植物組培室規(guī)劃設計講述講解

1、植物組織培養(yǎng)室規(guī)劃設計一、實驗室要求理想的組織培養(yǎng)實驗室應該建立在安靜、清潔、遠離污染源的地方，最好在常年 主風向的上風方向，盡量減少污染。規(guī)?；a(chǎn)的組織培養(yǎng)實驗室最好建在交通 方便的地方，便于培養(yǎng)產(chǎn)品的運送。實驗室的建設均需考慮兩個方面的問題： 一是所從事的實驗的性質，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； 二是實驗室的規(guī)模，規(guī)模主要 取決于經(jīng)費和實驗性質。無論實驗室的性質和規(guī)模如何，實驗室設置的基本原則是：科學、高效、經(jīng)濟和 實用。一個組織培養(yǎng)實驗室必須滿足 3個基本的需要：實驗準備（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

2、事的實驗要求來考慮輔助實驗室及其各種附加設施，使實驗室更加完善。在進行植物組織培養(yǎng)工作之前，首先應對工作中需要哪些最基本的設備條件有個 全面的了解，以便因地制宜地利用現(xiàn)有房屋，或新建、改建實驗室。實驗室的大 小取決于工作的目的和規(guī)模。以工廠化生產(chǎn)為目的，實驗室規(guī)模太小，則會限制 生產(chǎn)，影響效率。在設計組織培養(yǎng)實驗室時，應按組織培養(yǎng)程序來沒計，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)是在嚴格無菌的條件下進行的。 要做到無菌的條件，需要一定的設備、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、實驗室組成（一）基本實驗室基本實驗室包括準備室、洗滌滅菌室、無菌操作室、培養(yǎng)室

3、、緩沖間，是組織培 養(yǎng)實驗所必須具備的基本條件。如進行工廠化生產(chǎn)，年產(chǎn)4萬-20萬，需3-4間實驗用房，總面積60平方米。1、準備室（化學實驗室）功能：又叫化學實驗室，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)材料的預處理等。要求：最好有20平方米左右。要求寬敞明亮、以便于放置多個實驗臺和相關設 備，方便多人同時工作；同時要求通風條件好，便于氣體交換；實驗室地面應便 于清潔，并應進行防滑處理。分類: 分體式-研究性質實驗室，分開的若干房間將準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，

4、便于管理，但不適于大規(guī)模生產(chǎn)。通間式-規(guī)?；瘜嶒炇?，準備室一般設計成大的通間，使試驗操作的各個環(huán)節(jié)在 同一房間內按程序完成。準備試驗的過程在同一空間進行，便于程序化操作與管 理，試驗中減少各環(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計，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準化操作體系的建立。設備：準備室應具備實驗臺、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

5、定其大小，一般面積控制在30-50m2。在實驗室的一側設置專用的洗滌水槽，用來清洗玻璃器皿。中央實驗臺還應配置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。準備 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，地面應耐濕并排水良好。設備：水池、落水架、中央實驗臺、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)物的轉移、試管苗的 繼代、原生質體的制備以及一切需要進行無菌操作的技術程序，是植物離體培養(yǎng)研究或生產(chǎn)中最關鍵的一步。要求：接種室宜小不宜大，一般 78平米（10-20平米）即可，其

6、規(guī)模根據(jù)實 驗需要和環(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，以減少開關門時的空氣擾動；為便于 消毒處理，地面及內墻壁都應采用防水和耐腐蝕材料； 為了保持清潔，無菌室應 防止空氣對流。接種室要求在適當位置吊裝 12盞紫外線滅菌燈，用以照射滅 菌。最好安裝一小型空調，使室溫可控，這樣可使門窗緊閉，減少與外界空氣對 流。一般新建實驗室的無菌室在使用之前應進行滅菌處理，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

7、-30min。設備：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行控制條件下的培養(yǎng)，無論是研究性實驗室還是生產(chǎn)性實驗材料進行培養(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、及其他附屬設備而定， 其設計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，還應安裝排風窗和換氣扇等培養(yǎng)室的換氣裝置；為節(jié)省能

8、源和空間，應 配置適宜的培養(yǎng)架，并安裝日光燈照明。研究用實驗室，通常可根據(jù)光照時間設置成長日照、中日照、短日照培養(yǎng)室，也 可以根據(jù)溫度設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。進行精細培養(yǎng)類型如細胞培養(yǎng)和原生質體培養(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度，培養(yǎng)室的房間不要窗戶，但應當留一個通氣窗，并安上排氣扇。室內溫度由空調控制，光照由日光燈控制。天花板 和內墻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(yǎng)室，一為暗培養(yǎng)室。培養(yǎng)室外應有一預備間或走廊。培養(yǎng)材料放在培養(yǎng)架上培養(yǎng)。培養(yǎng)架大多由

9、金屬制成，一般設5層，最低一層離 地高約10cm,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)日光燈的長度而設計，如采用 40W/0光燈，則長I . 3m 30W的長Im,寬 度一般為60cm日光燈一般用40V，固 定在培養(yǎng)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2000-3000Ix。培養(yǎng)室最重要的因子是溫度，一般保持在 2027C左右，具備產(chǎn)熱裝置，并安 裝窗式或立式空調機。由于熱帶植物和寒帶植物等不同種類要求不同溫度，最好 不同種類有不同的培養(yǎng)室。室內濕度也要求恒定，相對濕度以保持在 70%- 80%為好，可安裝加濕器?？刂?光照時

