植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室(組培室)規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則及要求

文章作者：騰昊科技發(fā)布時間：2021-09-06 15:52:15 瀏覽次數(shù)：5774次

一、實(shí)驗(yàn)室要求

理想的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該建立在安靜、清潔、遠(yuǎn)離污染源的地方，很好在常年主風(fēng)向的上風(fēng)方向，盡量減少污染。規(guī)模化生產(chǎn)的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室很好建在交通方便的地方，便于培養(yǎng)產(chǎn)品的運(yùn)送。

實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)均需考慮兩個方面的問題：一是所從事的實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)，即是生產(chǎn)性的還是研究性的，是基本層次的還是較高層次的;二是實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模，規(guī)模主要取決于經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)性質(zhì)。

無論實(shí)驗(yàn)室的性質(zhì)和規(guī)模如何，實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的基本原則是：科學(xué)、高效、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。一個組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室必須滿足3個基本的需要：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(培養(yǎng)基制備、器皿洗滌、培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿滅菌)、無菌操作和控制培養(yǎng)。此外，還可根據(jù)從事的實(shí)驗(yàn)要求來考慮輔助實(shí)驗(yàn)室及其各種附加設(shè)施，使實(shí)驗(yàn)室更加完善。

在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)工作之前，首先應(yīng)對工作中需要哪些最基本的設(shè)備條件有個全面的了解，以便因地制宜地利用現(xiàn)有房屋，或新建、改建實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的大小取決于工作的目的和規(guī)模。以工廠化生產(chǎn)為目的，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模太小，則會限制生產(chǎn)，影響效率。在設(shè)計(jì)組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室時，應(yīng)按組織培養(yǎng)程序來沒計(jì)，避免某些環(huán)節(jié)倒排，引起日后工作混亂。植物組織培養(yǎng)是在嚴(yán)格無菌的條件下進(jìn)行的。要做到無菌的條件，需要一定的設(shè)備、器材和用具，同時還需要人工控制溫度、光照、濕度等培養(yǎng)條件。

二、實(shí)驗(yàn)室組成

(一)基本實(shí)驗(yàn)室

基本實(shí)驗(yàn)室包括準(zhǔn)備室、洗滌滅菌室、無菌操作室、培養(yǎng)室、緩沖間，是組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)所必須具備的基本條件。如進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，年產(chǎn)4萬-20萬，需3-4間實(shí)驗(yàn)用房，總面積60平方米。

1、準(zhǔn)備室(化學(xué)實(shí)驗(yàn)室)

功能：又叫化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行一切與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的準(zhǔn)備工作：完成所使用的各種藥品的貯備、稱量、溶解、器皿洗滌、培養(yǎng)基配制與分裝、培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿的滅菌、培養(yǎng)材料的預(yù)處理等。

要求：很好有20平方米左右。要求寬敞明亮、以便于放置多個實(shí)驗(yàn)臺和相關(guān)設(shè)備，方便多人同時工作;同時要求通風(fēng)條件好，便于氣體交換;實(shí)驗(yàn)室地面應(yīng)便于清潔，并應(yīng)進(jìn)行防滑處理。

分類：

分體式-研究性質(zhì)實(shí)驗(yàn)室，分開的若干房間將準(zhǔn)備室分解為藥品貯藏室、培養(yǎng)基配制與洗滌室和滅菌室等，功能明確，便于管理，但不適于大規(guī)模生產(chǎn)。

通間式-規(guī)模化實(shí)驗(yàn)室，準(zhǔn)備室一般設(shè)計(jì)成大的通間，使試驗(yàn)操作的各個環(huán)節(jié)在同一房間內(nèi)按程序完成。準(zhǔn)備試驗(yàn)的過程在同一空間進(jìn)行，便于程序化操作與管理，試驗(yàn)中減少各環(huán)節(jié)間的銜接時間，從而提高工作效率。此外還便于培養(yǎng)基配制、分裝和滅菌的自動化操作程序設(shè)計(jì)，從而減少規(guī)?；a(chǎn)的人工勞動，更便于無菌條件的控制和標(biāo)準(zhǔn)化操作體系的建立。

設(shè)備：準(zhǔn)備室應(yīng)具備實(shí)驗(yàn)臺、藥品柜、水池、儀器、藥品、防塵櫥(放置培養(yǎng)容器)、冰箱、天平、蒸餾水器、酸度計(jì)及常用的培養(yǎng)基配制用玻璃儀器等。

