大型微生物学教学实验室的分区管理模式

王雪涵

摘要：北京城市学院中药与生物技术实验教学中心微生物学实验室，是伴随招收生物技术专业、食品质量与检测专业本科生而诞生的专业基础教学实验室。从本实验室教学任务繁重、教学过程中产生大量微生物污染物的现象入手，阐明了生物安全防护的重要性和必要性。通过分析本实验室生物安全状况，不仅采取做好自身防护、严格执行操作规程、保持室内清洁卫生等常规管理办法来保障教学活动的安全运行，还提出了全新的微生物教学实验室分区管理模式。

关键词：分区管理；微生物教学实验室；生物安全

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）42-0275-02

微生物学实验教学的过程中会不可避免地产生大量的废弃物，容易对周边环境造成污染。微生物学教学实验室是完成微生物学实验教学活动的特殊工作环境，这一环境的安全是开展教学和科研活动的基本保证[1]。严格规范实验操作，保持室内卫生及时消毒，加强对菌株和试剂的管理，改善菌株保存环境，能够有效减少微生物对实验人员的危害和对环境的污染，另外，能够保护实验材料不受污染，从而保证实验的科学性。除上述常规安全管理方法外，还可通过对微生物实验室进行合理的分区布局来减少微生物污染，提高实验室的洁净度，有效防止检验过程中出现因交叉污染而造成的“假阳性”和“假阴性”的结果[2]。本文根据实验室教学任务繁重、流动人员数量巨大的特点，对实验室的进行分区管理模式，并取得了一定成效。

一、分区管理实施前状况

微生物学实验室是北京城市学院中药与生物技术实验教学中心的专业基础实验室之一，承担着基础及专业微生物实验课5门课程的教学任务，开设实验项目20余个，平均每年完成1.2万人学时的教学工作量。

本实验室的教学任务非常繁重，以2014—2015夏季学期为例，周开展实验课程达24学时，开展实验项目不少于5项，每周同时面向5个班级至少150个同学开课，常常在同一天之内上午下午面向两个班级开设2—4个实验项目。这种繁重的教学任务造成了如下现状：实验室流动人员数量巨大，排课过满，没有时间对室内环境卫生进行彻底清理，无法及时对实验室进行紫外线消毒，带菌培养物需要等待学生观察结果，往往放置较长时间才能灭菌处理。为改善这一困境，作者对本室实施了分区管理模式。

本室占地240余平方米，图1a为分区管理模式实施之前的布局，展示了实验台等实验室家具和大型实验仪器的摆放位置。如图，此时实验室的布局存在以下不合理之处：（1）实验室的出入口设置不合理，入口紧邻的F-恒温培养箱和I-冰箱是培养微生物和保藏菌种的场所，附近菌浓度较高，出口紧邻试剂柜和超净工作台，菌浓度较低，人员从入口至出口的路径容易把微生物从菌浓度较高区域带至洁净度较高的区域，加大洁净区域污染的概率。（2）公共实验边台B1、B2设置在实验室的两侧，用于培养基的配制和玻璃器皿等物的摆放，但未使用的器皿、无菌器皿、带菌器皿、灭菌后待洗涤的器皿和洗净后的器皿经常混杂摆放，带菌器皿中的微生物若污染了无菌洁净器皿，将严重污染后续实验。（3）高压蒸汽灭菌区域过于集中，微生物实验室主要有两大类需要灭菌的物品，一是实验准备中需要将实验材料和玻璃仪器灭菌制成无菌材料和器皿，二是实验结束后将带菌培养物灭活以防止污染环境，无菌器材及带菌物应相互隔离，避免在同一区域集中灭菌。

