Чтобы облегчить генерирование новых знаний о существующем живом мире, ученые используют ряд лабораторного оборудования и инструментов. Грамотные устройство и оснащение биологической лаборатории содействуют оптимальному и безопасному протеканию всех проводимых в лаборатории процессов.
Рабочее место сотрудника
Залогом продуктивной работы лаборанта является грамотно организованное рабочее место. Оно должно отвечать требованиям, указанным в СаНПин 2.2.542-96.
У работника должно быть достаточно свободного пространства, а рабочая поверхность располагаться на высоте 950 мм. Все приборы должны быть надежно установлены и быть в легком доступе для выполнения исследований.
Микроскоп
Профессиональные биологические, бинокулярные и цифровые микроскопы являются необходимым инструментом в лаборатории и есть почти в каждой лаборатории. Используются для исследования бактериальных заражений, изучения клеток и тканей, их анализа, изучения роли того или иного белка в клетке, исследования атома, исследования генома и многого другого. Цифровой микроскоп, к примеру, соединяется с ПК по USB кабелю и позволяет снять фото или видео.
Флуоресцентные микроскопы, в свою очередь, позволяют увидеть флуоресцентные красители или белки на клеточном и субклеточном уровнях. Уровень разрешения, которого может достичь флуоресцентный микроскоп, значительно увеличивается благодаря использованию флуорофоров, химически связанных с молекулами в образце. Источник света микроскопа может возбуждать весь образец или отдельные частицы, чтобы определить его флуоресцентное поведение.
Водяная баня
Почти во всех биолабораториях есть водяные бани, которые служат полезным источником тепла для лабораторных устройств. Водяные бани варьируются от базового двухпозиционного типа без контроля температуры до более сложных ванн с контролем температуры, термовыключателями. Нагревательный элемент, состоящий из нагревательного блока, водяной камеры и интерфейса управления, размещается внутри у основания с проволочной сеткой или решеткой сверху. Оборудование наполняют водой до нужного уровня (обычно на 5-10 см выше решетки в зависимости от того, какой сосуд нагревается), а затем включают. Поскольку вода циркулирует в ванне, температура поддерживается постоянной на протяжении всего использования.
Системы гель-электрофореза
Гель-электрофорез — это препаративный метод, используемый для разделения и извлечения фрагментов ДНК, РНК и белков в зависимости от их размера и заряда с целью их анализа. Он обычно используется в ПЦР, картировании генома, секвенировании ДНК, снятии отпечатков пальцев ДНК и селекции растений. Его универсальность означает, что гель-электрофорез применяется в самых разных лабораториях. Это необходимый шаг во многих исследованиях и экспериментах, касающихся медицины, судебной медицины и природоохранной биологии.
Аналитические весы
Аналитические лабораторные весы взвешивают образцы и вещества от 0,01 до 500 миллиграммов. Измерительные чашки обычно помещаются в стеклянный ящик, чтобы предотвратить оседание пыли в чашке, поскольку это может помешать проведению испытаний.
Центрифуги
Центрифуга вращает объект, чтобы отделить частицы от раствора в зависимости от плотности, используя принцип седиментации. Центрифуги можно использовать во многих лабораторных условиях, но в основном они используются для разделения компонентов цельной крови.
Проточные цитометры и сортировщики клеток
Проточный цитометр обнаруживает и измеряет клеточную биологию группы частиц или популяций клеток и используется для анализа экспрессии клеточной поверхности и внутриклеточных молекул. Затем компьютер обрабатывает собранные данные.
ПЦР-системы
ПЦР — полимеразная цепная реакция — используется в биологических и микробиологических лабораториях для амплификации последовательностей ДНК. Используя трехэтапный процесс, ПЦР может генерировать миллионы копий определенного фрагмента ДНК.
Морозильники сверхнизкой температуры
В морозильной камере сверхнизкой температуры хранятся биологические материалы, такие как бактерии, вирусы и клетки. Он работает как традиционный холодильник, но при гораздо более низкой температуре: от -45 до -150 градусов по Цельсию, в зависимости от назначения.
CO2-инкубаторы и другие лабораторные инкубаторы
CO2-инкубатор — это герметичный контейнер с климат-контролем, используемый в лабораториях медико-биологических наук для выращивания клеточных культур путем регулирования уровня углекислого газа и кислорода в камере. Они поддерживают те же условия, что и естественная среда образца, для целей тестирования и исследования. Например, при изучении человеческой клетки инкубатор будет воспроизводить условия внутри человеческого тела.
Считыватели микропланшетов
Считыватели микропланшетов используются для анализа специфических явлений в микротитровальных планшетах. Это позволяет микробиологам тестировать несколько образцов одновременно. Эти считыватели используют методы поглощения, флуоресценции и/или люминесценции для изучения образцов.
Общее оборудование
Помимо специализированного и настраиваемого оснащения, устройство биолаборатории также включает в себя длинный список общего лабораторного оборудования. Множество мелких и крупных предметов, которые нужны каждой лаборатории, особенно тем, которые специализируются на биологии. Список включает в себя смесь мебели, оборудования и расходных материалов.