2、洗滌滅菌室

功能：完成各種器具的洗滌、干燥、保存、培養(yǎng)基的滅菌等。

要求：洗滌滅菌室根據(jù)工作量的大小決定其大小，一般面積控制在30-50m2。在實(shí)驗(yàn)室的一側(cè)設(shè)置專用的洗滌水槽，用來清洗玻璃器皿。中央實(shí)驗(yàn)臺還應(yīng)配置2個水槽，用于清洗小型玻璃器皿。如果工作量大，可以購置一臺洗瓶機(jī)。準(zhǔn)備1-2個洗液缸，專門用于洗滌對潔凈度要求很高的玻璃器皿，地面應(yīng)耐濕并排水良好。

設(shè)備：水池、落水架、中央實(shí)驗(yàn)臺、高壓滅菌鍋、超聲波清洗器、干燥滅菌器(如烘箱)等。

3、無菌操作室(接種室)

功能：也叫接種室，主要用于植物材料的消毒、接種、培養(yǎng)物的轉(zhuǎn)移、試管苗的繼代、原生質(zhì)體的制備以及一切需要進(jìn)行無菌操作的技術(shù)程序，是植物離體培養(yǎng)研究或生產(chǎn)中最關(guān)鍵的一步。

要求：接種室宜小不宜大，一般7～8平米(10-20平米)即可，其規(guī)模根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要和環(huán)境控制的難易程度而定。要求封閉性好，干爽安靜，清潔明亮，能較長時間保持無菌，因此不易設(shè)在容易受潮的地方;地面、天花板及四壁盡可能密閉光滑，易于清潔和消毒;配置拉動門，以減少開關(guān)門時的空氣擾動;為便于消毒處理，地面及內(nèi)墻壁都應(yīng)采用防水和耐腐蝕材料;為了保持清潔，無菌室應(yīng)防止空氣對流。接種室要求在適當(dāng)位置吊裝 1～2盞紫外線滅菌燈，用以照射滅菌。很好安裝一小型空調(diào)，使室溫可控，這樣可使門窗緊閉，減少與外界空氣對流。

一般新建實(shí)驗(yàn)室的無菌室在使用之前應(yīng)進(jìn)行滅菌處理，處理方法是甲醛和高錳酸鉀熏蒸，并需定期滅菌處理，還可用紫外線照射1-2h/周，或每次使用前照射10-30min。

設(shè)備：紫外燈、空調(diào)、解剖鏡、消毒器、酒精燈、接種器械(接種鑷子、剪刀、解剖刀、接種針)，實(shí)驗(yàn)臺、和擱架，還有超凈工作臺和整套滅菌接種儀器、藥品等。

4、培養(yǎng)室

功能：對接種到培養(yǎng)瓶等器皿中的植物離體材料進(jìn)行控制條件下的培養(yǎng)，無論是研究性實(shí)驗(yàn)室還是生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行培養(yǎng)的場所。要求：約需 10-20平方米左右，培養(yǎng)室的大小可根據(jù)需要培養(yǎng)架的大小、數(shù)目、及其他附屬設(shè)備而定，其設(shè)計(jì)以充分利用空間和節(jié)省能源為原則。基本要求是能夠控制光照和溫度，并保持相對的無菌環(huán)境，因此，培養(yǎng)室應(yīng)保持清潔和適度干燥;為滿足植物培養(yǎng)材料生長對氣體的需要，還應(yīng)安裝排風(fēng)窗和換氣扇等培養(yǎng)室的換氣裝置;為節(jié)省能源和空間，應(yīng)配置適宜的培養(yǎng)架，并安裝日光燈照明。

研究用實(shí)驗(yàn)室，通常可根據(jù)光照時間設(shè)置成長日照、中日照、短日照培養(yǎng)室，也可以根據(jù)溫度設(shè)置成高溫和低溫培養(yǎng)室，每一個培養(yǎng)室的空間不宜過大，便于對條件的均勻控制。進(jìn)行精細(xì)培養(yǎng)類型如細(xì)胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)，可采用光照培養(yǎng)箱或人工氣候箱代替培養(yǎng)室。

為了控制培養(yǎng)室的溫度和光照時間及其強(qiáng)度，培養(yǎng)室的房間不要窗戶，但應(yīng)當(dāng)留一個通氣窗，并安上排氣扇。室內(nèi)溫度由空調(diào)控制，光照由日光燈控制。天花板和內(nèi)墻很好用塑料鋼板裝修，地面用水磨石或瓷磚鋪設(shè)，一般要分兩間，一為光照培養(yǎng)室，一為暗培養(yǎng)室。培養(yǎng)室外應(yīng)有一預(yù)備間或走廊。

