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摘要：化学生物学实验是一门结合了众多领域实验技术而形成的新兴交叉课程，因此实验室的管理工作也包含不同方面。本文从实验室及安全管理、仪器及药品管理、细胞室管理、废弃物的处置等各方面，探讨了化学生物学实验室管理工作的特点及要求。
关键词：化学生物；实验室；管理
本文引用格式：方芳，等.高校化学生物学实验室管理工作的实践与探讨[J].教育现代化,2020,7(56):164-167.
Practice and Discussion on Management of Chemical Biology Laboratory in Colleges and Universities
FANG Fang，ZHOU Jun，XU Jin-xian
（Experimental Chemistry Center of Zhejiang University,Hangzhou Zhejiang）
Abstract:The experiment of chemical biology is a new cross course which combines many experimental techniques in many fields.Laboratory management also involves different aspects.This paper discusses the characteristics and the requirements of laboratory management in chemical biology from laboratory and safety management,instrument and drug management,cell room management,waste disposal.
Key words:Chemical biology;Laboratory;Management
一 引言
化学生物学是一门化学与生物学的交叉学科，在展望21世纪化学学科的发展方向时，很多国外著名的化学科学家提出，化学学科未来发展的主要动力倾向于研究解决生命现象中融入的化学问题，并提出了“化学生物学”(Chemical Biology)这一新的概念[1]。化学生物学是利用化学的各种知识及手段来探索和调控生命及其过程，它融合了化学、生物学、材料学、信息科学等多个相关学科的理论，培养的学生具有化学、生物学及其他相关交叉领域科学研究能力[2,3]。
高校专业实验室是培养学生实验操作能力的重要场所，更是开展“双一流”建设的重要内容及培养学生创新创业素质的重要场所[4]。实验过程不仅可以让学生对理论知识进行温故而知新，还能提高学生的动手操作能力，分析及解决问题的能力，培实事求是、养勇于创新的科学精神[5]。为了让化学系的学生在具备一定化学生物学基本理论知识的基础上，进一步掌握化学生物学基本实验技能，浙江大学化学实验中心于2005年率先开设化学生物学实验课程，化学生物学实验室也同时建成。化学生物学实验课主要面向化学专业高年级本科生及研究生开放，同时也计划向外系的高年级本科生开放。化学生物学实验设置的内容具有多学科交叉性，涉及分子生物学、细胞工程学、酶工程学、生物矿化、计算化学、材料化学等众多学科。学生分小组进行实验，每次实验完成一个大的专题内容，每个专题由一位专职教师指导，有效地提高了学生多学科的实验技能[6]。通过多年的运行和完善，化学生物学课程组已于2013年出版了实验教材《化学生物学实验》，之后为了进一步提升学生的科学研究能力，从2014年开始化学生物学实验在专题大实验的基础上增开了探究性实验，在专题大实验的范围内，学生自由组合，二人一队，自行命题，设计实验方案并进行多次实验研究，取得一定实验结果并进行答辩。探究性实验可以培养高年级学生对学科知识的调查分析能力、动手操作能力及总结表达能力，是培养高素质跨学科、交叉型精英人才的重要途径。
为了适应“双一流”建设的需要，培养学生的跨学科研究能力，提高实验室建设管理能力，提升化学实验中心课程教学质量，从2005年开课至今，经过逐年完善，在实验室管理方面做了以下工作。
二实验室及安全管理
