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實驗一實驗室的設計及基本裝置
一、實驗室的設計
1、實驗室設計的原因：
植物細胞工程實驗室的流程是：清洗玻璃器皿、配製培養基、高壓氣滅菌、無菌操作、培養室培養植物、植物材料的檢測。因此實驗室需要有清潔器皿和配製培養基的準備室，無菌操作室或超淨工作台，供培養材料用的培養室，檢查培養情況並做記錄的實驗室。
一般在設計上，每個組分最好按工作的自然程式連續排列，如：準備室、滅菌室、無菌操作室、植物材料培養室、檢測室。實驗室的安排應合理簡潔，並要求無塵、滅菌、光潔、清淨。
2、實驗室的布局要求：
（1）準備室
準備室可以是一大間或幾小間，主要用於進行一切與實驗有關的準備工作：完成所使用的各種藥品的貯備、稱量、溶解、器脿醮滌、培養基配製與分裝、培養基和培養器皿的滅菌、培養材料的預處理等。必要的裝置有:
準備室應具備實驗台、藥品櫃、水池、儀器、藥品、防塵櫥（放置培養容器）、冰箱、天平、蒸餾水器、酸度計及常用的培養基配製用玻璃儀器等。
洗滌滅菌區
功能：完成各種器具的洗滌、乾燥、儲存、培養基的滅菌等。
要求：洗滌滅菌室根據工作量的大小決定其大小，一般面積控制在30-50m2。在實驗室的一側設定專用的洗滌水槽，用來清洗玻璃器皿。
**實驗台還應配置2個水槽，用於清洗小型玻璃器皿。如果工作量大，可以購置一台洗瓶機。準備1-2個洗液缸，專門用於洗滌對潔淨度要求很高的玻璃器皿，地面應耐濕並排水良好。
裝置：水池、落水架、**實驗台、高壓滅菌鍋、超聲波清洗器、乾燥滅菌器（如烘箱）等。
（2）無菌室（接種室）
進行植物細胞、組織培養操作的關鍵是無菌條件。室內的牆壁要求光滑平整；地面為光潔的水磨石，平坦無縫，避免灰塵積累，便於清掃。紫外燈一般在3到4平方公尺內安裝1到2只；在工作台下安置紫外燈紫外燈可使滅菌徹底。
同時，工作台上方安裝平板玻璃，以防操作時落灰。
條件不好時，用無菌箱代替無菌室，箱內用紫外燈滅菌。
功能：也叫接種室，主要用於植物材料的消毒、接種、培養物的轉移、試管苗的繼代、原生質體的製備以及一切需要進行無菌操作的技術程式，是植物離體培養研究或生產中最關鍵的一步。
裝置：紫外燈、空調、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），實驗台、擱架，還有超淨工作台和整套滅菌接種儀器、藥品等。
（3）培養室
功能：對接種到培養瓶等器皿中的植物離體材料進行控制條件下的培養，無論是研究性實驗室還是生產性實驗材料進行培養的場所。
要求：約需 10-20平方公尺左右，培養室的大小可根據需要培養架的大小、數目、及其他附屬裝置而定，其設計以充分利用空間和節省能源為原則。基本要求是能夠控制光照和溫度，並保持相對的無菌環境，因此，培養室應保持清潔和適度乾燥；為滿足植物培養材料生長對氣體的需要，還應安裝排風窗和換氣扇等培養室的換氣裝置；為節省能源和空間，應配置適宜的培養架，並安裝日光燈照明。
室內溫度由空調控制，光照由日光燈控制。天花板和內牆最好用塑料鋼板裝修，地面用水磨石或瓷磚鋪設，一般要分兩間，一為光照培養室，一為暗培養室。培養室外應有一預備間或走廊。
培養材料放在培養架上培養。培養架大多由金屬製成，一般設5層，最低一層離地高約locm，其他每層間隔30cm左右，培養架即高 1．7m左右。培養架長度都是根據日光燈的長度而設計，日光燈一般用40w，固定在培養架的側面或擱板的下面，每層有兩支日光燈，距離在20cm，光照強度為2000-3000lx。
