醫學實驗室液氮操作的風險分析、控制和應急處置

嚴冬琳　江宏兵　潘永初　王林

摘 要 液氮作為常用的制冷劑，在醫學實驗室中常被使用到。但在實驗過程中，由于液氮的物理、化學特性，以及操作人員對液氮危險性認識不足，操作不規范等，造成液氮操作過程的風險性增加，對自身或他人造成人身傷害。因此，本文從實驗室現場管理六要素分析醫學實驗室的液氮安全風險，并對產生的風險加以控制，保證實驗室安全有效地運行。

關鍵詞 液氮;風險分析;風險控制;5M1E分析

中圖分類號：G482 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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

醫學實驗室是醫學高等院校開展實驗教學、科學研究和人才培養的重要場所，同時還承擔著碩士、博士研究生等高層次人才的培養任務。[1，2]近年來，隨著我國醫學事業不斷發展，轉化醫學和精準醫學的研究走進大數據時代，[3]各大院校開展高質量可溯源的生物樣本研究，[4]組建初具規模的生物樣本庫。而液氮作為生物樣本庫建設中保存樣本的重要介質之一，在實際操作中應用廣泛，但液氮的操作使用安全卻常常被忽視。

液氮不燃，具有窒息性，沸點-196℃，常溫常壓下極易氣化。[5]使用過程中若不重視液氮的操作風險，極易對實驗人員的人身安全造成損害，包括凍傷;樣品管炸裂導致皮膚劃傷、眼睛受創出血;嚴重者甚至出現窒息。因此，本文從實驗室現場管理六要素人、機、料、法、環、測（5M1E）入手，對液氮使用過程中的多環節進行風險分析和控制，[5]并提出應急處置措施。

1醫學實驗室液氮操作的風險分析

1.1 液氮操作人員

醫學實驗室中，實驗人員通常為研究生、進修人員以及部分本科生。大多數實驗人員是首次進入實驗室，對液氮安全操作的規程并不了解，未經過液氮安全培訓就開展相關實驗。對液氮的危險性認識不充分，不遵守液氮操作規程和應急處置流程，易造成液氮安全事故。

1.2 液氮罐

液氨罐分為儲存型、運輸型、便攜式、自增壓、自排液等類型。醫學實驗室一般使用的液氮罐為儲存型液氮罐，不配備增壓裝置。

實驗室使用的液氮罐大多使用時間較長，液氮罐本身老舊，易造成液氮的“跑冒滴漏”，存在一定的安全隱患。而實驗室管理人員未定期對液氮罐進行維護保養，也是液氮罐存在風險的重要原因之一。

1.3 凍存盒及凍存管

液氮作為常用的低溫制冷劑，可以立即冷凍生物組織，而不會破壞生物活性。在冷凍生物組織的過程中，使用凍存管或凍存盒作為盛放生物組織的容器，因此，凍存管和凍存盒的本身的材質、制作工藝等，也會影響生物組織的凍存效果。更有甚者，質量不達標的劣質凍存管或凍存盒，在由低溫的液氮環境過度至常溫環境時，還會發生炸裂，對操作人員的生命健康造成危害。

1.4 操作管理辦法

液氮操作管理辦法大多相似，存在的問題主要是針對性不強，未根據實驗室實際情況制定。在實驗室現場管理中，實驗人員容易疏忽遺漏操作細節，導致液氮罐損壞、液氮蒸發過快、凍存物品的效果不理想等狀況。

1.5 液氮罐儲存環境

醫學實驗室的環境空間有限，除了給學生操作留下必要空間外，剩余的場地一般擺放各種實驗設備和試劑，液氮罐往往沒有獨立的空間，一般放置于房間的角落等不影響實驗操作的地方，有的甚至直接置于走廊等位置。

1.6 操作過程

實驗人員在實際液氮操作中，因防寒手套和面罩等防護裝備，妨礙到液氮操作的流暢性，因此經常不佩戴防護裝備進行操作。夏季，不穿著長袖長褲遮擋身體裸露部位，易導致液氮凍傷裸露的皮膚，損害操作者的人身健康。

