醫(yī)學院校綜合性生物技術(shù)實驗室建設(shè)初探

郭健，劉微，董媛，姜勇，李艷

吉林醫(yī)藥學院，吉林吉林 132013

為適應(yīng)我國現(xiàn)今科技發(fā)展戰(zhàn)略及全球生命科學發(fā)展方向[1]，我校于2010年設(shè)立了生物技術(shù)專業(yè)。21世紀是生命科學的世紀，隨著現(xiàn)代生命科學的發(fā)展，生物技術(shù)已逐步進入醫(yī)學、食品、工業(yè)和信息等領(lǐng)域。尤其是在醫(yī)藥領(lǐng)域，生物技術(shù)是醫(yī)學基礎(chǔ)研究的重要工具。醫(yī)學基礎(chǔ)理論研究進入分子水平，現(xiàn)代生物技術(shù)中各種實驗手段已成為醫(yī)學基礎(chǔ)研究必備的工具[2]。生物技術(shù)學科實踐性極強，因此在學科建設(shè)過程中，生物技術(shù)實驗教學環(huán)節(jié)尤為重要。生物技術(shù)實驗室的建設(shè)為學生提供良好的學習環(huán)境，先進的科研儀器更有助于科研的開展和學術(shù)的交流。無論是教學還是科研，綜合性生物技術(shù)實驗室都是重要的平臺[3]。我校建立生物技術(shù)專業(yè)后，將其與醫(yī)學背景特色結(jié)合，培養(yǎng)了一批具有扎實的生物技術(shù)知識，并且對醫(yī)藥行業(yè)有一定認識的技能型人才?？偨Y(jié)近年來我校對生物技術(shù)實驗室建設(shè)和管理經(jīng)驗，成效如下。

1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

1.1 場地

生物技術(shù)實驗室是一個綜合的實驗室，同時承擔了生物技術(shù)專業(yè)的實驗教學課程和科研項目。實驗室經(jīng)過幾年的建設(shè)和發(fā)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?qū)W校爭取場地，不斷擴大實驗室的規(guī)模。目前生物技術(shù)實驗室面積近1 400 m2，包括1個發(fā)酵室、3個細胞培養(yǎng)室、2個微生物培養(yǎng)室、1個產(chǎn)物分離室、2個準備室以及還在建設(shè)中的大型儀器室。

1.2 器材

實驗室積極申請經(jīng)費購進國內(nèi)外先進儀器。有普通教學儀器如恒溫搖床、恒溫培養(yǎng)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(tǒng)等；同時用于科研和教學的大型儀器如發(fā)酵罐、流式細胞儀、高效液相色譜儀和質(zhì)譜儀等。

充足的場地和先進的儀器為培養(yǎng)生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新性人才和產(chǎn)出高質(zhì)量科研成果奠定了基礎(chǔ)。

2 師資隊伍建設(shè)

生物技術(shù)專業(yè)自建設(shè)以來，積極引進生物專業(yè)和具有醫(yī)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(chǔ)醫(yī)學研究和臨床經(jīng)驗豐富的教師。在他們的帶領(lǐng)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(yè)教師共同完成，將理論課和實驗課有機地結(jié)合起來，才能更好地發(fā)揮實驗室的教學作用。同時要求專業(yè)教師參加實驗技能培訓，該校先后派出生物技術(shù)專業(yè)教師和實驗教師到吉林大學、第四軍醫(yī)大學和武漢大學人民醫(yī)院（湖北省人民醫(yī)院）的生物技術(shù)實驗室進行專項技能學習，帶回了先進的科研技術(shù)，對實驗室的建設(shè)提供了開闊的思路和寶貴的經(jīng)驗。

3 實驗室安全管理建設(shè)

生物技術(shù)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(shù)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(guī)章制度

應(yīng)建立健全的實驗室規(guī)章制度。根據(jù)《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(guī)，制訂安全管理規(guī)程，并嚴格執(zhí)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(jiān)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(fā)事故應(yīng)急預(yù)案。

為保證實驗室順利運轉(zhuǎn)，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(jīng)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(shù)人員培訓制度。管理制度制定越明確、責任落實越細致，出現(xiàn)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(fā)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(fā)事故處理培訓。同時要求實驗教師具有良好的心理素質(zhì)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(fā)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(yīng)注意的事項。并要求教師詳細講解應(yīng)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(shù)教研室教師組織實驗室生物安全知識競賽，可以采取現(xiàn)場搶答、情景模擬等形式，激發(fā)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(chǎn)生的有毒有害氣體和廢液廢渣等[6]。生物技術(shù)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(yīng)直接棄掉，需稀釋后再處理，或存放于容器內(nèi)，容器體積小于5 L?；旌弦装l(fā)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(nèi)。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(shù)實驗中應(yīng)用或產(chǎn)生的細胞、組織、樣本等。生物廢棄物的處理重點側(cè)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(yǎng)品、移液管、試管、培養(yǎng)液等。具有傳染性的生物廢棄物應(yīng)放入高溫滅菌袋內(nèi)，經(jīng)高溫滅菌后焚燒或深埋[9]。

3.4 其他

①建設(shè)配套設(shè)施，根據(jù)國家消防管理規(guī)定，在實驗室醒目位置應(yīng)設(shè)置完善的消防設(shè)施，包括報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、疏散系統(tǒng)、隔離系統(tǒng)、和閉路攝像監(jiān)控等。同時，實驗室應(yīng)配備急救藥箱，內(nèi)裝各種急救藥物和繃帶。另外，在必要處貼設(shè)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(yǎng)室、細胞培養(yǎng)室、發(fā)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(shè)

