疫情期間高校實驗室管理策略探討

許 瑾

（上海交通大學生物醫學工程學院，上海 200030）

0 引言

自新冠肺炎疫情發生以來，學校認真貫徹黨中央、國務院決策部署，落實教育部、上海市的有關要求，全力做好疫情防控工作，保障廣大師生員工健康安全，學校決定推遲2020 年春季學期開學時間，同時要求學生務必不要提前返校。在疫情防控期間，出入實驗室的人員有嚴格規定，實驗室使用人員數量驟減，日常的科研教學實驗也不能大規模開展。在這特殊時期，如何確保實驗室安全、大型儀器設備如何維護保養、細胞培養室、動物飼養室等如何持續運行，實驗室基礎物資如何保證供應等都是實驗室管理人員面臨的亟待解決的問題。本文通過生物醫學工程學院公共平臺實驗室面對疫情帶來的各種管理挑戰，制定了一系列特殊時期的措施及應急預案，消除了實驗室各類安全隱患，確保大型儀器設備良好運行、細胞培養室和動物飼養室等功能房間有序使用，為學院師生解除了后顧之憂，為迎接學校復工復學提供了強有力的物質支撐，確保第一時間快速有效地恢復正?？蒲薪虒W工作狀態。

1 疫情期間高校實驗室管理工作存在的問題

疫情發生后，根據國家和學校的疫情防控要求，學生不能正常返校開展科研學習工作，實驗室使用人數驟減，但國家重大科研項目仍在進行，由此引發的實驗室安全、大型儀器維護運行、動物飼養、細胞培養等相關問題逐漸凸顯。

1.1 實驗室安全面隱患增多

高校實驗室的安全管理工作對教學和科研順利進行起著至關重要的作用［1］，實驗室的安全不僅關系到國家財產的安全，也關系到師生科研成果的安全［2］。疫情期間，保障實驗室安全是關系到學院有序工作開展，緩解師生不能返校焦慮心態的重要工作內容。高校實驗室具有設備資產集中、科學技術密集、危險化學試劑相對集中等特點［3］，因此高校實驗室安全管理是一項復雜的系統工程，包括防火、防爆、放生物污染和化學藥品泄露等［4］。

（1）門窗未關好造成雨水灰塵損壞儀器。由于進出學院人員數量驟減，實驗室門窗如有開啟，一旦遇見風雨天氣，靠窗儀器設備可能發生進水從而引起功能故障或者電源短路引起火災等安全事故。

（2）高溫高壓設備長期無人管理，引發安全隱患。滅菌鍋、烘箱、水浴鍋等加熱設備，由于疫情期間使用頻率減少關注度下降，一旦發生電源短路等故障，就會存在失火隱患。細胞培養室、小動物光學成像儀等各大儀器都配有各類鋼瓶，如若長期無人管理，可能會出現鋼瓶傾倒、氣體泄漏等安全事故。

（3）垃圾處理不及時，影響環境衛生。疫情特殊期間，國家級重點科研項目通過學校審批后還在進行，動物飼養室的實驗動物也在正常喂養，面對外來人員車輛不能隨意進校園的情況，實驗室產生的各類生物化學廢物不能及時清運處理，長期堆放可能會造成生物及化學物品的泄露，不僅會有刺鼻氣味的產生，而且還能造成生物化學污染，嚴重影響環境衛生，給實驗室人員健康帶來嚴重危害［5］。

（4）試劑保管不善，存在安全隱患。特殊時期學生離校比較倉促，實驗臺未能及時按要求進行整理，很多試劑雜亂擺放在實驗臺面上。由于實驗室藥品種類繁多，如果擺放保管不當可能發生火災、爆炸等嚴重事故［6］。

1.2 大型儀器設備日常維護運行工作量增加

生物技術公共平臺配有流式細胞分選儀、XCT 顯微鏡、雙光子顯微鏡等大型儀器設備，這是建設一流學科、培育一流人才的重要保障，大型儀器往往自動化程度高、價格昂貴，承擔了眾多精密的科研任務［7］，對安置空間、環境有著嚴苛的要求。在疫情防控期間，如何建立高效精準的管理體系，做好大型儀器的日常維護，維持良好的運行功能，是疫情結束后迅速恢復科研教學的重要保障。

