現(xian)代(dai)離心機(ji)是生物研究至(zhi)關重要(yao)的推(tui)動力,它(ta)實(shi)現(xian)的密(mi)封技術可阻止(zhi)致病(bing)物質分子逸(yi)出。
150 年前離心(xin)(xin)機(ji)(ji)成(cheng)為(wei)分離奶油與牛奶的(de)(de)新方法(fa),那時(shi)候(hou)的(de)(de)人們(men)從未擔心(xin)(xin)過(guo)實驗(yan)室泄(xie)漏問題(ti)。但(dan)時(shi)代在(zai)變。離心(xin)(xin)機(ji)(ji)已(yi)成(cheng)為(wei)生命科(ke)學研究的(de)(de)重要(yao)工具。一場疫(yi)情導致全球 600 多萬人死(si)亡。實驗(yan)室泄(xie)漏已(yi)成(cheng)為(wei)公眾(zhong)心(xin)(xin)目中(zhong)的(de)(de)一個重大隱患。但(dan)現代化的(de)(de)離心(xin)(xin)機(ji)(ji)設計,可(ke)有(you)效確保操(cao)作人員(yuan)的(de)(de)安全。
因此,有(you)必要深入了解(jie)這(zhe)種推動生物(wu)研究(jiu)、無處(chu)不在的設備。我們將(jiang)側重(zhong)于(yu)它(ta)的一項特殊功能(neng),對于(yu)確(que)保安(an)全操作至關重(zhong)要。為了阻(zu)止致病材料分子逸(yi)出,密(mi)封技(ji)術是關鍵(jian)。
近幾十(shi)年(nian)(nian)來發生的(de)一些更嚴重事故,都與這(zhe)個問題(ti)有關(guan)。比(bi)如 1977 年(nian)(nian)爆發的(de)“俄羅(luo)斯流感(gan)",死(si)亡(wang)人數預計達到 70 萬人,其原因(yin)可能就源(yuan)自東北亞(ya)的(de)實驗室泄漏。
另一(yi)次泄露(lu)于 1994 年發生(sheng)在康涅狄格州的新黑文(wen)市,幸(xing)運的是未造成人員(yuan)死亡。一(yi)名(ming)在耶魯(lu)大學(xue)醫學(xue)院 BLS-3 機構工作(zuo)的研(yan)究科學(xue)家患上了一(yi)種不尋常(chang)的出血熱。兩周后(hou),研(yan)究人員(yuan)在使用(yong)離心機的過程中,一(yi)個含有(you)薩比(bi)亞沙粒病毒培養物的試管破碎。
在此(ci)(ci)之前,這種薩比亞沙粒病毒僅出現(xian)(xian)在南(nan)美熱(re)帶(dai)地區。因此(ci)(ci),康涅(nie)狄格出現(xian)(xian)的(de)這次(ci)感染(ran)觸發了警(jing)告。還(huan)好研究人(ren)員得到及時(shi)的(de)治療(liao)并最終康復。但該事件也讓耶魯吸(xi)取(qu)了教訓,在生物安(an)全規定中新增了很多新實踐(jian)和程序。
時間邁入新千(qian)年,若干重(zhong)大(da)病(bing)原體(ti)(ti)事故也接(jie)踵而至(zhi)。2002-2003 年的(de)(de)(de)非(fei)典 (SARS) 病(bing)毒(肺(fei)(fei)炎(yan)病(bing)毒的(de)(de)(de)“表親")。不久之(zhi)(zhi)后的(de)(de)(de) H5N1 幾年之(zhi)(zhi)后的(de)(de)(de)豬(zhu)流(liu)感(gan)。2014 年埃(ai)博拉(la)疫(yi)情(qing)爆發(fa),2015 年出現中東呼(hu)吸綜合(he)征 (MERS)。這(zhe)些(xie)都是(shi)肺(fei)(fei)炎(yan)疫(yi)情(qing)爆發(fa)的(de)(de)(de)前奏,隨后又是(shi)奧密克戎等病(bing)毒變體(ti)(ti)。
令人驚訝的是,這(zhe)段(duan)時(shi)期社交媒體還曾(ceng)報道拉薩熱和(he)登革(ge)熱等(deng)流行疾病(bing)。雖然這(zhe)些(xie)疫(yi)情爆發的范圍在(zai)很大程度上局限于非洲某些(xie)國家,但這(zhe)些(xie)報道卻讓(rang)公(gong)眾憂心忡(chong)忡(chong),對全球(qiu)所有生物研究設施(shi)的安全性予以質疑。
