現代離心機是生物研(yan)究至關(guan)重要的(de)推動(dong)力,它(ta)實現的(de)密封技術可阻止致病(bing)物質分子逸出(chu)。
150 年前離(li)(li)心機成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)分離(li)(li)奶(nai)(nai)油與牛(niu)奶(nai)(nai)的(de)(de)(de)(de)新(xin)方法,那時候的(de)(de)(de)(de)人們從未擔心過實驗室泄(xie)漏問題。但時代在變。離(li)(li)心機已成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)生命科(ke)學(xue)研究的(de)(de)(de)(de)重要工具。一場疫情導致全球 600 多萬人死(si)亡(wang)。實驗室泄(xie)漏已成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)公眾心目中的(de)(de)(de)(de)一個重大(da)隱患(huan)。但現代化的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)心機設計(ji),可有(you)效確(que)保操作人員的(de)(de)(de)(de)安(an)全。
因(yin)此,有必要(yao)深(shen)入了解這種(zhong)推動生物研究、無處不在(zai)的(de)設備。我們(men)將側重于它(ta)的(de)一項特(te)殊功能(neng),對于確保安全操作至關重要(yao)。為了阻(zu)止(zhi)致病(bing)材(cai)料分(fen)子逸(yi)出,密封(feng)技術是關鍵。
近幾(ji)十年來發生(sheng)的一些更嚴重(zhong)事故(gu),都與(yu)這個(ge)問題有(you)關。比如 1977 年爆發的“俄羅斯流感",死亡人數(shu)預計達(da)到 70 萬人,其原因(yin)可能就源自東北亞的實驗室泄漏(lou)。
另一(yi)次泄露于(yu) 1994 年(nian)發(fa)生在康涅狄格州的(de)(de)新黑文市,幸運的(de)(de)是未造成人員(yuan)死(si)亡(wang)。一(yi)名在耶魯大學醫(yi)學院 BLS-3 機(ji)構(gou)工作的(de)(de)研究科學家患(huan)上(shang)了一(yi)種不(bu)尋常的(de)(de)出血熱。兩(liang)周后,研究人員(yuan)在使用離心機(ji)的(de)(de)過程中,一(yi)個含有薩比(bi)亞(ya)沙粒病毒培養物的(de)(de)試(shi)管破碎(sui)。
在此之前(qian),這(zhe)種薩比亞沙粒(li)病毒僅出現(xian)在南美熱帶(dai)地區。因此,康涅狄格出現(xian)的(de)這(zhe)次感染觸發(fa)了警(jing)告(gao)。還好研究人員得到及時的(de)治(zhi)療并最(zui)終康復。但該事件也讓耶魯吸(xi)取了教訓,在生物安全規定中新(xin)增了很多新(xin)實(shi)踐和程序。
時間邁(mai)入新千(qian)年(nian)(nian),若干重大病原體事故也接踵而至(zhi)。2002-2003 年(nian)(nian)的(de)非典 (SARS) 病毒(du)(du)(肺(fei)炎病毒(du)(du)的(de)“表親")。不久之(zhi)后的(de) H5N1 幾年(nian)(nian)之(zhi)后的(de)豬流感(gan)。2014 年(nian)(nian)埃(ai)博拉(la)疫情爆發(fa)(fa),2015 年(nian)(nian)出現中東(dong)呼吸(xi)綜合征 (MERS)。這些都是肺(fei)炎疫情爆發(fa)(fa)的(de)前(qian)奏(zou),隨后又是奧(ao)密(mi)克戎等病毒(du)(du)變(bian)體。
令人驚訝的(de)是,這(zhe)段(duan)時期社交(jiao)媒體還曾報道拉(la)薩熱和登(deng)革熱等流行疾病。雖然(ran)這(zhe)些(xie)疫情爆發的(de)范圍(wei)在(zai)很大程度上局限(xian)于非洲某(mou)些(xie)國家,但這(zhe)些(xie)報道卻讓公(gong)眾憂心(xin)忡忡,對全(quan)(quan)球所有生物研究設施的(de)安全(quan)(quan)性予以(yi)質(zhi)疑(yi)。