10、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(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)代組培實驗室大多 設計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充。設備：培養(yǎng)架（控溫控光控濕）、搖床、轉床、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、邊臺實驗臺用于拍攝培養(yǎng)物生長狀況，除濕機、顯微鏡、溫濕度計、空調等。5、緩沖間功能：是進入無菌室前的一個緩沖場地，減少人體從外界帶入的塵埃等污染物。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(yǎng)室。進入無菌操作室前在

11、此更衣?lián)Q鞋，以減少進出時帶入接種室雜菌。要求：緩沖間需3-5平方米，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，并有清潔的實驗用拖鞋、已滅菌過的工作服；墻頂用 1-2 盞紫外燈定時照射，對衣物進行滅菌。緩沖間最好也安一盞紫外線滅菌燈，用以照射滅菌。緩沖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。設備：1-2盞紫外燈、水槽、實驗臺、鞋帽架、柜子、滅菌后的工作服、拖鞋、 口罩。（二）輔助實驗室根據(jù)研究或生產(chǎn)的需要而配套設置的專門實驗室，主要用于細胞學觀察和生理生 化分析等。1、細胞學實驗室功能：用于對培養(yǎng)物的觀察分析與培養(yǎng)物

12、的計數(shù)， 對培養(yǎng)材料進行細胞學鑒定和 研究，由制片室和顯微觀察室組成。制片是獲取顯微觀察數(shù)據(jù)的基礎， 配備有切 片機、磨刀機、溫箱及樣品處理和切片染色的設備。應有通風櫥和廢液處理設施。 顯微觀察室主要是顯微鏡和圖像拍攝、處理設備。要求：明亮、清潔、干燥、防止潮濕和灰塵污染。設備：雙筒實體顯微鏡、顯微鏡、倒置顯微鏡等。2、生化分析實驗室功能：培養(yǎng)細胞產(chǎn)物為主要目的的實驗室， 應建立相應的分析化驗實驗室， 隨時 對培養(yǎng)物成分進行取樣檢查。大型次生代謝物生產(chǎn)，還需有效分離實驗室。三、儀器設備和器皿用具一、基本設備配置（一）常規(guī)設備1、天平 組織培養(yǎng)實驗室需要2-3臺不同精度的天平。感量O.OOIg的

13、天平（分析天平）和感量 O.OOOIg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驗用品。感量O.O1g和O.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、酸度計用于測定培養(yǎng)基及其它溶液的pH, 般要求可測定pH范圍1-14之間，精度O.O1 即可。4、離心機用于細胞、原生質體等活細胞分離，亦用于培養(yǎng)細胞的細胞器、核酸以及蛋白質 的分離提取。根據(jù)分離物質不同配置不同類型的離心機。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

14、機；規(guī)模化生產(chǎn)次生產(chǎn)物，還需選擇大型離心分離系統(tǒng)。5、加熱器用于培養(yǎng)基的配制。研究性實驗室一般選用帶磁力攪拌功能的加熱器，規(guī)?；笮蛯嶒炇矣么蠊β始訜岷碗妱訑嚢柘到y(tǒng)。6其它純水器、分裝設備（二）滅菌設備維持相對得無菌環(huán)境是組織培養(yǎng)實驗室的基本要求。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、干熱消毒柜用于金屬工具如鑷子、剪刀、解剖刀，以及玻璃器皿的滅菌。一般選用200C左右的普通或遠紅外消毒柜。3、過濾滅菌器用于一些酶制劑、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(jīng)濟的控制無

15、菌環(huán)境的裝置，緩沖間、接種室和培養(yǎng)室必備。（三）無菌操作設備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，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，因此應定期更換。（四）培養(yǎng)設備培養(yǎng)設備是指根據(jù)需要所選用的不同規(guī)格和控制精度的用于植物細胞、組織和器官培養(yǎng)的設施和設備。1、培養(yǎng)架目前所有植物組織培養(yǎng)實驗室植株繁殖培養(yǎng)的通用設施。成本低、設計靈活、可充分利

16、用培養(yǎng)空間，以操作方便、最大限度利用培養(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)箱細胞培養(yǎng)、原生質體培養(yǎng)等要求精確培養(yǎng)的實驗，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)。3、搖床 進行液體培養(yǎng)時，為改善通氣狀況，可用振蕩培養(yǎng)箱或搖床。4、生物反應器進行植物細胞生產(chǎn)次生產(chǎn)物的實驗室，還需生物反應器。（五）其他設備可安裝時間程序控制器、溫度控制系統(tǒng)或空調；實體顯微鏡、倒置式生物顯微鏡 及配套的攝影、錄像和圖像處理設備；電泳儀、萃取和層析設備、紫外分光光度 計、高效液相色譜儀、氣相色譜儀、酶聯(lián)免疫測定系統(tǒng)。四、培養(yǎng)容器與用具培養(yǎng)容器指盛有培養(yǎng)基并提供培養(yǎng)物生長空間的無菌置，培養(yǎng)用具指培養(yǎng)物接種 封口所用的各種金屬或塑料制品，實驗室必備。（一）培養(yǎng)