組培室建設首要考慮的問題就是組培室需要哪些設備條件和需要什麽樣的培養條件。對這些有了全面了解以後,我們便可以因地制宜地新建或利用現有房屋建設實驗室。在設計組培室時,壹般情況應按組培的流程來設計,同時考慮人物分流順暢,空間合理利用。植物組織培養要求嚴格的無菌的條件,需要壹定專業儀器設備、器材和用具,同時還需要人工控制溫度、光照、濕度等培養條件。
第壹、實驗室
壹個標準的組織培養實驗室應當包括洗滌室、?配置室、接種室、培養室、觀察室(冷卻室)、滅菌室、洗苗室等。在實際中可結合可行條件,合並壹部分。
(壹)洗滌室
洗滌室完成玻璃器皿和其它儀器的清洗、幹燥和貯存。室內應配備大型水槽,用於培養器皿的洗滌,最好是內襯白瓷磚的水泥槽。為防止碰壞玻璃器皿,可鋪橡膠板,上下水道要暢通。備有大型塑料筐,用於放置培養器皿。可直接置於擱架上,以節約空間和便於運輸工作。備有空幹架,以空幹涮凈的培養器皿。
(二)配置室、滅菌室(可分開)
準備室要求明亮、通風。在準備室內要完成培養基制備以及試管苗出瓶、清洗與整理工作。如果房間較多,可將準備室分為洗滌室和配置室兩部分。洗滌室專門負責試管苗出瓶與培養器皿的清洗工作;配置室則負責培養基的配制、分裝、包紮和高壓滅菌等工作。
為完成培養基的制備工作,準備室還應配備以下儀器設備:
1.工作臺
其高度應方便配制工作。
2.藥品櫃
用以放置常用藥品。
3.普通冰箱
主要用於貯存母液、各種易變質、易分解的化學藥品以及植物材料等。
4.電子分析天平和托盤天平
電子分析天平精確度為0.001g,用於稱取大量元素、微量元素、維生素、激素等微量藥品;托盤天平精確度為0.1g,用於稱取用量較大的糖和瓊脂等。天平應放置在幹燥、不受振動的固定操作臺上。
5.純水儀或電蒸餾水器
純水儀提供純水,水質好。電蒸餾水器, 采用硬質玻璃或金屬制成。蒸餾水用於配制母液或培養基,配培養基可用自來水來代替,若實驗要求嚴格的話,則須用蒸餾水。
6.磁力攪拌器
磁力攪拌器用於加速攪拌難溶的物質,如各種化學物質、瓊脂粉等 。磁力攪拌器還可加熱,使之更利於溶解。
7.恒溫水浴鍋或恒溫振蕩水浴
水浴鍋用於難溶藥品的溶解、瓊脂的溶化等。若沒有水浴鍋,也可用1500或2000W電爐或電飯鍋代替。電爐應配有鋁鍋。
8.酸度計
組織培養中培養基pH值的準確度是十分重要的,應當使用酸度計,若無酸度計,也可使用pH試紙進行粗測。首次使用酸度計前,應用標準液調節定位,然後固定。 測量pH時,待測液必須充分攪拌均勻。如果培養基溫度過高,測量時要調整pH計上的溫度扭使之和培養基溫度相當。註意保護好玻璃電極,用後電極應用蒸餾水沖洗凈,蓋上電極帽。
9.培養基分裝設備
小型組織培養實驗室可采用燒杯、漏鬥等作為分裝培養基的工具。也可采用醫用“下口杯”作為分裝工具,在“下口杯”的下口管上套壹段軟膠管,加壹彈簧止水夾,使用時非常合用。更大規模或要求更率時,可考慮采用液體自動定量灌註設備。
10.高壓滅菌鍋
用以進行培養基和器械用具的滅菌。小規模實驗室可選用小型手提式高壓滅菌鍋。如果是連續的大規模生產,應選用大型立式的或臥式的高壓滅菌鍋。通常以電作能源。
11.烘箱
用於幹燥洗凈的玻璃器皿,也可用於幹熱滅菌和測定幹物重。用於幹燥需保持80~100℃;進行幹熱滅菌需保持150℃,達1~3小時;若測定幹物重,則溫度應控制在80℃烘幹。
12.恒溫培養箱
內有溫度調節器,生化培養箱還配有光源,用於植物材料的培養。
(三)接種室
接種室是是進行植物材料的分離接種及培養物轉移的壹個重要操作室。其無菌條件的好壞對組織培養成功與否起重要作用。
在工作方便的前提下,無菌操作室宜小不宜大,壹般7~8m2;要求地面、天花板及四壁盡可能密閉光潔,易於清潔和消毒。無菌操作室應配置拉動門,以減少開關門時的空氣擾動。
無菌操作室要求幹爽安靜,清潔明亮,在適當位置吊裝1~2盞紫外線滅菌燈,用以經常地照射滅菌。最好能安置壹小型空調,使室溫可控,這樣可讓門窗緊閉,減少與外界空氣對流。
無菌操作室應設有緩沖間,面積2 m2為宜。進入無菌操作室前在此更衣換鞋,以減少進出時帶入雜菌。緩沖間最好也安壹盞紫外滅菌燈,用以照射滅菌。
無菌操作室的主要設備及用具有:
1.接種箱
在投資少的情況下,可以用接種箱來代替超凈臺。接種箱依靠密閉、藥劑熏蒸和紫外燈照射來保證內部空間無菌。但操作活動受限制,準備時間長,工作效率低。
2.超凈工作臺
超凈臺的優點是操作方便自如,比較舒適,工作效率高,準備時間短。開機10分鐘即可操作,可進行長時間使用。並可以保證無菌材料在轉移接種過程中不受汙染。。
3.無菌操作用的器具。
按單人超凈臺上的用量計:酒精燈1個;20~25cm長的醫用鑷子1把;4號解剖刀1把,解剖刀片若幹;15cm醫用剪1把;500ml廣口瓶1只,內放酒精,現代專業組培室多用接種器械滅菌器和容器口滅菌器,用於浸泡鑷子、刀、剪等;用於架放灼燒過的刀、鑷子的小架。