（1）溫濕度變化引起光學儀器鏡片發生霉變。公共平臺實驗室顯微鏡包括雙光子顯微鏡、正置熒光顯微鏡、倒置熒光顯微鏡、共聚焦激光顯微鏡，對房間清潔度、干燥溫濕度、有無腐蝕氣體等環境因素非常敏感。上海1、2 月份氣溫較低，濕度較大，如果維護不當，鏡片容易出現生霉脫膠等狀況，因此，儀器放置房間除了要及時清掃以外，空調和除濕器要時刻保持開啟狀態［8-9］。

（2）關機時間過長，精密分析儀器容易出現故障。為保持流式細胞儀良好的運行狀態，儀器要經常性的開啟，使內部液流系統進行自我檢測，避免發生由于生霉或其他物質堵塞而導致的功能損壞。疫情期間，流式細胞儀的使用率急劇降低，液路管道中的鞘液不能及時進行循環更新，增加了管道堵塞的危險性。同時，流式細胞儀中也包含光學系統，對環境潔凈度、溫度、濕度也有嚴格的要求，要時刻注意空調和除濕機是否處于正常狀態［10-11］。

（3）XCT顯微鏡實驗周期較長，各環節需要妥善安排和關注。XCT 顯微鏡作為放射性實驗設備配備專人專管，相較于普通實驗設備而言放射性實驗設備通常情況下不允許學生或老師自行操作，同時該設備對運行環境有較高要求，因疫情原因所導致的人員限制、管理強度降低等情況可能對設備造成以下影響：XCT顯微鏡實驗機時較長，可能出現一次完整實驗需要2～3 d的情況，因實驗人員和研究人員在疫情期間進入實驗室頻率和時間受到限制導致有些實驗無法有效完成，同時XCT 顯微鏡作為大型實驗設備，一般要求保持開機狀態，以避免斷電對硬件造成損害。疫情期間實驗數量減少，設備可能出現長時間無人使用和看管的情況，需要經常查看儀器設備電力供應是否有異常。

1.3 細胞培養及后續處理需要謹慎對待

由于使用人數較多，并且各個課題對細胞培養的方法及要求各不相同，公共平臺細胞培養室處于全年無休狀態。新冠疫情突發時，雖然學校已處于寒假階段，但是有少部分科研人員的細胞實驗仍在進行。在人員出入學校受限的情況下，如何妥善處理培養箱中的細胞，保障房間內各儀器設備的安全運行、二氧化碳、液氮等物資的持續供應是公共平臺管理人員面臨的重要問題［12］。

（1）細胞培養。公共平臺細胞培養室共有4 個獨立操作間，各課題組的實驗細胞分別存放于各操作間的細胞培養箱內。疫情期間，為了配合學校相關防疫工作需求，實驗人員不能隨意進出實驗室，二氧化碳等物資的運送也受到了限制。在此情況下，如果不及時將細胞進行凍存等必要處理，任憑其無限擴增，勢必會造成資源浪費，加大特殊期間實驗室管理難度。面對這一問題，如何在保證細胞安全及科研進展的前提下，盡可能縮減細胞培養規模，合理將細胞進行歸并培養，需要實驗室管理人員根據實際情況做出判斷，及時聯系課題組，迅速制定可行方案。

（2）物資保障。疫情發生后，氣體供應商產能下降，同時學校對外來車輛人員實行嚴格的審批制度，導致二氧化碳液氮等物資訂購周期延長，為保證細胞培養及凍存不受影響，實驗室管理者需要制定有效措施，增加對這些基礎物資的監控頻率，預留足夠的訂購時間，同時要有可行的備選方案，確保各類細胞的安全。

