疫情期间高校实验室管理策略探讨

许 瑾

（上海交通大学生物医学工程学院，上海 200030）

0 引言

自新冠肺炎疫情发生以来，学校认真贯彻党中央、国务院决策部署，落实教育部、上海市的有关要求，全力做好疫情防控工作，保障广大师生员工健康安全，学校决定推迟2020 年春季学期开学时间，同时要求学生务必不要提前返校。在疫情防控期间，出入实验室的人员有严格规定，实验室使用人员数量骤减，日常的科研教学实验也不能大规模开展。在这特殊时期，如何确保实验室安全、大型仪器设备如何维护保养、细胞培养室、动物饲养室等如何持续运行，实验室基础物资如何保证供应等都是实验室管理人员面临的亟待解决的问题。本文通过生物医学工程学院公共平台实验室面对疫情带来的各种管理挑战，制定了一系列特殊时期的措施及应急预案，消除了实验室各类安全隐患，确保大型仪器设备良好运行、细胞培养室和动物饲养室等功能房间有序使用，为学院师生解除了后顾之忧，为迎接学校复工复学提供了强有力的物质支撑，确保第一时间快速有效地恢复正常科研教学工作状态。

1 疫情期间高校实验室管理工作存在的问题

疫情发生后，根据国家和学校的疫情防控要求，学生不能正常返校开展科研学习工作，实验室使用人数骤减，但国家重大科研项目仍在进行，由此引发的实验室安全、大型仪器维护运行、动物饲养、细胞培养等相关问题逐渐凸显。

1.1 实验室安全面隐患增多

高校实验室的安全管理工作对教学和科研顺利进行起着至关重要的作用［1］，实验室的安全不仅关系到国家财产的安全，也关系到师生科研成果的安全［2］。疫情期间，保障实验室安全是关系到学院有序工作开展，缓解师生不能返校焦虑心态的重要工作内容。高校实验室具有设备资产集中、科学技术密集、危险化学试剂相对集中等特点［3］，因此高校实验室安全管理是一项复杂的系统工程，包括防火、防爆、放生物污染和化学药品泄露等［4］。

（1）门窗未关好造成雨水灰尘损坏仪器。由于进出学院人员数量骤减，实验室门窗如有开启，一旦遇见风雨天气，靠窗仪器设备可能发生进水从而引起功能故障或者电源短路引起火灾等安全事故。

（2）高温高压设备长期无人管理，引发安全隐患。灭菌锅、烘箱、水浴锅等加热设备，由于疫情期间使用频率减少关注度下降，一旦发生电源短路等故障，就会存在失火隐患。细胞培养室、小动物光学成像仪等各大仪器都配有各类钢瓶，如若长期无人管理，可能会出现钢瓶倾倒、气体泄漏等安全事故。

（3）垃圾处理不及时，影响环境卫生。疫情特殊期间，国家级重点科研项目通过学校审批后还在进行，动物饲养室的实验动物也在正常喂养，面对外来人员车辆不能随意进校园的情况，实验室产生的各类生物化学废物不能及时清运处理，长期堆放可能会造成生物及化学物品的泄露，不仅会有刺鼻气味的产生，而且还能造成生物化学污染，严重影响环境卫生，给实验室人员健康带来严重危害［5］。

（4）试剂保管不善，存在安全隐患。特殊时期学生离校比较仓促，实验台未能及时按要求进行整理，很多试剂杂乱摆放在实验台面上。由于实验室药品种类繁多，如果摆放保管不当可能发生火灾、爆炸等严重事故［6］。

1.2 大型仪器设备日常维护运行工作量增加

生物技术公共平台配有流式细胞分选仪、XCT 显微镜、双光子显微镜等大型仪器设备，这是建设一流学科、培育一流人才的重要保障，大型仪器往往自动化程度高、价格昂贵，承担了众多精密的科研任务［7］，对安置空间、环境有着严苛的要求。在疫情防控期间，如何建立高效精准的管理体系，做好大型仪器的日常维护，维持良好的运行功能，是疫情结束后迅速恢复科研教学的重要保障。

