，將理論課和實驗課有機地結合起來，才能更好地發揮實驗室的教學作用。同時要求專業教師參加實驗技能培訓，該校先后派出生物技術專業教師和實驗教師到吉林大學、第四軍醫大學和武漢大學人民醫院（湖北省人民醫院）的生物技術實驗室進行專項技能學習，帶回了先進的科研技術，對實驗室的建設提供了開闊的思路和寶貴的經驗。

3 實驗室安全管理建設

生物技術實驗室在使用過程中，使用者會接觸病原微生物和各種有毒有害化學試劑。尤其是學生的防護意識薄弱，易在實驗中造成人員傷害。因此在生物技術實驗室建立過程中，實驗室安全管理是重中之重。

3.1 建立規章制度

應建立健全的實驗室規章制度。根據《生物安全通用要求》《病原微生物實驗室生物安全條例》《臨床實驗室廢物處理原則》等法規，制訂安全管理規程，并嚴格執行[4]。對于實驗教學中使用的危險品、病原菌進行嚴格管理，要求進行使用登記，出入庫登記，并建立有效的監督機。定時進行實驗室安全排查，及時消除安全隱患，建立實驗室突發事故應急預案。

為保證實驗室順利運轉，需制訂一系列的實驗室教學科研管理制度，主要包括:①實驗室在教學和科研使用情況的評估制度；②實驗室工作人員的任用和責任管理制度；③實驗室物資管理制度；④實驗室經費使用制度；⑤實驗室日常工作制度；⑥實驗室科研工作制度；⑦實驗室樣品和菌種保藏制度；⑧實驗室毒麻藥使用制度；⑨實驗室普通儀器使用管理制度；⑩實驗室大型儀器使用管理制度； 1 1實驗室廢棄物處理制度； 1 2實驗室技術人員培訓制度。管理制度制定越明確、責任落實越細致，出現問題時才能高效率地解決[5]。

3.2 安全培訓和教育

對實驗人員進行安全培訓。對教師進行生物安全知識培訓后，由教師講授給學生，不斷地提高實驗操作人員的安全意識，加強其對不當操作引發危害的認識。實驗室教師和其他工作人員需接受生物安全操作和實驗室突發事故處理培訓。同時要求實驗教師具有良好的心理素質和較強的責任心，才能保證自身和學生的操作安全，杜絕生物安全事故發生。

對學生進行安全教育。①開展例行的安全教育。要求每門課程的首次實驗課，由任課教師講授本門實驗課中應注意的事項。并要求教師詳細講解應對緊急情況的措施，確保學生具有高度的安全意識。②開展實驗室生物安全知識競賽。由生物技術教研室教師組織實驗室生物安全知識競賽，可以采取現場搶答、情景模擬等形式，激發學生對生物安全知識的興趣，并使學生更加深刻地意識到生物安全的重要性。

3.3 廢棄物安全管理

建立實驗室廢棄物的處理細則，嚴禁廢棄物無處理丟棄。實驗室廢棄物是指實驗過程中產生的有毒有害氣體和廢液廢渣等[6]。生物技術實驗室廢棄物可劃分為化學廢棄物和生物廢棄物。化學廢棄物具有易燃性和（或）腐蝕性及毒性特征[7]。對于化學廢棄物，強酸強堿廢棄物不應直接棄掉，需稀釋后再處理，或存放于容器內，容器體積小于5 L。混合易發生爆炸試劑需分開存放，如氯仿和丙酮。氰化物廢棄物必須存放在含有堿性溶液的容器內。強致癌廢棄物如溴化乙錠，用含14 g/L NaNO2和0.31%H3PO2的溶液浸泡2 h后焚燒或填埋處理，才可以進行焚燒或高壓滅菌后深埋處理[8]。生物廢棄物主要包括生物技術實驗中應用或產生的細胞、組織、樣本等。生物廢棄物的處理重點側重于可感染人或動植物的組織和細胞，以及實驗過程中被污染的培養品、移液管、試管、培養液等。具有傳染性的生物廢棄物應放入高溫滅菌袋內，經高溫滅菌后焚燒或深埋[9]。

3.4 其他

①建設配套設施，根據國家消防管理規定，在實驗室醒目位置應設置完善的消防設施，包括報警系統、滅火系統、疏散系統、隔離系統、和閉路攝像監控等。同時，實驗室應配備急救藥箱，內裝各種急救藥物和繃帶。另外，在必要處貼設警示文字，如：注意水電、注意通風等。洗手池處可粘貼正確洗手方法。實驗室墻面可布置安全標語等。時刻提醒操作者注意實驗安全。

