组织培养实验室设计

第三节第三节 基本技术基本技术-3-3-实验室及培育苗工厂的设计实验室及培育苗工厂的设计培养基的配制-灭菌外植体采集-消毒处理外植体接种在培养基上培养植物组织培养要求的实验室植物组织培养概念药品配药品配制室制室消毒处理室接种室接种室培养室培养室移栽移栽大棚大棚（一）实验室的基本组成配配制制室室消消毒毒室室接接种种室室培培养养室室观观察察室室组培实验室组培实验室驯驯化化室室一、实验室的设计一、实验室的设计洗洗涤涤室室洗涤室洗涤室1.主要功能 组培用具洗涤、干燥和贮存；材料预处理与清洗；组培苗出瓶、清洗与整理等。2.设计要求 10m2左右。房间宽敞明亮，方便工作；有电源、自来水和水槽（池），上下水畅通；地面耐湿、防滑、排水良好，便于清洁。3.仪器与用具配置培养基配制室 1.主要功能 培养基的配制、植物材料的预处理 2.设计要求 一般1020m2左右。要求房间宽敞明亮、通风、干燥，便于多人操作；有电源、自来水和水槽（池），保证上下水道畅通。3.仪器与用具配置 恒温水浴锅恒温水浴锅电饭煲电饭煲磁磁力力搅搅拌拌器器磁磁力力搅搅拌拌器器酸度计酸度计电炉电炉电蒸馏水器电蒸馏水器水处理中心水处理中心自动灌装机自动灌装机功能：功能：培养基、接种工具等灭菌。培养基、接种工具等灭菌。设计要求：设计要求：一般为一般为5-10m2。安全、通风、明亮；墙。安全、通风、明亮；墙壁和地面防潮、耐高温；配备水源、水槽（池）、壁和地面防潮、耐高温；配备水源、水槽（池）、电源或煤气加热装置和供排水设施；保证上下水道电源或煤气加热装置和供排水设施；保证上下水道畅通，通风措施良好。畅通，通风措施良好。配备：配备：高压灭菌器或微波炉、烘干箱等。高压灭菌器或微波炉、烘干箱等。3.3.灭菌室灭菌室4 4、接种室与缓冲间、接种室与缓冲间功能：功能：植物材料的接种或培养物的转移等。植物材料的接种或培养物的转移等。结构：结构：缓冲间缓冲间+接种室接种室设计要求设计要求:宜小不宜大，一般小接种室宜小不宜大，一般小接种室57m2，缓冲，缓冲间间23m2。密闭、干爽、清洁明亮，地面平坦无缝、。密闭、干爽、清洁明亮，地面平坦无缝、顶棚及墙壁密闭光滑，吊装紫外光灯，配置横拉门。顶棚及墙壁密闭光滑，吊装紫外光灯，配置横拉门。配备：配备：超净台，工作台，搁架，医用小平车，超净台，工作台，搁架，医用小平车，细细菌过滤器、解剖镜、紫外灯、接种工具等。菌过滤器、解剖镜、紫外灯、接种工具等。医用小平车组织培养常用的工具1.尖头镊 2.扁头镊 3.枪形镊 4.弯头镊 5.直形镊 6.弯头剪 7.尖头解剖刀 8.解剖刀 9.接种针组织培养常用的玻璃器皿1.T形管 2.L形管 3.角形培养瓶 4.长方形扁瓶 5.圆形扁瓶 6.圆形培养瓶 7.三角瓶 8.平型有角试管 9.平型无角试管 10.细胞微室培养工具，玻璃杯及盖玻片、载玻片5.5.培养室培养室5.5.培养室培养室设计要求：设计要求：培养室的大小可根据生产规模和培养架培养室的大小可根据生产规模和培养架规格、数量及其它附属设备而定。不宜过大，面积规格、数量及其它附属设备而定。不宜过大，面积101020m2 20m2，充分利用空间和节能，有，充分利用空间和节能，有缓冲间或走廊缓冲间或走廊 。能够控光控温（高温区和低温区）。保持密闭、能够控光控温（高温区和低温区）。保持密闭、干爽、整洁明亮，防止微生物感染。要求天花板、墙干爽、整洁明亮，防止微生物感染。