二、分区管理设计方案

本室的建筑结构不适于建成带隔断的独立洗涤室、准备室、无菌室和培养室等，只能根据各区域功能实施分区管理模式，具体方案如图1b所示：（1）将原出入口位置对调，使从入口至出口方向按照从洁净区至污染区即洁净程度排列，大大减少了污染物对洁净物和洁净区的污染。（2）将公共实验边台B1、B2的功能进行细化，公共边台B1重新划分为B-培养基配制区，C1-灭菌区和D1-洁净物品放置区。B-培养基配制区与A-试剂陈列区距离较近，方便师生配制培养基；C1-灭菌区主要在实验准备中将实验材料和玻璃仪器灭菌制成无菌材料和器皿，可将在B区配制的培养基就近灭菌；D1-洁净物品放置区主要存放C1-灭菌区灭菌后的洁净器皿和洗涤干净后待用的器皿，也摆放灭菌后待洗涤的器皿，但需另辟小块区域摆放并注意对该区域进行频繁的表面消毒。将公共边台B2设置为D2-带菌物品放置区，主要用于放置带菌培养物、带菌玻璃器皿及其他带菌污染物。（3）将原布局中的E-高压蒸汽灭菌锅区，分为C1-灭菌区和C2-污染物灭菌区，C2-污染物灭菌区主要负责就近将D2-带菌物品放置区存放的污染物和G-培养区中取出的废弃培养物进行高温灭菌。（4）将两个水槽分为E1-准备物品洗刷区和E2-灭菌物品洗刷区，前者用于洗刷普通器皿，后者用于洗刷含有灭菌后污染物的玻璃器皿，可就近洗刷D2区放置的灭菌后待洗涤玻璃器皿和从C2-污染物灭菌区中取出的物品。

三、分区管理实施后效果

实验室分区管理模式实施后，学生实验结果中纯培养物染杂菌现象明显减少，为进一步证明分区管理模式的实施降低了室内空气中的菌浓度，减轻了环境污染，进行了以下实验：

1.沉降平皿法测定空气中微生物数量：将倒有普通琼脂培养基的无菌培养皿，打开皿盖计时5分钟，盖上皿盖，同时做两个平行，37℃培养24h后进行菌落计数并取平均值。实验结果显示，两皿平均菌落数为14CFU/皿，实施分区管理之前为29CFU/皿，说明实施分区管理后，室内空气菌浓度下降至原来的一半左右。

2.液体培养基污染情况检测：配制葡萄糖豆芽汁培养基分装30瓶，高压蒸汽灭菌后，放置于实验室中適当位置，20天后观察培养基变混浊的瓶数。结果显示，有1瓶培养基变混浊，在分区管理实施之前，有3瓶变混浊，说明富含葡萄糖的液体培养基20天中被污染的概率由10%降至3.3%。

3.将50套倒有普通琼脂培养基的无菌培养皿放在实验室中适当位置，一周后观察平皿上是否有长有菌落。结果显示，50个培养平板中有两个出现菌落，菌落数量分别为1CFU/皿和3CFU/皿，实施分区管理之前的结果为5个平板长出菌落，菌落的数量为2—5CFU/平皿不等。

4.将20个带有大肠杆菌纯培养的平皿放置于实验室中，一周后观察是否污染杂菌。结果显示，纯培养平板有被污染的现象，肉眼可辨的杂菌菌落数共计3CFU，而分区管理之前为8CFU。

综上，微生物学实验室实施分区管理模式后，环境污染程度大幅度降低，空气中菌浓度下降一半，洁净物及纯培养物被污染的现象也大大减少。

四、结语

微生物教学实验室的生物安全问题关系师生生命安全和校园稳定，是摆在高校实验室管理人员面前的一个重大问题，必须加强管理，重视预防和防护，提高实验人员的应急处理能力，确保实验室的生物安全。另外，还需要转变观念，不仅注重实验室“硬件”建设，还要强调“软件”管理在保障实验室生物安全方面的作用，要将两者有机地结合起来，将仪器配置、实验室建筑布局等“硬件”与功能化分区管理相结合，创造出更加安全的实验教学环境。

参考文献：

[1]吕岫华，刘伟，刘巧丽，等.微生物教学实验室生物安全的探索与研究[J].装备管理，2011，10（30）：91-94.

[2]汪达.浅谈药厂微生物实验室的设计与管理[J].工程工艺与设备，2011，35（237）：13-15.endprint