4.擱架。
貯放高壓滅菌後等待接種的培養基。
(四)培養室
是將接種的材料進行培養生長的場所。培養室的大小可根據需要的培養架的大小、數目、及其它附屬設備而定。其設計以充分利用空間和節省能源為原則。高度比培養架略高為宜,周圍墻壁要求有絕熱防火的性能。
培養材料放在培養架上培養。?培養架大多由金屬制成,壹般設5層,?最低壹層離地高約10厘米,其它每層間隔30厘米左右,培養架即高1.8米左右。?培養架長度,因壹般在每層上端裝置日光燈,以供照明,所以都是根據日光燈的長度而設計,如采用28W日光燈,則長1.25m,21 W的長1米即可。寬度壹般為50cm。
培養室最重要的因子是溫度,壹般保持在20~27℃左右,可安裝窗式或立式空調機。要求溫度因熱帶植物和寒帶植物等的種類不同而異,最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。
培養架上裝置日光燈時,可安裝定時開關鐘控制照明時間,植物組織培養的光照強度壹般在1000~4000勒克斯(lux),每天照明10~16小時,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采用天然太陽光照作為能源,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。在陰雨天用燈光作補充。
補光光源目前專業的組培室用全光譜冷光燈或led組培專用燈。
第二、? 設備和器材
(壹)玻璃器皿
在組織培養中配制培養基和進行培養需大量的玻璃器皿。要求由堿性溶解度小的硬質玻璃制成,以保證長期貯存藥品及培養的效果;培養用的還要求透光度好,能耐高壓高溫,能方便放入培養基和培養材料的器皿,根據培養的目的和要求,可以采用不同種類、規格的玻璃器皿.其中以試管、三角瓶、培養皿等使用較多。
最常使用的是三角瓶,規格有100、250、500毫升等, 壹般使用100毫升三角瓶,無論靜止或振蕩培養皆適用。其培養面積大,利於組織生長,受光也比試管好。由於瓶口較小,亦不易汙染。
培養皿常用9、12厘米直徑等規格,要求上、下能密切吻合。這在遊離細胞、 原生質體、花粉等的靜置培養、看護培養、無菌種子的發芽、植物材料的分離等都需采用。
試管常用口徑18×180 mm或20×200mm規格。可用於培養較高的試管苗 ,另外也不易汙染。
培養器皿還可就地取材,采用壹些代用品。工廠化生產可采用廣口的200ml左右罐頭瓶,加蓋半透明的塑料蓋,由於瓶口大,所以大量繁殖時操作方便、工作效率高,也減少了培養材料的損傷。但缺點是易引起汙染。
目前,培養容器和制備培養基所需的玻璃器皿漸被塑料器皿所代替。塑料容器具有質輕、透明、不易破碎、成本低等優點,如培養容器多為平底方盒形,可增加培養的植株數,並能壹層層地疊摞起來,從而節約空間。這類塑料制品多是采用聚丙烯材料制成,能耐高溫,可進行高壓滅菌。有些產品為壹次性消耗品,不但可節省洗滌人工,還可節省時間,提率。壹次性塑料容器或帶螺絲帽的玻璃瓶,無須另外配蓋,使用時是非常方便的。
瓶口封塞可用多種方法,要具有壹定的通氣性和密閉性,以防止培養基幹燥和雜菌汙染。以前封口常用棉塞。不過這種封口辦法夏季極易汙染,且不易保持培養基濕度。現在多采用聚丙烯塑料膜作為封口,以線繩結紮或橡皮圈箍紮。為了增加通氣性,可在裏面襯壹層硫酸紙或牛皮紙。這樣經濟方便,且通氣好。也可采用專用的封口材料如封口膜。
在組織培養中配制培養基,貯藏母液,材料的消毒等需要各種化學實驗用的玻璃器皿,包括100、250、1000毫升燒杯;100、1000毫升量筒; 100、1000毫升試劑瓶(棕色)等等。
(二)器械用具
1.鑷子類
主要采用醫療上用的鑷子。根據操作的需要有各種類型,若用100毫升的三角瓶作為培養瓶, 可用220厘米長的鑷子。鑷子過短.容易使手接觸瓶口, 造成汙染。鑷子太長,使用起來不靈活。某些微小部分的精細操作則用鐘表鑷子, 如在分離莖尖幼葉時,由於其尖端鋒利,所以幾乎可代替剪刀使用。
2.剪刀類
可采用五官科用的中型剪刀。主要用於切斷莖段、葉片等。也可以用彎形剪刀,由於其頭部彎曲,可以深入到瓶口中進行剪切。
3.解剖刀
切割較小材料時可用解剖刀。 分離莖尖分生組織,有時也用解剖刀。常用的解剖刀刀片可以經常調換,刀口要保持鋒利狀態,否則切割時會造成擠壓,引起周圍細胞組織大量死亡,影響培養效果。
4.解剖針
解剖針用於深入到培養瓶中, 轉移細胞或愈傷組織。也可用於分離微莖尖的幼葉。
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