要求天花板、墙壁壁光滑平整光滑平整、绝热防火，最好用塑钢板或瓷砖装修；、绝热防火，最好用塑钢板或瓷砖装修；地面用水磨石或瓷砖铺设，平坦无缝，方便室内消毒，地面用水磨石或瓷砖铺设，平坦无缝，方便室内消毒，并有利于反光，提高室内亮度。并有利于反光，提高室内亮度。功能：功能：培养离体材料。培养离体材料。摆放培养架，以立体培养为主。摆放培养架，以立体培养为主。能够通风、降能够通风、降湿、散热。湿、散热。培养室外应设有缓冲间或走廊。培养室外应设有缓冲间或走廊。培培养室内用电量大，应设置供电专线和配电设备，并且养室内用电量大，应设置供电专线和配电设备，并且配电板置于培养室外，保证用电安全和方便控制。配电板置于培养室外，保证用电安全和方便控制。配备：配备：培养架培养架 工作台工作台 解剖镜解剖镜 照明设备照明设备 定时器定时器 空调器空调器 干湿温度计干湿温度计 除湿机除湿机 换气扇换气扇 6.6.观察室观察室功能：功能：观察与鉴定观察与鉴定培养材料生长分化是否正常，培养材料生长分化是否正常，是否是否脱毒和发生变异。脱毒和发生变异。设计要求：设计要求：室内通风、清洁、明亮、干燥、安静，室内通风、清洁、明亮、干燥、安静，设备先进，保证光学仪器不振动、不受潮、不污染、设备先进，保证光学仪器不振动、不受潮、不污染、不受光直射。不受光直射。配备：配备：生物显微镜，切片机，酶联免疫检测仪，生物显微镜，切片机，酶联免疫检测仪，PCRPCR扩增仪等。扩增仪等。7.7.驯化棚室驯化棚室设计要求：设计要求：据规模来定。能够控温调湿、控光通风。据规模来定。能够控温调湿、控光通风。功能：功能：组培苗驯化移栽。组培苗驯化移栽。配置：配置：环控设施。弥雾装置、遮阳网、暖气或地热线环控设施。弥雾装置、遮阳网、暖气或地热线、移栽床等设施；塑料钵、花盆、穴盘等移栽容器；、移栽床等设施；塑料钵、花盆、穴盘等移栽容器；草炭、沙子等移栽基质。草炭、沙子等移栽基质。注：注：室内驯化与设施下驯化均可。室内驯化与设施下驯化均可。（二）设计原则与总体要求（二）设计原则与总体要求 1 1、设计原则、设计原则1.1.防止污染。防止污染。2.2.按照工艺流程科学设计，经济、实用和高效。按照工艺流程科学设计，经济、实用和高效。3.3.结构和布局合理，工作方便，节能、安全。结构和布局合理，工作方便，节能、安全。4.4.规划设计与工作目的、规模及当地条件等相适应。规划设计与工作目的、规模及当地条件等相适应。2 2、总体要求、总体要求1.1.实验室选址避开污染源，水电供应充足，交通便利。实验室选址避开污染源，水电供应充足，交通便利。2.2.保证实验室环境清洁。可设计过道、设备防尘、外保证实验室环境清洁。可设计过道、设备防尘、外来空气的过滤装置。来空气的过滤装置。3.3.实验室必须满足实验准备、无菌操作和控制培养三实验室必须满足实验准备、无菌操作和控制培养三个基本的工作需要。个基本的工作需要。5.5.明确实验室的采光、控温方式，应与气候条件相明确实验室的采光、控温方式，应与气候条件相适应。一般采用人工光照和恒温控制。实验室可设适应。一般采用人工光照和恒温控制。实验室可设计为密封式或半地下式。计为密封式或半地下式。6.6.电源并经专业部门设计、安装和验证合格之后，方电源并经专业部门设计、安装和验证合格之后，方可使用。应有备用电源。可使用。应有备用电源。4.4.实验室各分室的大小、比例要合理。