②定期對實驗室進行消毒，主要針對微生物培養室、細胞培養室、發酵室以及各種接觸到有毒化學品的儀器。對地面和墻面噴灑消毒液，并用紫外燈照射消毒。

4 實驗室使用管理建設

4.1 實驗室功能分區

生物技術綜合實驗室承擔所有生物技術專業實驗課程，包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程和發酵工程等。由于各個課程之間實驗內容有很強的關聯性，因此單獨設置各科實驗室如基因工程實驗室，會造成資源的浪費。生物技術實驗室綜合建立，教學時選擇性使用方式更為合理。在實驗室具體使用中，根據學科的自身特點和實驗室承擔的教學任務，我們對實驗室實行功能分區化管理[10]。例如，微生物培養室要求細菌和真菌培養室分開，防止交叉污染；又如，在有毒試劑的配置和使用上，應設置強毒間，防止其擴大污染范圍。

同時，針對本科生教學，我們對實驗室功能進行分類。生物技術專業的《細胞生物學實驗》《遺傳學實驗》及《基因工程實驗》都涉及到細胞培養，我們建立了細胞培養實驗室用于以上實驗教學和科研。細胞培養實驗室區集中了CO2培養箱、倒置顯微鏡等。《分子生物學實驗》《發酵工程實驗》《蛋白質工程實驗》和《生物技術綜合實驗》都涉及到分子生物學實驗，因此我們建立了分子生物學實驗室，包括DNA實驗區和RNA實驗區。《發酵工程實驗》和《蛋白質工程實驗》都涉及產物分離實驗，因此我們建立了分離實驗室，配備通風櫥、硅膠柱和凝膠柱等，用于產物的分離和鑒定。同時還設置發酵室用于發酵罐的使用。通過對實驗室進行功能分區建設，實驗室的運轉流暢，減少了交叉干擾。生物技術綜合實驗室需要立體化和多層次化分區，才能使提高實驗教學的系統性和高效性[11]。

4.2 儀器使用管理

所有儀器配備使用記錄本和基本操作流程。使用人員應隨時登記，首次使用前閱讀操作步驟和注意事項。大型儀器和貴重儀器應一個或幾個共同設置專用房間，進出使用需詳細筆錄，并交專人管理和維護。生物技術實驗室購進的部分貴重儀器，操作程序都較為復雜，因此在儀器的引進之初，要求全體教師和實驗人員參與儀器的使用和基本維修培訓。有些儀器更要求管理者和使用者具有一定的專業知識背景和科研能力，才能更好地發揮儀器的使用性能，提高其使用效率[12]。

5 我校生物技術實驗室建設發展計劃

5.1 實驗室的硬件條件尚不足

生物技術實驗室自建成以來，場地逐漸擴大，先后購進各種用于實驗教學和科研的儀器。然而隨著近年來教學規模的擴大，基本教學儀器仍需補充，如：臺式高速離心機、冰箱、恒溫水浴箱、細胞培養箱、電熱干燥箱、PCR儀等。儀器的套數不足，學生在實驗分組時小組人數過多，影響教學效果。大型儀器的配置面臨兩個問題：首先是儀器安放場地。學校教學樓面積有限，雖然積極申請實驗室場地，短期內解決仍有困難，致使大型儀器因為無處安放而無法購進；設備和耗材經費不充足，致使實驗室不能滿足所有的科研項目，阻礙了科研水平的提高。

5.2 實驗室的人才隊伍需建設

我校生物技術綜合實驗室成立時間短，人才隊伍的建設不夠完善。主要問題包括：實驗教輔人員不足、管理人員經驗欠缺、管理制度不夠健全等。作為醫學院校，我們應緊密結合自身的學校背景，發展專業特色，根據專業需求建立生物技術綜合實驗室。積極引進教輔人才，尤其以具有醫學背景的研究生為先；人才建設上應呈立體化和層次化，如，基層教輔人員負責實驗室的日常工作和運轉，教研室主任負責實驗室的主要管理工作，學科帶頭人負責實驗室的科研工作。學科與學科之間任課教師應及時交流實驗教學經驗，教學與科研工作應緊密聯系。上層管理人員應多汲取最新的、最先進的管理模式和思想，立足于醫學院校，建立和完善的實驗室管理制度。

6 結語

我校生物技術綜合實驗室自建設以來，順利地完成生物技術各科實驗教學任務。師生普遍反映對實驗室教學效果滿意。實驗室的建立使學生在有限的空間和時間內，對理論知識進行了初步實踐，培養了其實驗技能和科研能力。同時也滿足了廣大教師的科研需求，提供較好的科研平臺。2015年我校生物技術實驗室被評為省級重點實驗室，這是實驗室建設以來取得的重大成就。目前生物技術綜合實驗室正積極向醫學方向靠攏，在未來將培養出更多的具有醫學背景的生物技術專業技能型人才。

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[4]劉華榮，侯春梅，劉海艷.病原微生物實驗室生物安全防護現狀及對策[J].中國城鄉企業衛生，2008，12(6):73.

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[8]Ethidium Bromide[EB/OL].http：/www.purdue.edu/rem/hmm/ethidbr.htm，2013-04-30/2013-11-20.

[9]Biological Waste[EB/OL].http：/www.purdue.edu/rem/eh/biowaste.htm，2013-04-30/2013-11-20.

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