当今社会都在倡导“安全稳定、和谐发展”[7]，实验室安全是实验教学的重中之重，只有在安全的实验室内才能保证实验的顺利进行。英国牛津大学[8]、美国麻省理工学院[9]、美国加州大学戴维斯分校[10]及日本高校[11]等众多国外高校对实验室安全管理也是非常重视，都结合各自高校特点，建立了一系列实验室安全管理体系。浙江大学化学实验中心要求学生在进实验室之前，由主讲教师进行安全知识方面的理论培训，之后登录在线考试系统进行安全知识考试，分数90分以上者方能进入实验室开展后续的实验内容。在线考试系统的实验安全考试试卷由实验技术人员负责出题，设定好考试题型及数量后，系统随机抽提，组卷成功后，学生可通过手机登录微信进行答题，答题结束后直接提交，系统会及时给出考试成绩。考试结束之后，实验技术人员登录在线考试系统，查看并汇总成绩，未通过的学生再给予一次补考机会，所有安全考试考结束后，汇总成绩并报给主讲教师。化学生物学实验不仅对综合性的安全知识进行考试，而且针对每一个实验项目的安全注意事项、试剂的物理化学性质、所用仪器的安全操作均预先进行考试。通过理论培训及在线考试，再加上实验过程中及时注意提醒，可以最大程度地保证实验安全有序的进行。
在实验室管理上，严格执行浙江大学化学实验中心的各项管理规章制度，具体落实，责任到人。浙江大学化学实验中心现有化学生物学实验室面积为360m2，其中包含一间60m2的细胞实验室。实验课程开设后，6-7个实验班同时进行实验，因此必须充分合理地安排实验室的空间及使用功能，有效地组织学生进行实验教学。每学期初，根据选课名单对所有学生进行分组，在主讲教师提供实验课表的基础上，安排好所有实验室的使用及开放，同时把学生分组名单、实验具体内容及安排，通过网络途径告知学生并在实验室张贴，让学生对本学期的实验安排做到心中有数，以便提前预习，充分了解，以保证每学期的实验课能有条不紊地进行。
三 仪器及药品的管理
随着“双一流”教学的推进，学校对学生实验教学课程要求的提高，浙江大学实验中心对实验室教学仪器设备的投入，使得这些年化学生物学实验室的仪器设备种类增多，包括倒置荧光显微镜、酶标仪、CO2培养箱、紫外可见分光光度计、CHI电化学分析仪、蛋白质分离纯化系统、高速冷冻离心机、表面等离子共振生物传感实验仪、PCR扩增仪、电泳仪、电泳槽、旋转蒸发仪等等。所有仪器设备即使在不开实验的情况下也需要不定时的维护、保养，对仪器使用情况进行详细登记，这样不仅可以减少仪器设备的维修次数，而且可以提高仪器设备的使用寿命。
化学生物学实验涉及化学、生物等多学科，用到的实验试剂范围较广，包括有机试剂、无机试剂及生化试剂。实验所用试剂均要求使用分析纯，甚至生物纯，以保证实验结果的可靠性及准确信。而化学生物学实验所要到的试剂保存条件及要求与其他实验相比也大不相同，如过氧化氢叔丁醇、己二醇、淀粉酶、枯草杆菌酶、固定化脂肪酶（Lipozyme）、猪胰脂肪酶（PPL）、牛血清白蛋白（BSA，生化纯）、溶壁微球菌（micrococcus lysodeikticus）、DMEM培养液、1640培养液、植物基因组DNA提取试剂盒等需要4℃冷藏保存，罗丹明B异硫氰酸酯、胶原蛋白酶、Taq酶、PCR引物、GeneFinder荧光染料、BamHⅠ、HindⅢⅠ、EcoRⅠ、PstⅠ、新生牛血清等需-20℃冷冻保存，所有试剂均需按要求分类保存。生物试剂与其他试剂除保存条件不一样外，它的规格较多、价格相对较贵、有效期一般也较短，因此购买时因根据实验人数及开课情况、使用情况等，严格控制购买数量及规格。
实验技术人员应该对实验室内所有大型仪器的操作及使用非常熟悉，对实验室内所有试剂要分类储存，特别是有毒有害及生物试剂要有详细的出入库登记、上锁保管，一方面可以提高工作效率，另一方面可以减少仪器维修、减少试剂浪费，还能保证实验室的试剂使用安全，确保实验顺利的高效进行。
四 细胞室的管理
化学生物学实验的细胞室是有专业公司装修建成的，由更衣室、缓冲室和操作室三部分组成。更衣室位于细胞室最外部，用于更换干净的实验服、穿鞋套、戴帽子等。缓冲室位于更衣室和操作室之间，作为缓冲区，对操作室的无菌环境起到一个缓冲保护。缓冲区的另一个功能是必要设备的放置及操作，如储存试剂的冰箱，冷冻细胞的液氮罐，观测细胞的倒置荧光显微镜，检测实验数据的酶标仪等实验相关的仪器设备。操作室位于最里面，专用于无菌操作、细胞培养。主要放置的仪器设备有用于实验操作的净化工作台及培养细胞的二氧化碳培养箱等。操作室顶部有紫外消毒灯、空气净化器等灭菌净化装置。所有进入细胞室的物品经灭菌消毒后通过传递箱传入。
细胞室不同于其他实验室，所有物品及操作均要求在无菌条件下进行。所以每位做细胞培养的学生都要严格无菌操作，保持无微生物污染，以便实验顺利进行。细胞室使用规定有以下几条：
（1）细胞室是进行各种细胞培养的净化级实验室，所有进入细胞室的学生都必须遵守细胞室的有关规定，接受细胞室管理人员的管理。
（2）凡进入细胞室的学生要有严格的无菌操作概念，进出细胞室必须立即随手关门。学生进入细胞室进行实验操作前需穿上实验服、鞋套，佩戴口罩、帽子、手套。离开细胞室前，脱去实验服、鞋套、口罩、帽子、手套等，出细胞房后洗手。
（3）实验前需要预先对净化工作台进行紫外线消毒。紫外开好后需开风机至少5min后进行操作。
（4）每次实验结束后，及时用75%酒精清理操作台面。整理好用过的实验用品，清理废弃物，洗净废液缸，再用紫外线照射30min后，离开细胞室。