1.4 實驗動物面臨飼養困難、物資保障不足

SPF級實驗動物飼養室是我院公共平臺重要組成部分，共飼養各品系大小鼠1 200 余只，為生命科學、納米診斷等領域的研究提供重要的物質材料。疫情防控期間，盡管學院各類科研教學工作放緩甚至停滯，但是實驗動物飼養工作不能有半點疏忽和大意，否則就會造成實驗動物非正常死亡，不僅影響科研進展，而且也是巨大資源浪費。在學院實驗人員驟然減少的情況下，如何保證動物的喂食加水、墊料更換等工作正常進行，這是實驗室管理人員亟待解決的難題。

（1）實驗動物喂食加水。由于科研目的不同，各實驗動物喂養所需的飼料及飲用水種類不盡相同［13-14］。平時實驗動物的喂養由各課題組自行完成，但是在疫情期間，實驗室管理者需要幫助課題組完成此項工作，但是飼料種類、喂食量、喂食頻率等問題需要管理者和課題組進行充分溝通，做好規劃，才能確保萬無一失。

（2）實驗動物墊料更換及籠具清洗。墊料更換及籠具清洗是一項繁重耗時的體力工作，在實驗室人員數目有限的條件下，增加排班數量適當減少墊料更換頻率，需要管理者根據以往經驗，并隨時觀察動物生長狀況做出判斷和調整。

（3）動物尸體的處理。在實驗動物喂養過程中，部分動物由于用藥或接種腫瘤等原因會發生死亡現象，對于科研者來說，這可能是經過幾個月甚至更長時間的喂養需要觀察記錄的結果，也是課題研究的重要組成部分，如果將實驗動物尸體隨意丟棄，直接導致前期的實驗工作前功盡棄，因此在碰見實驗動物死亡情況發生時，需要記錄耳標，記錄動物死亡時特征性的表現，動物尸體是否要妥善保存，需要管理者隨時與課題組保持溝通進行有效處理。

（4）物資供應。動物喂養過程中會消耗大量的飼料墊料。疫情期間，由于工廠產能不能及時恢復，外來人員和車輛進出校園受限等原因，飼料墊料不能及時送達，如何保障這些基礎物資不短缺，也是實驗室管理者需要提前做好溝通準備。

2 疫情期間加強實驗室管理舉措

面對疫情期間凸顯的一系列實驗室問題，管理者對各項工作進行統籌規劃，制定符合實際的防控機制、策略和方法來保障實驗室的正常運行。

2.1 按照檢查清單進行每日安全巡查

重點排查實驗室電源開關是否完整，電線外皮是否有剝落，插線板是否按規定固定在墻壁上等，暫時無人使用的設備尤其是加熱設備（包括高壓滅菌鍋、烘箱、水浴鍋等）要及時關閉；逐一查看自來水管是否有漏水，水龍頭是否關緊，不能忽略檢查各純水儀的管道機箱是否有滲水，因為大多純水儀擺放在實驗臺桌面上，一旦漏水就會直接影響桌面其他儀器設備，如果接觸到電源插座更是有短路失火的危險；查看各實驗室的實驗臺上是否留有未放入試劑柜的試劑，是否有試劑瓶開口放置，是否有標簽模糊的試劑，若發生以上情況要及時聯系課題組，確認藥品分類及儲存條件，標注好姓名、集中妥善管理；確定實驗室內所有鋼瓶都正確固定，氣體管道、氣體鋼瓶減壓閥沒有漏氣。對于暫時不啟用的鋼瓶要及時擰緊關閉；在實驗室廢棄物制定堆放地點，要重點排查廢液桶是否完整無漏液，瓶蓋有無擰緊。收集廢棄墊料、手套等生物垃圾袋是否扎緊沒有散發刺鼻氣體。針頭玻璃等是否放入利器盒內無灑落。

2.2 大型儀器設備每周進行維護保養

在安排值班時，要確保每一臺大型設備的管理者至少每周上班一天。值班時，重點查看空調、除濕機是否運行正常，除濕機內收集的冷凝水要及時傾倒。各類熒光顯微鏡的鏡片要注意查看是否有水汽霉變，使用儀器配備的標準樣本進行開機觀察，檢測儀器設備是否正常。流式細胞儀要每周要進行開機運行，如果沒有細胞實驗的情況下，可以使用熒光小球代替細胞進行實驗，使儀器液路系統進行循環流動，不易發生堵塞和霉變。因為XCT實驗周期較長，確有實驗需要務必提前聯系設備管理員，合理做好工作規劃，在實驗人員不能進校的情況下，確保實驗設備安全正常運行。