2醫學實驗室液氮操作的風險控制

2.1加強對液氮操作人員的培訓

實驗室組織液氮專項操作培訓，規范實驗人員的液氮操作，提升實驗人員的液氮安全操作意識。定期組織液氮安全培訓準入考核，培訓考核采取現場考核、問卷筆試的方式，對考核合格的實驗人員，頒發培訓合格證書。[7]

除專項培訓考試外，每周統一時間開放液氮，組織實驗人員集中操作，督促操作人員穿戴好防護設備，并對液氮操作過程進行日常監督，發現操作問題及時糾正。

2.2 定期檢查維護液氮罐

對于增壓型、自排液型的液氮罐，需要定期進行安全檢測，查看壓力表是否正常，保證液氮罐的安全使用。

對于實驗室常用的儲存性液氮罐，添加液氮前，首先要檢查外殼是否完整，真空排氣口是否完好。其次，檢查液氮內腔是否存在異物或被腐蝕。[8]定期增添液氮，一般液氮存量為1/2～2/3容積時，需要添加液氮。液氮添加后蓋上蓋塞，檢查液氮蓋塞是否完好，注意一定要使用液氮罐配套蓋塞，自制或非配套蓋塞容易導致液氮溢出或罐內壓增大，嚴重時造成安全事故。做好維護清潔工作，定期清理過期樣本，在清潔液氮罐時，使用中性洗滌劑清洗刷凈，再用30℃的溫水沖洗，避免內腔腐蝕。[9]

日常使用中，留意液氮罐外表面是否結霜，如外表面結霜，則需要更換液氮罐。另外，注意液氮的保存天數，如保存天數減少、液氮蒸發率增高，及時聯系廠家對液氮罐進行檢測，必要時更換新的液氮存儲罐。

2.3 選擇質量達標的凍存產品

凍存盒規格根據液氮提筒的規格選擇，一般選用81格或100格凍存盒。凍存盒上留有排液孔，方便盒內液氮流出，減少取用樣本時的液氮損耗。凍存盒材質一般選用不銹鋼和聚碳酸酯盒。

凍存管一般選擇2ml規格，凍存時注意樣本的大小一般不超過凍存管的三分之二容積。材質一般為塑料聚丙烯，液氮凍存時建議使用帶硅膠墊的內旋凍存管，可有效增強凍存管的密封性。

2.4 制定液氮操作管理辦法

根據實驗室的實際情況，針對性地制定液氮操作管理辦法，并于醒目位置張貼注意事項，提醒實驗人員規范液氮操作。

2.4.1 充裝液氮

液氮罐首次充裝液氮，或長期停用后重新充裝液氮，因內膽是常溫，應先少量充入，使內膽逐漸冷卻，液氮沸騰現象減弱后再加快充注速度。否則液氮會沸騰向外飛濺，引起凍傷。不要將液氮充在頸管上，應將充注管頭插入容器底部后，再充裝液氮。在使用漏斗加注時，應使漏斗口和頸口之間留有間隙，使氮氣能自由排出。

2.4.2 凍存物品取放

取放凍存物品時，均應細心謹慎操作。首先垂直地輕輕取下蓋塞，再垂直地提起提筒，輕輕移到容器中間，從容器頸管取放物品。如必須將提筒提出液氮罐再取放物品，需待提筒內的液氮排完后，再將提筒提至外環境平置，切勿匆忙提出，以免液氮從提筒內逸出，發生凍傷事故。

提筒拿出后，向上拔起插銷，根據編號輕輕拉開對應層的抽屜或凍存盒，取放樣品或凍存管。操作結束后，合上抽屜或復位凍存盒，插上插銷，將提筒與蓋塞輕輕復位。

要注意盡量縮短瓶口開放時間，不可把提筒同時全部取出，以免容器吸入空氣中的水分，增大液氮的蒸損和影響冷凍物品的貯存效果。頸管上附著的冰霜，不要用硬物剝落，以免損傷頸管。提筒通過頸管時，注意不要撞擊頸管，以免造成容器損壞。

