医学实验室液氮操作的风险分析、控制和应急处置

严冬琳　江宏兵　潘永初　王林

摘 要 液氮作为常用的制冷剂，在医学实验室中常被使用到。但在实验过程中，由于液氮的物理、化学特性，以及操作人员对液氮危险性认识不足，操作不规范等，造成液氮操作过程的风险性增加，对自身或他人造成人身伤害。因此，本文从实验室现场管理六要素分析医学实验室的液氮安全风险，并对产生的风险加以控制，保证实验室安全有效地运行。

关键词 液氮;风险分析;风险控制;5M1E分析

中图分类号：G482                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.31.049

Risk Analysis， Control and Emergency Operations in Medical Laboratory

When Using Liquid Nitrogen

YAN Donglin[1][2]， JIANG Hongbing[1][2]， PAN Yongchu[1][2]， WANG Lin[1][2]

（[1]Jiangsu Province Key Laboratory of Oral Diseases， Nanjing， Jiangsu 210029;

[2]The Affiliated Stomatological Hospital of Nanjing Medical University， Nanjing， Jiangsu 210029）

Abstract As a common refrigerant， liquid nitrogen is often used in medical laboratories. However， that the risk increases when using liquid nitrogen is due to the physical and chemical characteristics of liquid nitrogen， the operator's insufficient understanding of the risk and non-standard operations， which also causes personal injury to himself or others. Therefore， through the six elements of laboratory field management， this paper analyzes the safety risk of liquid nitrogen， provides reference for risk control of liquid nitrogen， so as to provide guarantee for the safe and effective development of medical laboratories.

Keywords liquid nitrogen; risk analysis; risk control; 5M1E analysis

醫学实验室是医学高等院校开展实验教学、科学研究和人才培养的重要场所，同时还承担着硕士、博士研究生等高层次人才的培养任务。[1，2]近年来，随着我国医学事业不断发展，转化医学和精准医学的研究走进大数据时代，[3]各大院校开展高质量可溯源的生物样本研究，[4]组建初具规模的生物样本库。而液氮作为生物样本库建设中保存样本的重要介质之一，在实际操作中应用广泛，但液氮的操作使用安全却常常被忽视。

液氮不燃，具有窒息性，沸点-196℃，常温常压下极易气化。[5]使用过程中若不重视液氮的操作风险，极易对实验人员的人身安全造成损害，包括冻伤;样品管炸裂导致皮肤划伤、眼睛受创出血;严重者甚至出现窒息。因此，本文从实验室现场管理六要素人、机、料、法、环、测（5M1E）入手，对液氮使用过程中的多环节进行风险分析和控制，[5]并提出应急处置措施。

1医学实验室液氮操作的风险分析

1.1 液氮操作人员

医学实验室中，实验人员通常为研究生、进修人员以及部分本科生。大多数实验人员是首次进入实验室，对液氮安全操作的规程并不了解，未经过液氮安全培训就开展相关实验。对液氮的危险性认识不充分，不遵守液氮操作规程和应急处置流程，易造成液氮安全事故。

1.2 液氮罐

液氨罐分为储存型、运输型、便携式、自增压、自排液等类型。医学实验室一般使用的液氮罐为储存型液氮罐，不配备增压装置。

实验室使用的液氮罐大多使用时间较长，液氮罐本身老旧，易造成液氮的“跑冒滴漏”，存在一定的安全隐患。而实验室管理人员未定期对液氮罐进行维护保养，也是液氮罐存在风险的重要原因之一。

1.3 冻存盒及冻存管

液氮作为常用的低温制冷剂，可以立即冷冻生物组织，而不会破坏生物活性。在冷冻生物组织的过程中，使用冻存管或冻存盒作为盛放生物组织的容器，因此，冻存管和冻存盒的本身的材质、制作工艺等，也会影响生物组织的冻存效果。更有甚者，质量不达标的劣质冻存管或冻存盒，在由低温的液氮环境过度至常温环境时，还会发生炸裂，对操作人员的生命健康造成危害。

1.4 操作管理办法

液氮操作管理办法大多相似，存在的问题主要是针对性不强，未根据实验室实际情况制定。在实验室现场管理中，实验人员容易疏忽遗漏操作细节，导致液氮罐损坏、液氮蒸发过快、冻存物品的效果不理想等状况。

