在植物組織培養過程中,根據所培養的植物種類、生產規模,選擇合適的器材、設施是十分必要的,只有這樣才能確保整個操作過程的順利進行。在器材、設施的選擇上,不要貪大求洋,應該在其是否實用上多下功夫。在研究型的組織培養操作中,往往對器材、設施的要求較高;而在生產型的組織培養中,則對器材、設施的要求卻較為粗放,因此管理者必須根據實際情況來進行培養器材、設施的遴選。
在植物組織培養的過程中,從外植體的采收到試管苗的定植都必須要在定的環境中進行,例如,培養基的配制要在專用的器材、設施中進行;外植體的接種要在專用的器材、設施中進行。應該根據植物組織培養不同階段的需要,選擇不同的器材、設施。只有從降低投入、提高工效、節約勞力等諸方面加以考慮,才能降低培養成本、提高培養效率。
在植物組織培養過程中,所使用的器材種類較多,但它們通?梢苑譃橥ㄓ闷骶、盛具、計量器械、滅菌器械、接種器械、培養器械等幾種類型。在使用這些容器、設備時,必須要了解它們的基本用途,并學會它們的基本用法。例如,不能給容量瓶加熱;必須用磨砂玻璃燈罩來熄滅正在燃燒的酒精燈;應該定期更換凈工作如的無菌濾膜等等。詳細操作可參考具體設備、容器的使用說明。
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基本實驗室包括準備室、洗滌滅菌室、無菌操作室、培養室、緩沖間,是組織培養實驗所必須具備的基本條件。如進行工廠化生產,年產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、培養基配制與分裝、培養基和培養器皿的滅菌、培養材料的預處理等。
要求: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,但不適于大規模生產。通間式-規;瘜嶒炇,準備室一般設計成大的通間,使試驗操作的各個環節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,試驗中減少各環節間的銜接時間,從而提高工作效率。此外還便于培養基配制、分裝和滅菌的自動化操作程序設計,從而減少規;a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(放置培養容器)、冰箱、天平、蒸餾水器、酸度計及常用的培養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、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,是植物離體培養研究或生產中關鍵的一步。
要求:接種室宜小不宜大,一般7~8平米(10-20平米)即可,其規模根據實驗需要和環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 1~2盞紫外線滅菌燈,用以照射滅菌。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10-30min。
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,還有凈工作臺和整套滅菌接種儀器、藥品等。
4、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平方米左右,培養室的大小可根據需要培養架的大小、數目、及其他附屬設備而定,其設計以充分利用空間和節省能源為原則;疽笫悄軌蚩刂乒庹蘸蜏囟,并保持相對的無菌環境,因此,培養室應保持清潔和適度干燥;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,并安裝日光燈照明。
研究用實驗室,通?筛鶕庹諘r間設置成長日照、中日照、短日照培養室,也可以根據溫度設置成高溫和低溫培養室,每一個培養室的空間不宜過大,便于對條件的均勻控制。進行精細培養類型如細胞培養和原生質體培養,可采用光照培養箱或人工氣候箱代替培養室。
為了控制培養室的溫度和光照時間及其強度,培養室的房間不要窗戶,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。培養架大多由金屬制成,一般設5層,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,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。
培養室重要的因子是溫度,一般保持在20—27℃左右,具備產熱裝置,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,好不同種類有不同的培養室。
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?刂乒庹諘r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,F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:培養架(控溫控光控濕)、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、邊臺實驗臺用于拍攝培養物生長狀況,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。
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根據研究或生產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:用于對培養物的觀察分析與培養物的計數,對培養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據的基礎,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:培養細胞產物為主要目的的實驗室,應建立相應的分析化驗實驗室,隨時對培養物成分進行取樣檢查。大型次生代謝物生產,還需有效分離實驗室。
硬件:建立一個植物組織實驗室和一個植物組織培養室。實驗室中要有凈工作臺,可以在實驗室中上方設置紫外燈消毒殺菌,凈工作臺前要有凳子,酒精燈,鑷子,手術刀,試管架(擺放手術刀和鑷子),小剪子,酒精棉,75%酒精,封口膜,培養皿或培養瓶。組織培養室要有組織培養箱,要求控制光照,溫度,濕度的。根據你們實驗室的規模定數量,或者可以直接用架子和燈管建立一個簡易組培室(個人建議資金夠得情況下買培養箱較好)
另外,還可建立一個人工氣候室,模擬大自然環境,將培養好的組織培養苗移栽擺放在人工氣候是培養。
軟件:人工清掃,管理,植物組織培養技術,實驗人員對實驗材料管理和照看,如果有人工氣候室,需要有電腦和控制板,來控制人工氣候室的光照,溫度和濕度。
器材:凈工作臺,培養箱,培養架,燈管(紫外和白熾燈),酒精燈,脫脂棉,酒精,鑷子,剪刀,手術刀,試管架,培養皿,培養瓶。
人力管理:設置責任制,主要管理清潔,消毒,植物組織照看過程(時刻觀察是否染菌,生長情況,即使更換培養基,或者移栽),技術人員對植物組織實驗的實驗周期,(植物組培是一個不斷重復的過程,所以需要實驗人員做大量的實驗才能大到效果)