培养室与其实验室各分室的大小、比例要合理。培养室与其他分室（除驯化室外）的面积之比为他分室（除驯化室外）的面积之比为3 3：2 2。培养室。培养室的有效面积占培养室总面积的的有效面积占培养室总面积的2/32/3，与生产规模相适，与生产规模相适应。应。7.7.实验室建造满足组培的需要实验室建造满足组培的需要地面、墙壁和顶棚等要采用最小的产生灰尘建筑地面、墙壁和顶棚等要采用最小的产生灰尘建筑材料；材料；墙壁和天花板、地面的交界处宜做成弧形，便于日墙壁和天花板、地面的交界处宜做成弧形，便于日常清洁；常清洁；管道要尽量暗装，安排好暗敷管道的走向，便于管道要尽量暗装，安排好暗敷管道的走向，便于日后的维修，并能确保在维修时不造成污染；日后的维修，并能确保在维修时不造成污染；洗手池、下水道的位置要适宜，不得对培养带来洗手池、下水道的位置要适宜，不得对培养带来污染，下水道开口位置应对实验室的洁净度影响最污染，下水道开口位置应对实验室的洁净度影响最小，并有避免污染的措施；小，并有避免污染的措施；设置防止昆虫、鸟类、鼠类等动物进入的设施。设置防止昆虫、鸟类、鼠类等动物进入的设施。接种室、培养室装修材料耐消毒、清洁和冲洗，接种室、培养室装修材料耐消毒、清洁和冲洗，并设置能确保与其洁净度相应的控温控湿的设施。并设置能确保与其洁净度相应的控温控湿的设施。（三）实验室设计例举（三）实验室设计例举 三、组培育苗工厂的设计三、组培育苗工厂的设计 （一）、设计原则与总体要求（一）、设计原则与总体要求（二）、基本组成（二）、基本组成（三）、组培育苗工厂设计范例（三）、组培育苗工厂设计范例（一）、设计原则与总体要求（一）、设计原则与总体要求1 1、设计原则、设计原则（1 1）.根据培养目的和规模来设计。其规模大小根据根据培养目的和规模来设计。其规模大小根据市场需求、年预期产苗量、投资额、现有条件等因市场需求、年预期产苗量、投资额、现有条件等因素综合确定，体现素综合确定，体现适用性适用性。（2 2）.流水线式流水线式设计布局合理，符合生产工艺流程和设计布局合理，符合生产工艺流程和工作程序，便于操作，体现系统性、实用性，利于工作程序，便于操作，体现系统性、实用性，利于提高提高生产效率生产效率。（3 3）.防止污染，体现针对性和可控性。防止污染，体现针对性和可控性。（4 4）.降低降低成本成本，节能、安全，体现经济实用性。，节能、安全，体现经济实用性。（1 1）.选址要求排灌水方便，远离污染源，水电供应充足，选址要求排灌水方便，远离污染源，水电供应充足，交通便利交通便利(远离交通干线远离交通干线200m200m以外以外)，周边环境清洁，周边环境清洁，地下地下水位水位1.5m1.5m以下以下。一般建在城市的近郊区。一般建在城市的近郊区。（2 2）.各车间大小与相对比例合理，车间设计和设施设备的各车间大小与相对比例合理，车间设计和设施设备的配置与摆放与其功能相适应。配置与摆放与其功能相适应。（3 3）.建筑与装修材料要经得起消毒、清洁和冲洗；建筑与装修材料要经得起消毒、清洁和冲洗；（4 4）.厂房的厂房的防水处理防水处理应高标准，不能有渗漏雨现象；应高标准，不能有渗漏雨现象；（5 5）.地基最好高出地面地基最好高出地面30cm30cm以上。以上。注：其他要求与实验室设计相似。注：其他要求与实验室设计相似。