1.5 液氮罐储存环境

医学实验室的环境空间有限，除了给学生操作留下必要空间外，剩余的场地一般摆放各种实验设备和试剂，液氮罐往往没有独立的空间，一般放置于房间的角落等不影响实验操作的地方，有的甚至直接置于走廊等位置。

1.6 操作过程

实验人员在实际液氮操作中，因防寒手套和面罩等防护装备，妨碍到液氮操作的流畅性，因此经常不佩戴防护装备进行操作。夏季，不穿着长袖长裤遮挡身体裸露部位，易导致液氮冻伤裸露的皮肤，损害操作者的人身健康。

2医学实验室液氮操作的风险控制

2.1加强对液氮操作人员的培训

实验室组织液氮专项操作培训，规范实验人员的液氮操作，提升实验人员的液氮安全操作意識。定期组织液氮安全培训准入考核，培训考核采取现场考核、问卷笔试的方式，对考核合格的实验人员，颁发培训合格证书。[7]

除专项培训考试外，每周统一时间开放液氮，组织实验人员集中操作，督促操作人员穿戴好防护设备，并对液氮操作过程进行日常监督，发现操作问题及时纠正。

2.2 定期检查维护液氮罐

对于增压型、自排液型的液氮罐，需要定期进行安全检测，查看压力表是否正常，保证液氮罐的安全使用。

对于实验室常用的储存性液氮罐，添加液氮前，首先要检查外壳是否完整，真空排气口是否完好。其次，检查液氮内腔是否存在异物或被腐蚀。[8]定期增添液氮，一般液氮存量为1/2～2/3容积时，需要添加液氮。液氮添加后盖上盖塞，检查液氮盖塞是否完好，注意一定要使用液氮罐配套盖塞，自制或非配套盖塞容易导致液氮溢出或罐内压增大，严重时造成安全事故。做好维护清洁工作，定期清理过期样本，在清洁液氮罐时，使用中性洗涤剂清洗刷净，再用30℃的温水冲洗，避免内腔腐蚀。[9]

日常使用中，留意液氮罐外表面是否结霜，如外表面结霜，则需要更换液氮罐。另外，注意液氮的保存天数，如保存天数减少、液氮蒸发率增高，及时联系厂家对液氮罐进行检测，必要时更换新的液氮存储罐。

2.3 选择质量达标的冻存产品

冻存盒规格根据液氮提筒的规格选择，一般选用81格或100格冻存盒。冻存盒上留有排液孔，方便盒内液氮流出，减少取用样本时的液氮损耗。冻存盒材质一般选用不锈钢和聚碳酸酯盒。

冻存管一般选择2ml规格，冻存时注意样本的大小一般不超过冻存管的三分之二容积。材质一般为塑料聚丙烯，液氮冻存时建议使用带硅胶垫的内旋冻存管，可有效增强冻存管的密封性。

2.4 制定液氮操作管理办法

根据实验室的实际情况，针对性地制定液氮操作管理办法，并于醒目位置张贴注意事项，提醒实验人员规范液氮操作。

2.4.1 充装液氮

液氮罐首次充装液氮，或长期停用后重新充装液氮，因内胆是常温，应先少量充入，使内胆逐渐冷却，液氮沸腾现象减弱后再加快充注速度。否则液氮会沸腾向外飞溅，引起冻伤。不要将液氮充在颈管上，应将充注管头插入容器底部后，再充装液氮。在使用漏斗加注时，应使漏斗口和颈口之间留有间隙，使氮气能自由排出。

2.4.2 冻存物品取放

取放冻存物品时，均应细心谨慎操作。首先垂直地轻轻取下盖塞，再垂直地提起提筒，轻轻移到容器中间，从容器颈管取放物品。如必须将提筒提出液氮罐再取放物品，需待提筒内的液氮排完后，再将提筒提至外环境平置，切勿匆忙提出，以免液氮从提筒内逸出，发生冻伤事故。