培養(yǎng)材料放在培養(yǎng)架上培養(yǎng)。培養(yǎng)架大多由金屬制成，一般設(shè)5層，最低一層離地高約lOcm，其他每層間隔30cm左右，培養(yǎng)架即高 1.7m左右。培養(yǎng)架長度都是根據(jù)日光燈的長度而設(shè)計(jì)，如采用40W日光燈，則長I.3m，30W的長lm，寬度一般為60cm。日光燈一般用40W，固定在培養(yǎng)架的側(cè)面或擱板的下面，每層有兩支日光燈，距離在20cm，光照強(qiáng)度為2000-3000 lx。

培養(yǎng)室最重要的因子是溫度，一般保持在20—27℃左右，具備產(chǎn)熱裝置，并安裝窗式或立式空調(diào)機(jī)。由于熱帶植物和寒帶植物等不同種類要求不同溫度，很好不同種類有不同的培養(yǎng)室。

室內(nèi)濕度也要求恒定，相對濕度以保持在70%～80%為好，可安裝加濕器。控制光照時間可安裝定時開關(guān)鐘，一般需要每天光照10-16h，也有的需要連續(xù)照明。短日照植物需要短日照條件，長日照植物需要長日照條件?，F(xiàn)代組培實(shí)驗(yàn)室大多設(shè)計(jì)為采用天然太陽光照作為主要能源，這樣不但可以節(jié)省能源，而且組培苗接受太陽光生長良好，馴化易成活。在陰雨天可用燈光作補(bǔ)充。

設(shè)備：培養(yǎng)架(控溫控光控濕)、搖床、轉(zhuǎn)床、自動控時器、紫外燈、光照培養(yǎng)箱或人工氣候箱、生化培養(yǎng)箱、邊臺實(shí)驗(yàn)臺用于拍攝培養(yǎng)物生長狀況，除濕機(jī)、顯微鏡、溫濕度計(jì)、空調(diào)等。

三、儀器設(shè)備和器皿用具

一、基本設(shè)備配置

(一)常規(guī)設(shè)備

1、天平

組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室需要2-3臺不同精度的天平。

感量0.001g的天平(分析天平)和感量0.0001g的天平(電子天平)用于稱量微量元素和一些較高精確度的實(shí)驗(yàn)用品。

感量0.01g和0.1g的天平，用于大量元素母液配制和一些用量較大的藥品的稱量。

2、冰箱

各種維生素和激素類藥品以及培養(yǎng)基母液均需低溫報(bào)存，某些試驗(yàn)還需植物材料進(jìn)行低溫處理，一般普通冰箱即可。

3、酸度計(jì)

用于測定培養(yǎng)基及其它溶液的pH，一般要求可測定pH范圍1-14之間，精度0.01即可。

(二)滅菌設(shè)備

維持相對得無菌環(huán)境是組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的基本要求。

1、高壓滅菌鍋

用于培養(yǎng)基、玻璃器皿以及其它可高溫滅菌用品的滅菌，根據(jù)規(guī)模大小有手提式、立式、臥式等不同規(guī)格。

2、紫外燈

方便經(jīng)濟(jì)的控制無菌環(huán)境的裝置。

(三)無菌操作設(shè)備

1、接種箱

是使用較早的最簡單的無菌裝置，主體為玻璃箱罩、入口有袖罩，內(nèi)裝紫外燈和日光燈，使用時對無菌室要求較高。

2、凈化工作臺

其操作臺面是半開放區(qū)，具方便、操作舒適優(yōu)點(diǎn)，通過過濾的空氣連續(xù)不斷吹出，大于0.03um直徑的微生物很難在工作臺的操作空間停留，保持了較好的無菌環(huán)境。由于過濾器吸附微生物，使用一段時間后過濾網(wǎng)易堵塞，因此應(yīng)定期更換。

(四)培養(yǎng)設(shè)備

培養(yǎng)設(shè)備是指根據(jù)需要所選用的不同規(guī)格和控制精度的用于植物細(xì)胞、組織和器官培養(yǎng)的設(shè)施和設(shè)備。

1、培養(yǎng)架

目前所有植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室植株繁殖培養(yǎng)的通用設(shè)施。成本低、設(shè)計(jì)靈活、可充分利用培養(yǎng)空間，以操作方便、很大限度利用培養(yǎng)空間為原則。一般有4-5層，層間間隔40-50cm，光照強(qiáng)度可根據(jù)培養(yǎng)植物特性來確定，一般每架上配備2-4盞日光燈。

2、培養(yǎng)箱

細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等要求精確培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，可用光照培養(yǎng)箱、CO2培養(yǎng)箱、濕度控制培養(yǎng)箱等培養(yǎng)。