2 2、总体要求、总体要求洗涤车间 （二）、组培育苗工厂的基本组成 培养基配制车间 接种车间培养车间 检测车间 组培苗驯化车间 育苗圃主要附属用房 组培苗生产车间 驯化栽培区 灭菌车间原种圃 品种栽培示范区 繁殖圃 1 1、洗涤车间、洗涤车间功能：功能：与洗涤室相同。与洗涤室相同。设计要求：设计要求：见图见图配置配置:洗衣机、洗瓶机、洗衣机、洗瓶机、换气扇、医用小推车。其换气扇、医用小推车。其他与洗涤室相同。他与洗涤室相同。水槽立体存放架工作台洗涤设备洗涤车间平面设计洗涤车间平面设计2 2、培养基配制车间、培养基配制车间设计要求：设计要求：面积一般为面积一般为404060 m60 m2 2，其他要求，其他要求与培养基配制室相同，但要注意仪器设备在与培养基配制室相同，但要注意仪器设备在空间内的合理摆放。有条件的可在配制车间空间内的合理摆放。有条件的可在配制车间内单设药品间和天平室内单设药品间和天平室(或称量室或称量室)。功能、仪器与用具配置：功能、仪器与用具配置：与培养基配制室基与培养基配制室基本相同。本相同。3 3、灭菌车间、灭菌车间功能：与灭菌室相同。设计要求：面积为1530m2。根据生产能力选择灭菌锅。设置专用电线和配电板（盘）。必须有消防设施。可在灭菌车间内单设1间储备室（区），用于存放已灭菌的培养基、无菌纸和无菌用具或未用完的培养基等。要求保持较低温度，避免阳光直射，安装紫外光灯，以便经常消毒。其他与灭菌室相同。配置：除增加中型灭菌锅外，其他与灭菌室相同。接种车间设计要求：设计要求：面积根据工作量的大小决定，可以多设几个面积根据工作量的大小决定，可以多设几个小接种小接种间间。选用选用平流风式双人单面平流风式双人单面超净工作台为宜。超净工作台为宜。超净台的摆放要防止各超净台气流的超净台的摆放要防止各超净台气流的相互干扰相互干扰，留，留有必要的活动空间。为方便大规模操作，可安装有必要的活动空间。为方便大规模操作，可安装一一体化体化超净工作台。超净工作台。可在接种车间内可设计一个紫外光消毒间，与培养可在接种车间内可设计一个紫外光消毒间，与培养间相邻。间相邻。在接种车间外可设置风淋室。配备消防设施。其他在接种车间外可设置风淋室。配备消防设施。其他与接种室基本相同。与接种室基本相同。4 4、接种车间、接种车间组织培养流水线5 5、培养车间、培养车间 设计要求：设计要求：根据生产规模，确定培养车间的数量和根据生产规模，确定培养车间的数量和面积大小。最好设计多个培养间，便于均匀控制面积大小。最好设计多个培养间，便于均匀控制培养条件。为便于管理，可单设一间培养条件。为便于管理，可单设一间液体振荡培液体振荡培养间养间。最好与紫外光消毒间和接种间相邻。其他。最好与紫外光消毒间和接种间相邻。其他与培养室相同。与培养室相同。配置：配置：配备小推车和折叠梯子。其他配置与培养室配备小推车和折叠梯子。其他配置与培养室相同。相同。6、检测车间 检测车间最好与培养车间相邻。可单设摄影室和检测车间最好与培养车间相邻。可单设摄影室和暗室。其他与观察室相同暗室。其他与观察室相同。除设施较先进和棚室数量增加外，其他与驯化棚除设施较先进和棚室数量增加外，其他与驯化棚室要求相同。室要求相同。7 7、组培苗驯化车间、组培苗驯化车间8 8、育苗圃、育苗圃 功能：原种圃：用于引进和保存育苗所需的无病毒或珍稀的优良种质资源，主要采用防虫网室保存（部分种类可用试管冷藏保存）；品种栽培示范区：主要是栽培本厂生产的各种组培苗的成年植株，展示其优良的观赏性状及生产习性，也作为组织培养材料的采集地；繁殖圃：包括育苗区、无性繁殖区和培育大苗区，直接向市场供应不同规格的商品苗木。