所有這些(xie)致病細菌在相對較短的時間內不(bu)斷(duan)冒出,因(yin)此(ci)加強實驗室生物安(an)全(quan)性也(ye)成為當務之急。但實驗室不(bu)能因(yin)此(ci)而(er)減少工作。畢(bi)竟,研(yan)(yan)究人員(yuan)需要為新疾病研(yan)(yan)發新的抗生素。此(ci)外,微生物不(bu)斷(duan)進化(hua)和變異,不(bu)斷(duan)提高(gao)對抗生素的耐藥性,也(ye)是一項永無止(zhi)境的挑戰。
現在(zai)我(wo)們(men)來關注具體的機器,以 OHAUS Corporation 的系(xi)(xi)列實驗室離心(xin)機為(wei)(wei)例。該系(xi)(xi)列設備為(wei)(wei)德國設計(ji),是當今業內先進的技(ji)術。
但這(zhe)些設備特別(bie)容易受空氣中病原(yuan)體的(de)威脅,在封閉(bi)空間(jian)中尤為(wei)危險。與其他實驗室(shi)過程(cheng)(如調配、混合、研磨、振動、攪拌或超(chao)聲波處理)一(yi)樣,離(li)心也會導致(zhi)病原(yuan)體進入空氣中,因(yin)此需要(yao)在設計中采取嚴(yan)格的(de)安全防護措施
尤其是進(jin)行(xing)高速(su)離(li)心(xin)時,如果管道未(wei)加蓋(gai)(gai)或(huo)斷(duan)裂,或(huo)者轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子蓋(gai)(gai)未(wei)進(jin)行(xing)生(sheng)物(wu)密(mi)封(OHAUS 的密(mi)封技術(shu)術(shu)語),會加大產生(sheng)和(he)逸出(chu)氣溶膠的風(feng)險。OHAUS Frontier™ 5000 系列離(li)心(xin)機的大多(duo)數型(xing)號都提(ti)供生(sheng)物(wu)隔離(li)配件,比如用于微型(xing)管的 Bioseal Angle 轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子和(he)用于外擺轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子的 Bioseal 桶(適用于更(geng)大樣品量)。
OHAUS Bioseal 轉子在進(jin)入市場之前(qian),已在德國標(biao)準化(hua)研究(jiu)所(suo) (DIN) 進(jin)行嚴(yan)格(ge)測試,獲得(de)相關國際標(biao)準 DIN EN 61010-2-020:03-2007 認證。
這(zhe)種安(an)全(quan)保證(zheng)至關重要(yao),因為在實驗(yan)室中,執行關鍵程序的(de)專業(ye)人員(包括微生(sheng)物(wu)(wu)學家和(he)生(sheng)命科學家,尤其是 BSL-3 和(he) BSL-4 級別的(de)專業(ye)人員)經常(chang)需要(yao)接觸具有(you)潛在危險(xian)的(de)微生(sheng)物(wu)(wu)。他(ta)們這(zhe)樣(yang)做(zuo)是為了(le)公眾利(li)益,因此尤其值(zhi)得我們尊重。所以設備的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可靠性(xing)是他(ta)們最關心的(de)問題。
換(huan)言之,在(zai)討論實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室生物安全問題時,絕不能(neng)忽(hu)視人(ren)為因素。因此,國際組(zu)織以(yi)及當(dang)地協會和行(xing)業的制(zhi)造商,都在(zai)努力提高(gao)關(guan)于(yu)良好標(biao)準(zhun)和實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室實(shi)(shi)(shi)踐的意識,以(yi)此提高(gao)安全性。當(dang)然,任何人(ren)類行(xing)為都無法規(gui)避(bi)錯(cuo)誤,但通過(guo)頻繁提醒,可盡可能(neng)減(jian)少(shao)這些錯(cuo)誤的發生。實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)室離心機(ji)最重要(yao)的提示包括:
正確固定轉子蓋。
轉子不得過載。
鏟(chan)斗必須(xu)正確(que)鉤掛,且能夠自由擺動。
如果沒有(you)鏟斗,不得(de)旋轉擺動的鏟斗轉子。
離心管在轉(zhuan)子中應充(chong)分保持平衡