2.4.3 判斷液面高度

用液位尺從液氮罐頸部中心插入底部中心，約10～15秒鐘后取出，液位尺標識長度即為罐內液氮高度。嚴禁使用空心管檢查，以防液氮從管內噴出傷人。液面低于凍存物體最高面時，為保證凍存效果，應及時增添液氮。

2.4.4 實驗室使用少量液氮的注意事項

實驗室臨時使用少量液氮時，需使用小型液氮罐存放，不建議使用保溫瓶、真空瓶臨時存放，注意蓋子不應蓋太緊，要留下氣化出氣的孔隙。

臨時少量液氮運輸時，請用便攜式液氮罐運輸，不允許使用保溫瓶、真空瓶以及其他舊容器作為容器運輸。長距離運輸時，請使用專業車輛進行運輸，嚴禁乘坐公共交通工具運送液氮。

2.5 液氮罐放置于通風陰涼的環境

液氮罐應直立放置于平整的地面上，同時需處于通風陰涼的環境中，無太陽光直射，環境溫度不宜超過50℃。避免放置于實驗操作區，避免與危險化學品、高溫高壓設備等混放。液氮操作環境中安裝在線監控，包括監測氧氣含量、溫度以及人員操作情況，將各項環境因素控制在可控范圍內。

2.6 注重操作過程中的安全防護措施

液氮使用前，必須穿戴好防護設備，主要包括：呼吸系統防護：一般不需特殊防護。但當作業場所空氣中氧氣濃度低于19%時，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。眼睛防護：戴安全防護面罩或防護眼鏡。手防護：戴防寒手套。其他防護：穿過腳踝不露腳面的鞋;避免高濃度吸入，防止凍傷。

3醫學實驗室液氮操作的應急處置

3.1 制定液氮應急處置預案

根據各醫學實驗室特點，制定具體化的液氮安全應急預案，建立完整的應急處置措施。及時更新應急通訊錄，保證在遇到突發狀況時，能及時有效地聯系上應急響應人員。[10]

在操作過程中，發生液氮泄漏事故，應立即停止操作，并撤離現場，同時通知液氮安全負責人。液氮安全負責人接到泄漏事故的通知后，立即上報實驗室管理部門，并聯系后勤保衛人員、設備售后人員等，組織后勤保衛人員封鎖現場，設備售后人員排查事故源頭。實驗室管理部門根據事件分級，組織各部門積極控制事態發展。待泄漏問題排除后，再解封現場進行液氮操作。

3.2 開展液氮應急演練

根據制定的應急預案，定期開展液氮應急演練，使實驗人員熟練掌握液氮應急處置措施，提升實驗人員對液氮突發事件的應急處理能力：（1）大量泄漏造成操作人員出現缺氧昏迷現象，把昏迷人員移至空氣清新處。若人員已停止呼吸，采取人工呼吸并尋求醫治;（2）使用過程中發生皮膚接觸液氮，立即脫掉凍傷部位衣物，將受傷部位放在不超過40℃的溫水中浸泡，隨即就醫;（3）使用過程中由于樣品管炸裂，導致皮膚劃傷、眼睛受創出血，先簡單消毒包扎傷口后立即就醫。

3.3 智能化應急監測

建立智能化的共享監測體系，[11]形成多網聯合下的信息化管理網絡，包括異常情況自動探查、網絡/手機多端口及時報警和留檔等多項重要功能。通過高清攝像監控，實現設備狀態、人員行為、環境狀況的24小時零盲區的全方位、全流程自動監測和實時跟蹤。安裝氧氣濃度監控探頭，動態監測密閉空間內的氧氣濃度，避免危險危害情況的發生，保障實驗室安全平穩運行。

*通訊作者：潘永初

參考文獻

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