提筒拿出后，向上拔起插销，根据编号轻轻拉开对应层的抽屉或冻存盒，取放样品或冻存管。操作结束后，合上抽屉或复位冻存盒，插上插销，将提筒与盖塞轻轻复位。

要注意尽量缩短瓶口开放时间，不可把提筒同时全部取出，以免容器吸入空气中的水分，增大液氮的蒸损和影响冷冻物品的贮存效果。颈管上附着的冰霜，不要用硬物剥落，以免损伤颈管。提筒通过颈管时，注意不要撞击颈管，以免造成容器损坏。

2.4.3 判断液面高度

用液位尺从液氮罐颈部中心插入底部中心，约10～15秒钟后取出，液位尺标识长度即为罐内液氮高度。严禁使用空心管检查，以防液氮从管内喷出伤人。液面低于冻存物体最高面时，为保证冻存效果，应及时增添液氮。

2.4.4 实验室使用少量液氮的注意事项

实验室临时使用少量液氮时，需使用小型液氮罐存放，不建议使用保温瓶、真空瓶临时存放，注意盖子不应盖太紧，要留下气化出气的孔隙。

临时少量液氮运输时，请用便携式液氮罐运输，不允许使用保温瓶、真空瓶以及其他旧容器作为容器运输。长距离运输时，请使用专业车辆进行运输，严禁乘坐公共交通工具运送液氮。

2.5 液氮罐放置于通风阴凉的环境

液氮罐应直立放置于平整的地面上，同时需处于通风阴凉的环境中，无太阳光直射，环境温度不宜超过50℃。避免放置于实验操作区，避免与危险化学品、高温高压设备等混放。液氮操作环境中安装在线监控，包括监测氧气含量、温度以及人员操作情况，将各项环境因素控制在可控范围内。

2.6 注重操作过程中的安全防护措施

液氮使用前，必须穿戴好防护设备，主要包括：呼吸系统防护：一般不需特殊防护。但当作业场所空气中氧气浓度低于19%时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。眼睛防护：戴安全防护面罩或防护眼镜。手防护：戴防寒手套。其他防护：穿过脚踝不露脚面的鞋;避免高浓度吸入，防止冻伤。

3医学实验室液氮操作的应急处置

3.1 制定液氮应急处置预案

根据各医学实验室特点，制定具体化的液氮安全应急预案，建立完整的应急处置措施。及时更新应急通讯录，保证在遇到突发状况时，能及时有效地联系上应急响应人员。[10]

在操作过程中，发生液氮泄漏事故，应立即停止操作，并撤离现场，同时通知液氮安全负责人。液氮安全负责人接到泄漏事故的通知后，立即上报实验室管理部门，并联系后勤保卫人员、设备售后人员等，组织后勤保卫人员封锁现场，设备售后人员排查事故源头。实验室管理部门根据事件分级，组织各部门积极控制事态发展。待泄漏问题排除后，再解封现场进行液氮操作。

3.2 开展液氮应急演练

根據制定的应急预案，定期开展液氮应急演练，使实验人员熟练掌握液氮应急处置措施，提升实验人员对液氮突发事件的应急处理能力：（1）大量泄漏造成操作人员出现缺氧昏迷现象，把昏迷人员移至空气清新处。若人员已停止呼吸，采取人工呼吸并寻求医治;（2）使用过程中发生皮肤接触液氮，立即脱掉冻伤部位衣物，将受伤部位放在不超过40℃的温水中浸泡，随即就医;（3）使用过程中由于样品管炸裂，导致皮肤划伤、眼睛受创出血，先简单消毒包扎伤口后立即就医。

3.3 智能化应急监测

建立智能化的共享监测体系，[11]形成多网联合下的信息化管理网络，包括异常情况自动探查、网络/手机多端口及时报警和留档等多项重要功能。通过高清摄像监控，实现设备状态、人员行为、环境状况的24小时零盲区的全方位、全流程自动监测和实时跟踪。安装氧气浓度监控探头，动态监测密闭空间内的氧气浓度，避免危险危害情况的发生，保障实验室安全平稳运行。

*通讯作者：潘永初

参考文献

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[10] 王亚曦，杨宗泽，谭维维，等.华西生物样本库低温储存系统安全管理[J].中国医药生物技术，2020，15（04）：342-346.

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