室內濕度也要求恆定，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鐘，一般需要每天光照10-16h，也有的需要連續照明。短日照植物需要短日照條件，長日照植物需要長日照條件。
現代組培實驗室大多設計為採用天然太陽光照作為主要能源，這樣不但可以節省能源，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充。
裝置：培養架（控溫控光控溼）、搖床、轉床、自動控時器、紫外燈、光照培養箱或人工氣候箱、生化培養箱、邊臺實驗台用於拍攝培養物生長狀況，除濕機、顯微鏡、溫濕度計、空調等。
5、緩衝間
功能：是進入無菌室前的乙個緩衝場地，減少人體從外界帶入的塵埃等汙染物。工作人員在此換上工作服、拖鞋，戴上口罩，才能進入無菌室和培養室。
進入無菌操作室前在此更衣換鞋，以減少進出時帶入接種室雜菌。
要求：緩衝間需3-5平方公尺，可建在準備室外或無菌操作室外，應保持清潔無菌；備有鞋架和衣帽掛鉤，並有清潔的實驗用拖鞋、已滅菌過的工作服；牆頂用1-2盞紫外燈定時照射，對衣物進行滅菌。 緩衝間最好也安一盞紫外線滅菌燈，用以照射滅菌。
緩衝間的門應該與接種室的門錯開，兩個門也不要同時開啟，以保證無菌室不因開門和人的進出帶進雜菌。
裝置：1-2盞紫外燈、水槽、實驗台、鞋帽架、櫃子、滅菌後的工作服、拖鞋、口罩。
二、實驗室裝置
（一）常規裝置
1、天平
組織培養實驗室需要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）用於稱量微量元素和一些較高精確度的實驗用品。
感量0.01g和0.1g的天平，用於大量元素母液配製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基母液均需低溫報存，某些試驗還需植物材料進行低溫處理，一般普通冰箱即可。
3、酸度計
用於測定培養基及其它溶液的ph，一般要求可測定ph範圍1-14之間，精度0.01即可。
4、離心機
用於細胞、原生質體等活細胞分離，亦用於培養細胞的細胞器、核酸以及蛋白質的分離提取。根據分離物質不同配置不同型別的離心機。
細胞、原生質體等活細胞的分離用低速離心機；核酸、蛋白質分離用高速冷凍離心機；規模化生產次生產物，還需選擇大型離心分離系統。
5、加熱器
用於培養基的配製。研究性實驗室一般選用帶磁力攪拌功能的加熱器，規模化大型實驗室用大功率加熱和電動攪拌系統。
6、其它純水器、分裝裝置
（二）滅菌裝置
維持相對得無菌環境是組織培養實驗室的基本要求。
1、高壓滅菌鍋
用於培養基、玻璃器皿以及其它可高溫滅菌用品的滅菌，根據規模大小有手提式、立式、臥式等不同規格。
2、乾熱消毒櫃
用於金屬工具如鑷子、剪刀、解剖刀，以及玻璃器皿的滅菌。一般選用200℃左右的普通或遠紅外消毒櫃。
3、過濾滅菌器
用於一些酶製劑、激素以及某些維生素等不能高壓滅菌試劑的滅菌，主要有真空抽濾式和注射器式。
4、紫外燈
方便經濟的控制無菌環境的裝置，緩衝間、接種室和培養室必備。
（三）無菌操作裝置
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，內裝紫外燈和日光燈，使用時對無菌室要求較高。
2、淨化工作台
其操作檯面是半開放區，具方便、操作舒適優點，通過過濾的空氣連續不斷吹出，大於0.03um直徑的微生物很難在工作台的操作空間停留，保持了較好的無菌環境。由於過濾器吸附微生物，使用一段時間後過濾網易堵塞，因此應定期更換。