所有這(zhe)些致病細菌在相對較短的時(shi)間內不(bu)斷(duan)冒(mao)出,因此(ci)加強實(shi)驗室生物安全(quan)性(xing)也(ye)成為當務之(zhi)急。但(dan)實(shi)驗室不(bu)能(neng)因此(ci)而減少工作。畢竟,研究人員需要為新(xin)疾病研發新(xin)的抗生素(su)。此(ci)外,微生物不(bu)斷(duan)進化和變異,不(bu)斷(duan)提高對抗生素(su)的耐(nai)藥性(xing),也(ye)是一(yi)項永無止(zhi)境(jing)的挑(tiao)戰。
現在我們(men)來關(guan)注具(ju)體的(de)機(ji)器(qi),以 OHAUS Corporation 的(de)系列(lie)實驗室離心機(ji)為例。該系列(lie)設(she)備為德國設(she)計,是當今(jin)業(ye)內(nei)先進(jin)的(de)技(ji)術(shu)。
但這些設備(bei)特別容易受(shou)空(kong)氣中病原體的威脅,在封閉空(kong)間(jian)中尤為危險(xian)。與其他實驗(yan)室過程(如(ru)調(diao)配(pei)、混合(he)、研磨、振動(dong)、攪拌或超聲波處理)一樣,離心也(ye)會導致病原體進(jin)入空(kong)氣中,因此(ci)需要在設計中采取嚴格的安全防護措施
尤其是進行高速離(li)心時,如(ru)果管(guan)道未(wei)加蓋或(huo)斷裂,或(huo)者(zhe)轉子(zi)蓋未(wei)進行生物(wu)密封(OHAUS 的密封技術術語(yu)),會加大(da)產生和(he)逸出氣溶(rong)膠(jiao)的風險。OHAUS Frontier™ 5000 系(xi)列離(li)心機的大(da)多數型號都(dou)提供生物(wu)隔離(li)配件,比如(ru)用(yong)于(yu)微型管(guan)的 Bioseal Angle 轉子(zi)和(he)用(yong)于(yu)外擺(bai)轉子(zi)的 Bioseal 桶(適(shi)用(yong)于(yu)更大(da)樣品量(liang))。
OHAUS Bioseal 轉(zhuan)子在(zai)進入市(shi)場之前,已在(zai)德國(guo)標(biao)準化研究(jiu)所 (DIN) 進行嚴格測試,獲得相(xiang)關(guan)國(guo)際標(biao)準 DIN EN 61010-2-020:03-2007 認證。
這(zhe)種安(an)(an)全(quan)保證(zheng)至關重(zhong)要,因(yin)為在實驗室中,執(zhi)行(xing)關鍵程序的(de)(de)專(zhuan)業人員(包(bao)括微(wei)生物(wu)學家和生命科學家,尤(you)其(qi)是(shi) BSL-3 和 BSL-4 級別的(de)(de)專(zhuan)業人員)經常需要接觸(chu)具有潛在危險的(de)(de)微(wei)生物(wu)。他們(men)這(zhe)樣做(zuo)是(shi)為了公眾利(li)益,因(yin)此尤(you)其(qi)值得(de)我們(men)尊重(zhong)。所(suo)以設備的(de)(de)安(an)(an)全(quan)性和可靠性是(shi)他們(men)最(zui)關心的(de)(de)問題。
換言之,在討論實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)生(sheng)物安全(quan)(quan)問題時,絕不能忽(hu)視(shi)人為(wei)因素(su)。因此,國(guo)際(ji)組織以(yi)及當(dang)地(di)協(xie)會和(he)(he)行業的制造商,都在努力提高關于良好標準(zhun)和(he)(he)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)實(shi)(shi)踐的意(yi)識,以(yi)此提高安全(quan)(quan)性。當(dang)然(ran),任(ren)何人類行為(wei)都無法規避錯誤,但通過頻繁提醒(xing),可盡可能減少這(zhe)些錯誤的發生(sheng)。實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)離心機最重要的提示包括:
正確固定轉子蓋。
轉子不得過載。
鏟斗必須正確鉤掛,且能夠自由(you)擺動。
如果沒(mei)有鏟斗,不得旋(xuan)轉(zhuan)擺動的鏟斗轉(zhuan)子。
離心管在(zai)轉子中應充(chong)分保持平衡(heng)