植物组织培养实验室设计与组成

一、植物组织培养实验室设计

（一）概　述

在进行植物组织培养工作之前，首先应对工作中需要哪些最基本的设备条件有全面的了解，以便因地制宜地利用现有房屋新建或改建实验室。实验室的大小取决于工作的目的和规模。以工厂化生产为目的，实验室规模太小，则会限制生产，影响效率。在设计植物组织培养实验室时，应按组织培养程序来设计，避免某些环节倒排，引起日后工作混乱。植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同时，还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。

（二）植物组织培养实验室设计原则

1.选　址

理想的植物组织培养实验室应该建立在安静、清洁、远离污染源的地方，最好在常年主风向的上风方向，尽量减少污染。规模化生产的植物组织培养实验室最好建在交通便利的地方，以便于培养出来的产品的运送。

2.考虑事项

植物组织培养实验室的建设均需考虑两个方面的问题：一是所从事的实验的性质，即是生产性的还是研究性的，是基本层次的还是较高层次的；二是实验室的规模，规模主要取决于经费和实验性质。

3.原　则

无论实验室的性质和规模如何，实验室设置的基本原则是科学、高效、经济和实用。一个植物组织培养实验室必须满足3个最基本的需要，分别是实验准备（培养基制备、器皿洗涤、培养基和培养器皿灭菌）、无菌操作和控制培养。此外，还可根据从事的实验要求来考虑辅助实验室及其各种附加设施，以使实验室更加完善。

二、植物组织培养实验室的组成

基本实验室包括准备室、洗涤灭菌室、缓冲室、无菌操作室和培养室，是植物组织培养实验所必须具备的基本条件。如果进行工厂化生产，年产4万～20万株，需3～4间实验用房，总面积60 m2。

1.准备室

准备室又叫化学实验室，进行一切与实验有关的准备工作。其功能是完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、器皿洗涤、培养基配制与分装、培养基和培养器皿的灭菌、培养材料的预处理等。

该室要求20 m2左右，宽敞明亮，以便放置多个实验台和相关设备，方便多人同时工作；同时，要求通风条件好，便于气体交换；实验室地面应便于清洁，并应进行防滑处理。

该室又分为两种类型即① 分体式-研究性质实验室：适用于高层次的研究性的实验，将准备室分成若干个房间，分解为药品贮藏室、培养基配制与洗涤室和灭菌室等，功能明确，便于管理，但不适于大规模生产。② 通间式-规模化实验室：适用于大规模生产，准备室一般设计成大的通间，使试验操作的各个环节在同一房间内按程序完成，准备试验的过程在同一空间进行，便于程序化操作与管理，试验中减少各环节间的衔接时间，从而提高工作效率；此外还便于培养基配制、分装和灭菌的自动化操作程序设计，从而减少规模化生产的人工劳动，更便于无菌条件的控制和标准化操作体系的建立。

该室应具备实验台、药品柜、水池、仪器、药品、防尘橱（放置培养容器）、冰箱、天平、蒸馏水器、酸度计及常用的培养基配制用玻璃仪器等设备。

2.洗涤灭菌室

该室主要完成各种器具的洗涤、干燥、保存、培养基的灭菌等。

该室的大小应根据工作量的大小来决定，一般面积控制在30～50 m2。在实验室的一侧设置专用的洗涤水槽，用来清洗玻璃器皿。中央实验台还应配置2个水槽，用于清洗小型玻璃器皿。如果工作量大，可以购置一台洗瓶机。准备1～2个洗液缸，专门用于洗涤对洁净度要求很高的玻璃器皿，地面要求耐湿并且排水良好。

该室应具备水池、落水架、中央实验台、高压灭菌锅、超声波清洗器、干燥灭菌器（如烘箱）等设备。

3.缓冲室

该室是进入无菌室前的一个缓冲场地，减少人体从外界带入的尘埃等污染物。工作人员在此更衣换鞋，戴上口罩，才能进入无菌操作室和培养室，以减少进出时带入接种室杂菌。

缓冲室需3～5 m2，应建在无菌操作室外，应保持清洁无菌，备有鞋架和衣帽挂钩，并有清洁的实验用拖鞋、已灭过菌的工作服；墙顶用1～2盏紫外灯定时照射，对衣物进行灭菌。该室最好也安一盏紫外线灭菌灯，用以照射灭菌。缓冲室的门应该与接种室的门错开，两个门也不要同时开启，以保证无菌操作室不因开门和人的进出而带进杂菌。