4.1 實驗室功能分區(qū)

生物技術(shù)綜合實驗室承擔所有生物技術(shù)專業(yè)實驗課程，包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程和發(fā)酵工程等。由于各個課程之間實驗內(nèi)容有很強的關(guān)聯(lián)性，因此單獨設(shè)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(shù)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(jù)學科的自身特點和實驗室承擔的教學任務(wù)，我們對實驗室實行功能分區(qū)化管理[10]。例如，微生物培養(yǎng)室要求細菌和真菌培養(yǎng)室分開，防止交叉污染；又如，在有毒試劑的配置和使用上，應(yīng)設(shè)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(shù)專業(yè)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(yǎng)，我們建立了細胞培養(yǎng)實驗室用于以上實驗教學和科研。細胞培養(yǎng)實驗室區(qū)集中了CO2培養(yǎng)箱、倒置顯微鏡等?！斗肿由飳W實驗》《發(fā)酵工程實驗》《蛋白質(zhì)工程實驗》和《生物技術(shù)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(qū)和RNA實驗區(qū)?！栋l(fā)酵工程實驗》和《蛋白質(zhì)工程實驗》都涉及產(chǎn)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(chǎn)物的分離和鑒定。同時還設(shè)置發(fā)酵室用于發(fā)酵罐的使用。通過對實驗室進行功能分區(qū)建設(shè)，實驗室的運轉(zhuǎn)流暢，減少了交叉干擾。生物技術(shù)綜合實驗室需要立體化和多層次化分區(qū)，才能使提高實驗教學的系統(tǒng)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(yīng)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(yīng)一個或幾個共同設(shè)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(shù)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(yè)知識背景和科研能力，才能更好地發(fā)揮儀器的使用性能，提高其使用效率[12]。

5 我校生物技術(shù)實驗室建設(shè)發(fā)展計劃

5.1 實驗室的硬件條件尚不足

生物技術(shù)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(guī)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(yǎng)箱、電熱干燥箱、PCR儀等。儀器的套數(shù)不足，學生在實驗分組時小組人數(shù)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(nèi)解決仍有困難，致使大型儀器因為無處安放而無法購進；設(shè)備和耗材經(jīng)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(shè)

我校生物技術(shù)綜合實驗室成立時間短，人才隊伍的建設(shè)不夠完善。主要問題包括：實驗教輔人員不足、管理人員經(jīng)驗欠缺、管理制度不夠健全等。作為醫(yī)學院校，我們應(yīng)緊密結(jié)合自身的學校背景，發(fā)展專業(yè)特色，根據(jù)專業(yè)需求建立生物技術(shù)綜合實驗室。積極引進教輔人才，尤其以具有醫(yī)學背景的研究生為先；人才建設(shè)上應(yīng)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(zhuǎn)，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(yīng)及時交流實驗教學經(jīng)驗，教學與科研工作應(yīng)緊密聯(lián)系。上層管理人員應(yīng)多汲取最新的、最先進的管理模式和思想，立足于醫(yī)學院校，建立和完善的實驗室管理制度。

6 結(jié)語

我校生物技術(shù)綜合實驗室自建設(shè)以來，順利地完成生物技術(shù)各科實驗教學任務(wù)。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(nèi)，對理論知識進行了初步實踐，培養(yǎng)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(shù)實驗室被評為省級重點實驗室，這是實驗室建設(shè)以來取得的重大成就。目前生物技術(shù)綜合實驗室正積極向醫(yī)學方向靠攏，在未來將培養(yǎng)出更多的具有醫(yī)學背景的生物技術(shù)專業(yè)技能型人才。

[1]曹新.關(guān)于醫(yī)學院校生物技術(shù)建設(shè)和人才培養(yǎng)的思考[J].醫(yī)學教育，2005(2):21-26.

[2]向仁德.現(xiàn)代生物技術(shù)在藥物研究中的應(yīng)用概況[J].中國醫(yī)學生物技術(shù)應(yīng)用，2003(2):1-5.

[3]張琦，萬君康，莊越.國家重點實驗室創(chuàng)新能力及其運行績效的內(nèi)涵研究[J].科技與經(jīng)濟，2005(1):15-17.

[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(xiàn)狀及對策[J].中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生，2008，12(6):73.

[5]喻林華，項文化，王義強，等.生物技術(shù)實驗室的規(guī)范化管理淺談[J].中南林業(yè)科技大學學報：社會科學版，2010，4(4):140-143.

[6]由繼紅.高校實驗室廢棄物的研究[J].生命科學儀器，2011，9（4）：38-41.

[7]Laboratory Chemical Waste Management Guidelines[EB/OL].http：//www.ehrs.upenn.edu/programs/labsafety/chp/chemical A.html，2013-04-24/2013-11-20.

[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.

[10]湯華，謝俊，向福英，等.生物技術(shù)綜合實驗室管理科學化的探索與對策[J].海南大學學報自科學版，2007，25(4):408-411.

[11]黃志君，楊婉瑩，葉可可.生物技術(shù)實驗室高效管理的探討[J].廣東蠶業(yè)，2010，44(3):18-20.

[12]張有義.淺談如何加強地方高等師范院校生物實驗室的建設(shè)與管理[J].高校實驗室工作研究，2009(2):70-73.