- Вытяжные шкафы
- Шкафы биобезопасности
- Лабораторные шейкеры и вортексеры
- Автоклавы
- Сухожаровые шкафы
- Стеллажи для растений с LED-лампами
- Контейнер для крупного мусора
Какие аппараты применяют для обеззараживания биоматериалов и инструментов
В биологических лабораториях для уничтожения микроорганизмов используется несколько типов оборудования. Автоклавы, работающие под давлением и при высоких температурах, обеспечивают полное уничтожение всех форм микробов. Сушильные шкафы (печи Пастера) применяют для стерилизации сухим жаром лабораторной посуды, инвентаря и сыпучих материалов вроде крахмала или мела. Специальные камеры и шкафы для дезинфекции поверхностей используют ультрафиолетовое излучение или химические вещества (например, пероксид водорода или формальдегид). Фильтры тонкой очистки необходимы для стерилизации воздуха: они задерживают мельчайшие частицы, включая вирусы и бактерии. Также существуют установки для обработки жидких отходов, которые нагревают их до высоких температур или смешивают с химическими реагентами. Выбор конкретного оборудования зависит от специфики работы лаборатории и типа обрабатываемых материалов.
Расходные материалы и стеклянная посуда
- Колбы Эрленмейера
- Градуированные цилиндры
- Пробирки
- Чашка Петри
- Штатив для трубок
- Стаканы
- Халаты
- Щипцы
- Горелки Бунзена
- Горячие плиты
- Пипетки
- Фильтровальная бумага
- Мешалки
- Воронки
Лаборатории биологических исследований и разработок проводят анализы и эксперименты, чтобы лучше понять, как работают биологические процессы. Ученые полагаются на продуманное устройство биологической лаборатории и широкий спектр оборудования, чтобы превратить научные открытия в меры, улучшающие здоровье и благополучие человека.
Основные нормативы для организации пространства биологической лаборатории
Для помещений биологической лаборатории действует ряд строгих требований, обеспечивающих безопасность персонала и корректность исследований:
- Лабораторию необходимо размещать в отдельно стоящем здании либо в полностью изолированной части другого сооружения, исключающей несанкционированный доступ посторонних лиц.
- Все производственные помещения четко разделяются на две функциональные зоны: «заразную» (где проводятся любые манипуляции с микроорганизмами и инфицированным биоматериалом) и «чистую» (где исключен контакт с патогенными биологическими агентами).
- Предусматривается два отдельных входа: один предназначен для персонала, другой — для приема биологического материала на исследования. На входных дверях обязательно размещается название лаборатории и международный знак «Биологическая опасность».
- Все поверхности (полы, стены, потолки, рабочая мебель, оборудование) должны быть гладкими, устойчивыми к регулярной влажной уборке с применением моющих и дезинфицирующих средств. Для пола дополнительно требуется гидроизоляция и антискользящее покрытие.
- В «заразной» зоне радиаторы отопления монтируются на достаточном удалении от стен, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ для тщательной дезинфекции.
- Окна и дверные проемы помещений «заразной» зоны должны быть герметичными и оснащены запирающими устройствами. Если лаборатория находится на первом этаже или в цоколе, окна дополнительно оборудуются металлическими решетками, не противоречащими правилам пожарной безопасности.
- Каждое рабочее место оснащается минимально необходимым набором лабораторного оборудования, комплектом мебели, пластиковой и стеклянной посудой, расходными материалами, а также спецодеждой и уборочным инвентарем.
- Все измерительные приборы и оборудование должны быть исправны, зарегистрированы в установленном порядке, иметь технический паспорт и действующую рабочую инструкцию, а также полностью соответствовать нормам безопасности и требованиям электромагнитной совместимости.
Какие критерии предъявляются к сотрудникам биологической лаборатории
- Квалификационные требования: в организации должны быть разработаны должностные инструкции, где четко прописаны обязанности, уровень подготовки, необходимое образование, профессиональное обучение, практический опыт и профильные навыки каждого работника.
- Медицинские противопоказания: лица, имеющие медицинские ограничения для проведения вакцинации, получения специфической терапии или использования средств индивидуальной защиты, не допускаются к работе с патогенными биологическими агентами.
- Регулярный инструктаж: весь медицинский персонал, взаимодействующий с патогенными биологическими агентами, обязан не реже одного раза в год проходить инструктаж по соблюдению правил биологической безопасности.
- Обязательная вакцинация: все сотрудники, привлекаемые к работам с патогенными биологическими агентами, должны быть привиты в соответствии с национальным календарем профилактических прививок, а также с календарем прививок по эпидемическим показаниям.
- Применение средств индивидуальной защиты: при приеме и разборе биологического материала обязательно ношение масок и резиновых перчаток, а во время нахождения в «заразной» зоне лаборатории требуется повышенная осторожность и использование полного комплекта средств индивидуальной защиты.
- Соблюдение гигиены рук: мытье и антисептическая обработка рук проводятся до и после каждого контакта с пациентом, при переходе между разными пациентами, а также сразу после снятия перчаток.
- Правила смены рабочей одежды: спецодежда и рабочая обувь закрепляются за каждым сотрудником индивидуально и хранятся отдельно от личной одежды; их смена производится по мере загрязнения, но не реже одного раза в неделю.