（1）温湿度变化引起光学仪器镜片发生霉变。公共平台实验室显微镜包括双光子显微镜、正置荧光显微镜、倒置荧光显微镜、共聚焦激光显微镜，对房间清洁度、干燥温湿度、有无腐蚀气体等环境因素非常敏感。上海1、2 月份气温较低，湿度较大，如果维护不当，镜片容易出现生霉脱胶等状况，因此，仪器放置房间除了要及时清扫以外，空调和除湿器要时刻保持开启状态［8-9］。

（2）关机时间过长，精密分析仪器容易出现故障。为保持流式细胞仪良好的运行状态，仪器要经常性的开启，使内部液流系统进行自我检测，避免发生由于生霉或其他物质堵塞而导致的功能损坏。疫情期间，流式细胞仪的使用率急剧降低，液路管道中的鞘液不能及时进行循环更新，增加了管道堵塞的危险性。同时，流式细胞仪中也包含光学系统，对环境洁净度、温度、湿度也有严格的要求，要时刻注意空调和除湿机是否处于正常状态［10-11］。

（3）XCT显微镜实验周期较长，各环节需要妥善安排和关注。XCT 显微镜作为放射性实验设备配备专人专管，相较于普通实验设备而言放射性实验设备通常情况下不允许学生或老师自行操作，同时该设备对运行环境有较高要求，因疫情原因所导致的人员限制、管理强度降低等情况可能对设备造成以下影响：XCT显微镜实验机时较长，可能出现一次完整实验需要2～3 d的情况，因实验人员和研究人员在疫情期间进入实验室频率和时间受到限制导致有些实验无法有效完成，同时XCT 显微镜作为大型实验设备，一般要求保持开机状态，以避免断电对硬件造成损害。疫情期间实验数量减少，设备可能出现长时间无人使用和看管的情况，需要经常查看仪器设备电力供应是否有异常。

1.3 细胞培养及后续处理需要谨慎对待

由于使用人数较多，并且各个课题对细胞培养的方法及要求各不相同，公共平台细胞培养室处于全年无休状态。新冠疫情突发时，虽然学校已处于寒假阶段，但是有少部分科研人员的细胞实验仍在进行。在人员出入学校受限的情况下，如何妥善处理培养箱中的细胞，保障房间内各仪器设备的安全运行、二氧化碳、液氮等物资的持续供应是公共平台管理人员面临的重要问题［12］。

（1）细胞培养。公共平台细胞培养室共有4 个独立操作间，各课题组的实验细胞分别存放于各操作间的细胞培养箱内。疫情期间，为了配合学校相关防疫工作需求，实验人员不能随意进出实验室，二氧化碳等物资的运送也受到了限制。在此情况下，如果不及时将细胞进行冻存等必要处理，任凭其无限扩增，势必会造成资源浪费，加大特殊期间实验室管理难度。面对这一问题，如何在保证细胞安全及科研进展的前提下，尽可能缩减细胞培养规模，合理将细胞进行归并培养，需要实验室管理人员根据实际情况做出判断，及时联系课题组，迅速制定可行方案。

（2）物资保障。疫情发生后，气体供应商产能下降，同时学校对外来车辆人员实行严格的审批制度，导致二氧化碳液氮等物资订购周期延长，为保证细胞培养及冻存不受影响，实验室管理者需要制定有效措施，增加对这些基础物资的监控频率，预留足够的订购时间，同时要有可行的备选方案，确保各类细胞的安全。