2.3 有計劃地進行細胞培養和保存

查看每臺培養箱內的細胞的基本信息，詳細記錄細胞的標記，培養皿/板的數量，放置位置，大致生長狀態。然后將以上情況和課題組進行溝通，確定細胞處理方案，如果培養意義不大的細胞直接進行妥善丟棄，重要的細胞盡可能進行凍存，如果十分珍惜嬌弱的細胞，不恰當的凍存方法或凍存試劑可能會影響其活性［15-16］，這時細胞管理者可以代課題組進行培養；經過以上處理，細胞數量規模會有大幅度降低，為減少二氧化碳等物資的浪費，可以視情況保留1～2 臺細胞培養箱的運行，其余可以全部關閉；每天查看二氧化碳鋼瓶的減壓閥，每周查看液氮罐內液氮的存量，接近警戒線時就要及時在學?；瘜W品管理平臺進行訂購，同時要和供應商進行聯系，確保在規定時間內進行運送，最后向學院提交校外人員及車輛入校申請；制定好備選方案，譬如將平常運輸使用的小液氮罐拿出盛放液氮，一旦發生液氮不能準時入校的情況，可以使用小液氮罐中的液氮進行救急補充。

2.4 按照日工作計劃對實驗動物進行保護性飼養

統計動物飼養室內所有實驗動物的品種，數量，所占籠具數，所屬課題組，大致了解動物所需飼料及墊料量，以及加水加食和更換墊料的頻率。此外，由于人員數量有限，可以聯系課題組，同時觀察動物的生長狀態，適當延長動物墊料的更換周期；與課題組進行溝通，了解各自動物培養是否有特殊性，譬如飼料種類，飲用水種類，如果有小動物出生如何分籠等；依據以上信息，制定出動物房每日工作計劃，具體到哪些籠位需要加水加食，哪些籠位需要更換墊料并進行清洗等內容；每日觀察動物生長狀況，如遇動物狀態欠佳或死亡狀態，要與課題組及時聯系，匯報動物狀態并作出妥善處理；時刻留意飼料及墊料儲備，如有減少到一定量，要及時聯系供應商訂購，為應對疫情期間各種復雜情況造成不能及時送達的狀況發生，可以適當增加儲備。同時也要注意飼料墊料儲存環境，避免發生潮濕霉變。

3 結語

自疫情發生以來，在徹底貫徹新冠肺炎疫情防控工作精神的前提下，依照學院疫情防控工作領導小組的要求，經過實驗室管理人員共同努力，生物技術公共平臺運行平穩，排除了各類安全隱患，杜絕了安全事故發生。各大型儀器設備功能正常，為疫情期間重大科研項目提供了重要的技術支撐。細胞培養室、動物飼養室各項工作安全有序進行，在實驗室人員合理規劃下，各類生物細胞及實驗動物安全得到精心養護，細胞及動物狀態及時匯報給各課題組，方便其記錄結果，做好實驗計劃調整，為后續科研工作的開展提供了重要保證。

隨著疫情逐漸被控制，生產生活逐步進入正軌，學校師生復工復學也隨即到來，面對從全國各地回歸的師生、員工，如何有效地預防及避免可能發生的二次聚集感染成為高校開學疫情防控的關鍵問題，在此大環境下，實驗室管理工作內容和重點也將隨之改變。面對大規模師生集中入校，為彌補疫情期間停滯的科研工作，在短時間內，各類實驗可能會有一個急速增長，如何做到在人員不密集，防護不輕心的前提下，正常有序開展工作也是給實驗室管理者提出了挑戰，對此，需要科學合理分析問題，認真審視實驗室管理各環節是否到位，同時要對可能出現的狀況作出預判，并制定好切實可行的應急預案。