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实验室的科学建设与规划

返回列表 来源:洲上净化 浏览: 发布日期:2014-11-14 10:40:41【

  专业学科功能。实验室通常按物理学,无机化学,有机合成化学,生物学来分类。根据实验室内容、用途和规模的不同又各有自己的特点,比如基础教学实验室,按学科专业分,多为较简单的教学实验对水电气风等要求较低,而科研机构对实验室通风、供排水、电控及洁净都要求较高,但实验室设计的基本原则都是具有共同性的,以有机化学为例,主要由化学基本实验室、仪器分析实验室、洁净实验室、电子计算机室、研究室、辅助实验室、服务供应室等组成。


化学基本实验室,主要是进行容量分析、离子测定、氧化还原等实验,一般设计的装备有:实验台与洗涤台;通风柜及管道修检井;带试剂架的实验台及辅助工作台,需考虑设在实验室内的研究空间或电脑台,药品柜、器皿柜、落地安置的仪器设备、急救器等。


仪器分析实验室,主要设置各种大型精密分析仪器,同时也包括普通小型分析仪等,一般设计的装备有:仪器台、实验台、通风柜、天平台、电脑台、气瓶柜、洗涤台、器皿柜、药品柜、急救器、万向排气罩、原子吸收罩等。以下列出各类仪器分析实验室的要求,以供参考。

各类仪器分析实验室要求表

 

实验室名称

 

所 属 各 室 的 要 求

 

气相色谱

 

分析室

 

主要是对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物及气态样品的分析。仪器设备主要有气相色谱仪,具有计算机控制系统及数据处理系统,自动化程度很高,对有机化合物具有高效的分离能力,所用载气主要有:H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物,难挥发的及热不稳定的化合物、离子化合物、高聚物的分离却无能为力。要求局部排风及避免阳光直射在仪器上,避免影响电路系统正常工作的电场及磁场存在,一般设计:仪器台(应离墙以便仪器维修)、万向排气罩、电脑台(一般在仪器台旁配置)、边台、洗涤台、试剂柜等

 

液相色谱

 

分析室

 

主要体现在高效率分离,对复杂的有机化合物分离制取纯净化合物,定量分析和定性分析,仪器设备主要有:高效液相色谱仪,适宜于高沸点化合物、难挥发化合物、热不稳定化合物、离子化合物、高聚物等,弥补气相色谱仪的不足。环境和实验室基础装备设计要求与气相色谙室相近。

 

质谱分析室

 

主要是对纯有机物的定性分析,实现对有机化合物的分子量、分子式、分子结构的测定,分析样品可以是气体、液体、固体,主要设备有质谱仪、气-质联用仪。质谱仪是利用电磁学的原理,使物质的离子按照基特征的质荷比(即质量m与电荷e之比—m/e)来进行分离并进行质谱分析的仪器,缺点是对复杂有机混合物的分离无能为力。气相色谱分离效率高,定量分析简便的特点,结合质谱仪灵敏度高,定性分析能力强的特点,两种仪器联用为气-质联用仪。可以取长补短,提高分析质量和效率。质谱仪可能有汞蒸汽逸出,要考虑局部排风。

 

光谱分析室

主要是根据物质对光具有吸收、散射的物理特征及发射光的物理特性,在分析化学领域建立化学分析。主要是仪器是原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪,分光光度计、原子荧光光谱仪、荧光分光光度计、X射线荧光仪、红外光光谱仪、电感耦合等离子体(LCP)光谱仪、拉曼光谱仪等。实验室应尽量远离化学实验室、以防止酸、碱、腐蚀性气体等对仪器的损害,远离辐射源;室内应有防尘、防震、防潮等措施。仪器台与窗、墙之间要有一定距离,便于对仪器的调试和检修。应设计局部排风。使用原子吸收罩排风较为适宜。

 

以上实验室,根据实际需要可设置样品处理室,一般有洗涤台、实验台、通风柜等设备,同化学实验室类似。

 

洁净实验室主要是通过人为的手段,应用洁净技术实现控制室内空气中尘埃、含菌浓度、温湿度与压力、以达到所要求的洁净度、温湿度和气流速度等环境参数。空气洁净度是指洁净空气环境中空气含尘量程度,空气洁净度的级别以含尘浓度划分。洁净度是指每升空气中所含粒径≥0.5um的尘粒的总颗粒。我国空气洁净等级标准分为:100级、1000级、10000级、100000级。国际标准则划分为:1级、2级、3级、4级、5级。洁净室的组及其相互关系如图所示:

 

洁净室一般实施两级隔离,一级隔离通过生物安全柜、负压隔离器、正压防护服、手套、眼罩等实现;二级隔离通过实验室的建筑、空调净化和电气控制系统来实现。但由于净化空调需要风量小为了安全起见,风量都按大的估算,一般都要超过规范规定,物别是百级以上,冷热负荷在要求不是很严格的情况可能估算,现在专门有净化空调机组,可以直接利用。二级~四级生物安全实验室应实施两级隔离。一般实验室装备有:超净工作台、生物安全柜、边台或不锈钢操作台、洗涤台等。

以PRC实验室为例(PCR即聚合酶链式反应),是分子生物学研究和实验的常规方法,也是生物学、医学临床等领域广泛应用的实验技术。其特点是能将微量的DNA大幅增加,实验室通常分为四个区域,即:试剂储存和准备区、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区、扩增产物分析区(如使用全自动分析仪,区域可适当合并)。进入各个区域必须严格按照单一方向进行,不同的工作区域使用不同的工作服(例如不同的颜色)。工作人员离开时,不得将工作服带出。


试剂储存和准备室(标本制备区),仪器主要配置有:冷冻离心机、生物安全柜、冰箱、可移动紫外灯、全自动力核酸蛋白纯化仪、专用工作服和工作鞋等。扩增反应混合物配制和扩增区配置有:冰箱、高速离心机、超净工作台、PCR仪(要求负压状态)、可移动紫外灯、微量加样器、核酸扩增仪等。扩增产物分析区主要配置有:移液器、振荡器、超净工作台、毛细管电泳仪、冰箱、离心机、微量加样器、可移动紫外灯等。PCR实验室设计方案如下图所示:

 

PCR实验室平面图

 

 

 

 

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