（四）培養裝置
培養裝置是指根據需要所選用的不同規格和控制精度的用於植物細胞、組織和器官培養的設施和裝置。
1、培養架
目前所有植物組織培養實驗室植株繁殖培養的通用設施。成本低、設計靈活、可充分利用培養空間，以操作方便、最大限度利用培養空間為原則。一般有4-5層，層間間隔40-50cm，光照強度可根據培養植物特性來確定，一般每架上配備2-4盞日光燈。
2、培養箱
細胞培養、原生質體培養等要求精確培養的實驗，可用光照培養箱、co2培養箱、濕度控制培養箱等培養。
3、搖床
進行液體培養時，為改善通氣狀況，可用振盪培養箱或搖床。
4、生物反應器
進行植物細胞生產次生產物的實驗室，還需生物反應器。
（五）其他裝置
可安裝時間程式控制器、溫度控制系統或空調；實體顯微鏡、倒置式生物顯微鏡及配套的攝影、錄影和影象處理裝置；電泳儀、萃取和層析裝置、紫外分光光度計、高效液相色譜儀、氣相色譜儀、酶聯免疫測定系統。
四、培養容器與用具
培養容器指盛有培養基並提供培養物生長空間的無菌置，培養用具指培養物接種封口所用的各種金屬或塑料製品，實驗室必備。
（一）培養容器
包括各種規格的培養皿、三角瓶、試管、培養瓶。玻璃容器，一般用無色並不產生顏色折射的硼矽酸鹽玻璃材質。塑料容器材質輕、不易破碎、製作方便，廣泛使用。
一般為聚丙烯、聚碳酸酯材料的培養容器。
（二）金屬用具
1、鑷子
植物組織解剖用小的尖頭鑷子，分株轉移繁殖轉接用槍型鑷子，16-22cm長。
2、剪刀
不鏽鋼醫用彎頭剪，做取材和切段轉移繁殖，14-22cm。
3、解剖刀
組織切段，多用短柄可換刀片的醫用不鏽鋼解剖刀。
4、其他用具
接種鏟、接種針在花藥培養、花粉培養中有用。
（三）塑料用具
各種風口膜、蓋、塑料盤及其它實驗用具。
分數教師時間
實驗二實驗前的準備
一、器皿的清洗與包裝
l．一般玻璃器皿(如錐形瓶、培養皿等)可用毛刷及去汙粉或洗衣粉洗去灰塵、油垢、無機鹽類等物質，然後用自來水沖洗乾淨。少數實驗要求高的器皿，可先在洗液中浸泡數10min，再用自來水沖洗。最後用蒸餾水洗2～3次。
以水在內壁能均勻分布成一薄層而不出現水珠，為油垢除盡的標準。洗刷乾淨的玻璃儀器160℃烘箱烘乾備用。
2．使用過的玻璃器皿的洗滌方法
試管、培養皿、三角燒瓶、燒杯等可用瓶刷或海綿沾上肥皂或洗衣粉或去汙粉等洗滌劑刷洗，然後用自來水充分沖洗乾淨。熱的肥皂水去汙能力更強，可有效地洗去器皿上的油汙。洗衣粉和去汙粉較難沖洗乾淨而常在器壁上附有一層微小粒子，故要用水多次甚至10次以上充分沖洗，或可用稀鹽酸搖洗一次，再用水沖洗，然後倒置於鐵絲框內或有空心格仔的木架上，在室內晾乾。
急用時可盛於框內或搪瓷盤上，放烘箱烘乾。
玻璃器皿經洗滌後，若內壁的水是均勻分布成一薄層，表示油垢完全洗淨，若掛有水珠，則還需用洗滌液浸泡數小時，然後再用自來水充分沖洗。
裝有固體培養基的器皿應先將其刮去，然後洗滌。帶菌的器皿在洗滌前先浸在2％煤酚皂溶液（來蘇爾）或0．25％新潔爾滅消毒液內24小時或煮沸半小時，再用上法洗滌。帶病原菌的培養物最好先行高壓蒸汽滅菌，然後將培養物倒去，再進行洗滌。
3．新購置的玻璃器皿含有游離鹼，一般先用2%鹽酸或洗液浸泡數小時後，再用水沖洗乾淨。
4、金屬器皿的清洗
不宜用洗滌液清洗，一般用酒精擦拭，並且保持乾燥。新用具因其有潤滑油及防鏽油塗護，用前要用含四氯化碳的布擦去油脂，再用濕布擦，烘乾，消毒。
細胞工程學實驗指導概要
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