1.4 实验动物面临饲养困难、物资保障不足

SPF级实验动物饲养室是我院公共平台重要组成部分，共饲养各品系大小鼠1 200 余只，为生命科学、纳米诊断等领域的研究提供重要的物质材料。疫情防控期间，尽管学院各类科研教学工作放缓甚至停滞，但是实验动物饲养工作不能有半点疏忽和大意，否则就会造成实验动物非正常死亡，不仅影响科研进展，而且也是巨大资源浪费。在学院实验人员骤然减少的情况下，如何保证动物的喂食加水、垫料更换等工作正常进行，这是实验室管理人员亟待解决的难题。

（1）实验动物喂食加水。由于科研目的不同，各实验动物喂养所需的饲料及饮用水种类不尽相同［13-14］。平时实验动物的喂养由各课题组自行完成，但是在疫情期间，实验室管理者需要帮助课题组完成此项工作，但是饲料种类、喂食量、喂食频率等问题需要管理者和课题组进行充分沟通，做好规划，才能确保万无一失。

（2）实验动物垫料更换及笼具清洗。垫料更换及笼具清洗是一项繁重耗时的体力工作，在实验室人员数目有限的条件下，增加排班数量适当减少垫料更换频率，需要管理者根据以往经验，并随时观察动物生长状况做出判断和调整。

（3）动物尸体的处理。在实验动物喂养过程中，部分动物由于用药或接种肿瘤等原因会发生死亡现象，对于科研者来说，这可能是经过几个月甚至更长时间的喂养需要观察记录的结果，也是课题研究的重要组成部分，如果将实验动物尸体随意丢弃，直接导致前期的实验工作前功尽弃，因此在碰见实验动物死亡情况发生时，需要记录耳标，记录动物死亡时特征性的表现，动物尸体是否要妥善保存，需要管理者随时与课题组保持沟通进行有效处理。

（4）物资供应。动物喂养过程中会消耗大量的饲料垫料。疫情期间，由于工厂产能不能及时恢复，外来人员和车辆进出校园受限等原因，饲料垫料不能及时送达，如何保障这些基础物资不短缺，也是实验室管理者需要提前做好沟通准备。

2 疫情期间加强实验室管理举措

面对疫情期间凸显的一系列实验室问题，管理者对各项工作进行统筹规划，制定符合实际的防控机制、策略和方法来保障实验室的正常运行。

2.1 按照检查清单进行每日安全巡查

重点排查实验室电源开关是否完整，电线外皮是否有剥落，插线板是否按规定固定在墙壁上等，暂时无人使用的设备尤其是加热设备（包括高压灭菌锅、烘箱、水浴锅等）要及时关闭；逐一查看自来水管是否有漏水，水龙头是否关紧，不能忽略检查各纯水仪的管道机箱是否有渗水，因为大多纯水仪摆放在实验台桌面上，一旦漏水就会直接影响桌面其他仪器设备，如果接触到电源插座更是有短路失火的危险；查看各实验室的实验台上是否留有未放入试剂柜的试剂，是否有试剂瓶开口放置，是否有标签模糊的试剂，若发生以上情况要及时联系课题组，确认药品分类及储存条件，标注好姓名、集中妥善管理；确定实验室内所有钢瓶都正确固定，气体管道、气体钢瓶减压阀没有漏气。对于暂时不启用的钢瓶要及时拧紧关闭；在实验室废弃物制定堆放地点，要重点排查废液桶是否完整无漏液，瓶盖有无拧紧。收集废弃垫料、手套等生物垃圾袋是否扎紧没有散发刺鼻气体。针头玻璃等是否放入利器盒内无洒落。

2.2 大型仪器设备每周进行维护保养

在安排值班时，要确保每一台大型设备的管理者至少每周上班一天。值班时，重点查看空调、除湿机是否运行正常，除湿机内收集的冷凝水要及时倾倒。各类荧光显微镜的镜片要注意查看是否有水汽霉变，使用仪器配备的标准样本进行开机观察，检测仪器设备是否正常。流式细胞仪要每周要进行开机运行，如果没有细胞实验的情况下，可以使用荧光小球代替细胞进行实验，使仪器液路系统进行循环流动，不易发生堵塞和霉变。因为XCT实验周期较长，确有实验需要务必提前联系设备管理员，合理做好工作规划，在实验人员不能进校的情况下，确保实验设备安全正常运行。