4.无菌操作室

无菌操作室也叫接种室，主要用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、试管苗的继代、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。无菌操作是植物离体培养研究或生产中最关键的一步。

接种室宜小不宜大，一般要求7～8 m2。要求地面、天花板及四壁尽可能密闭光滑，最好采用防水和耐腐蚀材料，以便于清洁和消毒，能较长时间保持无菌，因此不宜设在容易受潮的地方；配置拉动门，以减少开关门时的空气扰动。接种室要求干爽安静、清洁明亮，在适当位置吊装1～2 盏紫外线灭菌灯，用以照射灭菌。最好安装一小型空调，使室温可控，这样可使门窗紧闭，减少与外界空气对流。

一般新建实验室的无菌室在使用之前应进行灭菌处理：用甲醛和高锰酸钾进行熏蒸，并应定期进行灭菌处理，还可用紫外线每周照射1～2 h，或每次使用前照射30 min。

该室应具备紫外灯、空调、解剖镜、消毒器、酒精灯、接种器械（接种镊子、剪刀、解剖刀、接种针）、实验台、搁架、超净工作台和整套灭菌接种仪器、药品等设备。

5.培养室

培养室是将接种的离体材料进行控制培养生长的场所，主要用于控制培养材料生长所需的温度、湿度、光照、水分等条件。

培养室的基本要求是能够控制光照和温度，并保持相对的无菌环境，因此，培养室应保持清洁（应定期用20% 的新洁尔灭消毒，以防止杂菌生长）和适度干燥。培养室的大小可根据培养架的大小、数目及其他附属设备而定，其设计以充分利用空间和节省能源为原则；每一个培养室的空间不宜过大，便于对条件的均匀控制，一般要求10～20 m2。培养室高度比培养架（培养架上需安装日光灯照明）略高为宜，周围墙壁要求有绝热防火的性能。

培养室最重要的因子是温度，一般保持在20～27 °C，具备产热装置，并安装窗式或立式空调机。由于热带植物和寒带植物等不同种类要求不同温度，最好不同种类有不同的培养室。

室内湿度也要求恒定，相对湿度以保持在70%～80%为好，可安装加湿器。如控制光照时间，可安装定时开关钟，一般需要每天光照10～16 h，也有的需要连续照明。短日照植物需要短日照条件，长日照植物需要长日照条件。现代组培实验室大多设计为采用自然太阳光照作为主要能源，这样不但可以节省能源，而且组培苗接受太阳光生长良好，驯化易成活。在阴雨天可用灯光作补充。

该室应具备培养架、摇床、转床、自动控时器、紫外灯、光照培养箱或人工气候箱、生化培养箱、边台实验台（用于拍摄培养物生长状况）、除湿机、显微镜、温湿度计、空调等设备。

【知识拓展】

根据研究或生产的需要而配套设置的专门实验室，主要用于细胞学观察和生理生化分析辅助实验室。

三、细胞学实验室

细胞学实验室主要用于对培养物的观察分析与培养物的计数，对培养材料进行细胞学鉴定和研究，由制片室和显微观察室组成。制片是获取显微观察数据的基础，配备有切片机、磨刀机、温箱及样品处理和切片染色的设备，同时应有通风橱和废液处理设施。显微观察室主要有显微镜和图像拍摄、处理设备。

该室要求清洁、明亮、干燥、防止潮湿和灰尘污染。

该室应具备双筒实体显微镜、显微镜、倒置显微镜等设备。

四、生理生化分析实验室

该室是以培养细胞产物为主要目的的实验室，应建立相应的分析化验实验室，随时对培养物成分进行取样检查。大型次生代谢物生产，还需有效分离实验室。