（5）观察二氧化碳培养箱温度、浓度是否与所设定的相符合，经常检查CO2气体量是否足够，不足时及时换上备用钢瓶，再联系气体公司更换空钢瓶，以保证用气量。
五 认真做好实验前准备
实验课开课前的准备工作是确保实验教学能顺利开展的关键，这在化学生物学实验课中显得尤为重要。化学生物学实验涉及到细胞、微生物等，所用试剂、容器等一切物品要求严格无菌，以保证实验顺利进行以及实验结果的准确性，因此要提前把所有和实验相关的试剂、容器进行消毒灭菌，根据不同的物质特性采用不同的灭菌处理，比如高压蒸汽灭菌、膜过滤灭菌等方式，同时要准备好清洗消毒的酒精棉花及酒精喷雾。在实验开课的前一日，还要组织学生进行细胞接种、细菌培养，以保证第二天实验过程中细胞、细菌处于最佳状态。
除了生物学部分的准备，化学部分也同样需要提前准备。以淀粉酶提取实验为例，由于每批次采购的淀粉酶含量存在一定的差异，对于新购置的淀粉酶，在学生使用之前，实验技术人员都需要预先试做，通过一次次的比较，找出最合适的淀粉酶提取量，以保证学生实验在规定的实验学时内能顺利完成。
除此之外，每次实验开课前，要仔细检查实验所需的所有试剂，按量按需准确配制；对所有仪器设备进行全面检查、调试，如发现问题及时解决，以保证学生实验顺利进行。
实验前的准备工作既繁琐又重要，作为实验技术人员一定要充分认识到它的重要性，认真对待，积极准备，确保实验万物一失。
六废弃物的处置
化学实验过程中产生的废弃物，如后续处理不及时或处理方法不当，会对周围环境造成严重污染。而化学生物学实验产生的实验废弃物，同其他化学实验相比，有它本身的特殊性。化学实验产生的废弃物主要以无机、有机试剂为主，而化学生物学实验产生的废弃物除了普通的无机、有机试剂外，还包括生物酶、细菌、细胞，以及操作实验时使用的手套、口罩、帽子、移液枪枪头、培养板、培养皿等，因此在化学生物学实验室，实验结束后的废弃物收集处理也是很重要的。
生物类废弃物根据其特性，选择合适的收集和处理方法，及时处理。
（1）一次性使用的制品如手套、口罩、帽子等，收集后送到学校指定的生化废物回收点，集中统一处理。
（2）含有大肠杆菌、细胞等生物的废液，高压蒸汽灭菌20min后，用黄色专用塑料袋进行包装后送到学校指定的生化废物回收点，集中处理，切勿直接将未处理的生物废液排入下水道；接种培养过的琼脂平板固体培养基，可以放入2000mg/L有效氯消毒液浸泡消毒1小时，或高压蒸汽灭菌20min后，用黄色专用塑料袋进行包装后送到学校指定的生化废物回收点，集中处理。
（3）含有PCR产物的所有液体及废弃物应放入含有1mol•L-1HCl溶液中浸泡，浸泡时间不少于6小时。
（4）含有细胞的培养板、培养皿、离心试管、移液枪枪头等废弃物，应高压蒸汽灭菌20min后，用黄色专用塑料袋进行包装，送到学校指定的生化废物回收点，集中处理。
七 结语
浙江大学化学实验中心开设的化学生物学实验经过连续15年的教学实践，实验室管理工作不断地完善和提高，特别是细胞室管理、生物废弃物的处置等方面。今后，还需要不断加强实验室管理，发现问题，解决问题，发挥实验技术人员主观能动性，提高化学生物学实验教学质量和教学效果。
参考文献
[1]杜灿屏,等.化学生物学将成为21世纪重要的新兴交叉学科[J].中国科学基金,2000,12(3):355-356.
[2]张臣.浅析化学生物学复合型人才培养[J].华南师范大学学报(自然科学版).2010,(4):52-54.
[3]王赟,等.医学院校生物技术与化学生物学专业生物信息学课程教学效果比较[J].教育现代化,2019,8(65):250-251,263.
[4]吕长平,等.高校实验室安全管理体系的现状与对策[J].实验技术与管理,2017,34(2):242-244.
[5]李雨婷,等.“5S”管理理念在高校生物化学实验室管理中的应用[J].安徽农业科学,2013,41(30):12227-12228.
[6]曾秀琼,等.化学实验教学课程体系的新发展及其实践[J].实验技术与管理,2012,29(8):4-7.
[7]范红英,等.高校生物学实验室安全管理工作探讨[J].实验室科学,2019,22(3):161-163.
[8]刘浴辉,等.英国牛津大学实验室安全管理体系[J].实验技术与管理,2011,28(2):168-171.
[9]戴芳,等.实验室安全管理体系建立的思考[J].实验室研究与探索,2012,31(4):199-202.
[10]王慧春.美国高校生物实验室管理之体验[J].教育教学论坛,2018,(12):7-8.
[11]龚守健.高校实验室安全管理体系构建途径探索[J].太原城市职业技术学院学报,2016(1):90-91.
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