2.3 有计划地进行细胞培养和保存

查看每台培养箱内的细胞的基本信息，详细记录细胞的标记，培养皿/板的数量，放置位置，大致生长状态。然后将以上情况和课题组进行沟通，确定细胞处理方案，如果培养意义不大的细胞直接进行妥善丢弃，重要的细胞尽可能进行冻存，如果十分珍惜娇弱的细胞，不恰当的冻存方法或冻存试剂可能会影响其活性［15-16］，这时细胞管理者可以代课题组进行培养；经过以上处理，细胞数量规模会有大幅度降低，为减少二氧化碳等物资的浪费，可以视情况保留1～2 台细胞培养箱的运行，其余可以全部关闭；每天查看二氧化碳钢瓶的减压阀，每周查看液氮罐内液氮的存量，接近警戒线时就要及时在学校化学品管理平台进行订购，同时要和供应商进行联系，确保在规定时间内进行运送，最后向学院提交校外人员及车辆入校申请；制定好备选方案，譬如将平常运输使用的小液氮罐拿出盛放液氮，一旦发生液氮不能准时入校的情况，可以使用小液氮罐中的液氮进行救急补充。

2.4 按照日工作计划对实验动物进行保护性饲养

统计动物饲养室内所有实验动物的品种，数量，所占笼具数，所属课题组，大致了解动物所需饲料及垫料量，以及加水加食和更换垫料的频率。此外，由于人员数量有限，可以联系课题组，同时观察动物的生长状态，适当延长动物垫料的更换周期；与课题组进行沟通，了解各自动物培养是否有特殊性，譬如饲料种类，饮用水种类，如果有小动物出生如何分笼等；依据以上信息，制定出动物房每日工作计划，具体到哪些笼位需要加水加食，哪些笼位需要更换垫料并进行清洗等内容；每日观察动物生长状况，如遇动物状态欠佳或死亡状态，要与课题组及时联系，汇报动物状态并作出妥善处理；时刻留意饲料及垫料储备，如有减少到一定量，要及时联系供应商订购，为应对疫情期间各种复杂情况造成不能及时送达的状况发生，可以适当增加储备。同时也要注意饲料垫料储存环境，避免发生潮湿霉变。

3 结语

自疫情发生以来，在彻底贯彻新冠肺炎疫情防控工作精神的前提下，依照学院疫情防控工作领导小组的要求，经过实验室管理人员共同努力，生物技术公共平台运行平稳，排除了各类安全隐患，杜绝了安全事故发生。各大型仪器设备功能正常，为疫情期间重大科研项目提供了重要的技术支撑。细胞培养室、动物饲养室各项工作安全有序进行，在实验室人员合理规划下，各类生物细胞及实验动物安全得到精心养护，细胞及动物状态及时汇报给各课题组，方便其记录结果，做好实验计划调整，为后续科研工作的开展提供了重要保证。

随着疫情逐渐被控制，生产生活逐步进入正轨，学校师生复工复学也随即到来，面对从全国各地回归的师生、员工，如何有效地预防及避免可能发生的二次聚集感染成为高校开学疫情防控的关键问题，在此大环境下，实验室管理工作内容和重点也将随之改变。面对大规模师生集中入校，为弥补疫情期间停滞的科研工作，在短时间内，各类实验可能会有一个急速增长，如何做到在人员不密集，防护不轻心的前提下，正常有序开展工作也是给实验室管理者提出了挑战，对此，需要科学合理分析问题，认真审视实验室管理各环节是否到位，同时要对可能出现的状况作出预判，并制定好切实可行的应急预案。