设计要求：设计要求：根据组织培养育苗的规模与目的，确定育苗圃的根据组织培养育苗的规模与目的，确定育苗圃的大小。大小。原种圃：原种圃：原种材料要求不带病毒，避免重复感染和发生变原种材料要求不带病毒，避免重复感染和发生变异。每年应进行异。每年应进行1 1次病毒鉴定。有完整的引种档案。一般次病毒鉴定。有完整的引种档案。一般每个原种材料不少于每个原种材料不少于2 23 3株。株。品种栽培示范区：品种栽培示范区：面积根据品种多少来确定。选用地势面积根据品种多少来确定。选用地势平坦、土质疏松而肥沃的砂壤土，水源充足，灌溉条件良平坦、土质疏松而肥沃的砂壤土，水源充足，灌溉条件良好，苗木销售运输方便，并保证苗木纯正无误。好，苗木销售运输方便，并保证苗木纯正无误。繁殖圃：繁殖圃：满足商品大苗的养护和常规无性繁殖采穗的需满足商品大苗的养护和常规无性繁殖采穗的需要。要。配置：配置：智能温室、普通日光温室或塑料大棚；微灌系统智能温室、普通日光温室或塑料大棚；微灌系统、育苗床、排灌系统、遮阳避雨设施、防虫网室、育苗床、排灌系统、遮阳避雨设施、防虫网室；基质、肥料、消毒剂、穴盘或栽培盆具，以及；基质、肥料、消毒剂、穴盘或栽培盆具，以及其他必要的工具与辅助设施如肥料堆沤场地等。其他必要的工具与辅助设施如肥料堆沤场地等。9 9、主要附属用房、主要附属用房1.1.仓库：仓库：主要用于存放备用的玻璃器皿、器械及试主要用于存放备用的玻璃器皿、器械及试剂等，便于随时取用。房间最好背阳。剂等，便于随时取用。房间最好背阳。药品仓库：要求干燥、通风、避免光照，备有药药品仓库：要求干燥、通风、避免光照，备有药品柜、冰箱等设备。化学试剂等分类存放；剧毒品柜、冰箱等设备。化学试剂等分类存放；剧毒物品如物品如HgClHgCl2 2等需专人密封保存；需低温保存的药等需专人密封保存；需低温保存的药品和药液在冰箱中保存。品和药液在冰箱中保存。2.2.冷藏室：冷藏室：在在1155下暂存原种材料和待出库下暂存原种材料和待出库移栽的组培苗，进行种质资源的离体保存；移栽的组培苗，进行种质资源的离体保存；低温处理，控制某些组培苗的分化和生长速度；低温处理，控制某些组培苗的分化和生长速度；打破某些植物休眠。如球根花卉唐菖蒲的小球打破某些植物休眠。如球根花卉唐菖蒲的小球茎在冷藏室茎在冷藏室3 355下冷藏下冷藏1 1个月，就可以解除休眠个月，就可以解除休眠。在组培生产车间的主要作用：在组培生产车间的主要作用：对于按计划生产和对于按计划生产和按时供应种苗起着重要调节及贮备的作用。按时供应种苗起着重要调节及贮备的作用。3.3.更衣间：更衣间：工作人员在此换鞋和更换洁净的工作服工作人员在此换鞋和更换洁净的工作服。安装紫外光灯，定期消毒；经常清洗更衣间内。安装紫外光灯，定期消毒；经常清洗更衣间内的工作服和拖鞋，使更衣间始终保持整洁状态。的工作服和拖鞋，使更衣间始终保持整洁状态。如有条件可设风淋设施。如有条件可设风淋设施。更衣间是更衣间是组培苗生产车间的门户。组培苗生产车间的门户。（三）、组培育苗工厂设计范例（三）、组培育苗工厂设计范例 作业：500平方米的空实验室，请设计组织培养室:包括药品配制、消毒灭菌、洗涤、接种、培养、检测等功能。三种布局，每组选择一种布局来设计，随机抽到课堂展示，根据科学性给小组成绩。