组织细胞培养的实验室与其他实验室不同,要求较高。根据规模大小的不同,可以分为大、中、小三种实验室。①小型细胞培养室。能够满足大多数从事基础研究工作的细胞实验室。这种类型的实验室要求的条件不太高,具有普通的细胞培养设备即可。适合2~3人使用。②中型细胞培养室。适宜从事细胞工程的研究所,条件要求较高,功能更加齐全。实验室设置最好符合GMP标准。适合5~6人使用。③大型细胞培养室。适合细胞产品的生产,条件要求更高,设备要求也更加完善,能够满足绝大多数细胞实验的要求。必须符合GMP标准。适合20~30人使用。
组织细胞培养与其他一般实验室工作的主要区别在于前者要求保持无菌操作,而且还要清除空气微粒的影响,避免微生物及其他有害因素的污染。超净工作台的应用,大大方便了组织细胞的培养,使得一些普通小实验室也有可能进行细胞培养。
细胞培养实验室至少应该具备6个方面的功能,包括无菌操作、孵育、制备、清洗、消毒灭菌处理和储藏。根据房间大小、功能分区、方便使用、人员通行和物流方向,可以将其分为办公区、清洗消毒区、清洁区、无菌区等。各部门最好设置在既隔离又相连的各个房间里。无菌操作室最好是能单独设置;如都安置在一个大的实验室内,无菌操作区与清洗、消毒灭菌区应分别位于两端,而设备、储藏和孵育区位于此两区之间。
一、无菌操作区
(一)无菌操作室
在无菌操作区,只限于进行细胞培养及其他无菌操作。这个操作区域最好能与外界隔离,即相对封闭的空间,不能穿行或受其他干扰。理想的无菌操作室应具有更衣间、缓冲间和操作间。在更衣间,更换衣服、鞋子及穿戴帽子和口罩。缓冲间位于更衣间和操作间之间,目的是为了保证操作间的无菌环境,同时可放置恒温箱及某些必需的小型仪器,如离心机、水浴箱等。无菌操作间则专用于无菌操作和细胞培养。其大小要适当,其不宜过高,以免影响紫外线的有效灭菌效果;墙壁应光滑无死角,以便清洗和消毒。在条件比较好的实验室,可设计层流净化间,如万分之一级、十万分之一级的层流室等。工作台安置不宜靠墙壁过近,台面宜行光滑的压塑处理,以便解剖组织及采用酚红显示时的pH观察,台面最好漆成白色或灰色。无菌操作间为密闭式,一般无菌操作间的空气消毒用紫外线灯,因紫外线可产生臭氧,并且室内温度及湿度均较高,不利于工作人员健康,故最好应设置空气过滤的恒温恒湿装置。
有些实验室使用无臭氧紫外线消毒器或电子消毒灭菌器。后者的原理是在高压电场作用下,电子管的内外电极发生强烈电子轰炸,使空气电离而将空气中的氧气转换为臭氧。臭氧是一种强氧化剂,能与细菌的胞膜及酶蛋白氢硫基进行氧化分解反应,从而靠臭氧气体弥漫性扩散达到杀菌的目的,消毒时没有死角。消毒后空间内的残留臭氧只需30~45s即能自动还原成氧气,对空气不留异味,对消毒物体表面不留残毒。因此,有条件的实验室,可以将紫外线的开关设置在无菌操作间门外。
(二)净化工作台
目前大多数从事培养工作的实验室都已经装备了超净工作台。这种工作台操作简单,安装方便,占用空间小而且净化效果很好,为培养工作提供了良好的无菌操作环境。即使在不装备单独的无菌操作间的情况下,只要安装了超净工作台,也能基本上满足简单的细胞培养工作需要。现在国内的净化设备厂已经能生产各种级别和档次的净化工作台,但一般细胞培养多利用两种净化工作台。一种是侧流式或称为垂直式,另一种为外流式或称为水平层流式。
各种净化工作台的基本原理大致相同,都是将室内空气经过滤器过滤,由离心风机压入静压箱,再经过高效空气过滤器,由此送出的洁净气流以一定的均匀断面风速通过无菌区,从而形成无尘无菌的高洁净工作环境。净化工作台的气流不同,对培养环境有不同程度的影响。外流式净化工作台可以保证工作台内的空气质量。
二、孵 育 区
主要是指放置孵箱的区域。孵箱是细胞生长、繁殖的主要设备,外接二氧化碳钢瓶。孵箱内环境的一般要求是:维持箱内CO2浓度为5%~10%,另外,孵箱应保持湿化和恒温环境,湿度100%,温度37℃。箱内应保持清洁,定期用75%乙醇等消毒液擦拭。
三、制 备 区
主要进行各种液体的配制,如各种缓冲液、培养基的配制,但在过滤时应该转到超净工作台。
四、储 藏 区
储藏区用来储藏实验需要的实验用品。主要储备无菌液体(如各种缓冲盐溶液、水等),培养基(4℃)、血清、胰蛋白酶、胶原酶(-20℃或者-70℃),无菌玻璃器皿包括培养基瓶和吸管等,各型一次性无菌塑料、橡胶制品、瓶盖、大小不等的过滤器。
五、清洗和消毒灭菌区
应当单独设置一个房间,需要配备专用的接电设备,以及高压锅、蒸馏水设备等,所有清洗、准备、消毒都在此间进行。操作人员应当接受基本的用电安全知识培训。
六、办 公 区
最好配备办公设备,如打印机、电脑及方便查阅资料的网络接口等,以便实验人员能够及时对实验数据进行记录和分析。
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