Bài giảng Bài giảng An toàn sinh học

Trang 1 AN TOÀN SINH HỌCNguyễn Thùy DươngViện Nghiên cứu hệ gen IGRViện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam VAST Trang 2 An tồn sinh học là gì?• Việc ứng dụng, kết hợp các qui trình

AN TOÀN SINH HỌC

Nguyễn Thùy Dương Viện Nghiên cứu hệ gen (IGR) Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

An toàn sinh học là gì?

• Việc ứng dụng, kết hợp các qui trình phòng thí nghiệm, các cơ sở vật chất

thí nghiệm và các trang thiết bị an toàn khi làm việc với các tác nhân có

nguy cơ gây nguy hiểm về mặt sinh học cho người làm thí nghiệm cũng như

cộng đồng

• An toàn sinh học liên quan đến nhiều thành viên trực tiếp và gián tiếp liênquan đến phòng thí nghiệm: người trực tiếp làm thí nghiệm, các thành viênchủ chốt của dự án nghiên cứu, ban quản lý phòng thí nghiệm, ban quản lýđơn vị điều hành phòng thí nghiệm, các cơ quan chức năng (quản lý, kiểmsoát, ban hành luật, …)

Lịch sử và sự cần thiết của ATSH

• Hội nghị ATSH đầu tiên diễn ra vào ngày 18/04/1955 tại Camp Detrick ở

Fredrik, Maryland với sự tham gia của 14 đại diện đến từ ba phòng thí nghiệmchính của Quân đội Mỹ Hội nghị thảo luận về an toàn sinh học, hóa học,

• Ngày 29/01/2000, Nghị định thư Cartagena về An toàn sinh học đã được hoànthiện và thông qua tại Montreal trong cuộc họp đặc biệt của các bên tham gia

Công ước Đa dạng sinh học Đây là văn bản pháp lý đầu tiên của cộng đồng

quốc tế nhằm tạo điều kiện để đạt tối đa lợi ích mà công nghệ sinh học có thểmang lại, đồng thời giảm thiểu nguy cơ tiền ẩn tới môi trường và sức khoẻ con người

• Ngày 19/1/2004, Việt Nam đã chính thức phê chuẩn Nghị định thư Cartagena về

An toàn sinh học Bộ Tài nguyên và Môi trường được Chính phủ giao làm đầumối quốc gia đối với Nghị định thư và chịu trách nhiệm giúp Chính phủ thực

hiện thống nhất việc quản lý nhà nước về An toàn sinh học

Lịch sử và sự cần thiết của ATSH (tiếp)

Nghị định thư Cartagena

• Mục tiêu Nghị định thư nhằm đảm bảo mức độ bảo vệ thoả đáng trong chuyểngiao, xử lý và sử dung các sinh vật sống biến đổi gen (LMO), kết quả của CNSH hiện đại có thể có những tác động bất lợi đến bảo tồn và sử dung bền vững đa

dạng sinh học

• Thúc đẩy tiến trình ATSH thông qua thiết lập các quy tắc và thủ tục cho việc vậnchuyển, xử lý và sử dụng an toàn LMO, đặc biệt tập trung vào vận chuyển xuyênbiên giới LMO

Vai trò của an toàn sinh học

• Đảm bảo an toàn cho

- Người làm thí nghiệm

- Đồng nghiệp trong đơn vị

- Những người liên quan trực tiếp và gián tiếp đến phòng thí nghiệm

- Công chúng

- Môi trường sống

• Tuân thủ đúng các qui định quốc gia và quốc tế

Ai cần học an toàn sinh học?

• Những cá nhân làm việc hoặc có tiếp xúc với các tác nhân nguy hiểm vềmặt sinh học Những người quản lý có liên quan Người ban hành các qui định, qui chế, …

• Việc huấn luyện cần diễn ra thường xuyên và cập nhật tùy theo đặc điểmcủa thí nghiệm

Vai trò của các thành viên khác nhau của dự án

• Người làm thí nghiệm cần tuân thủ các qui tắc khi tiến hành thí nghiệm, chỉlàm các thí nghiệm được phép

• Người quản lý (bao gồm ban quản lý phòng thí nghiệm và cán bộ quản lý

dự án) cần đảm bảo toàn bộ nhân viên đã được huấn luyện về an toàn sinhhọc, thường xuyên kiểm tra, quản lý các vấn đề an toàn về trang thiết bị

cũng như qui trình làm thí nghiệm

• Mỗi cá nhân cần cảnh giác và báo cáo bất cứ trường hợp nào xảy ra vấn đề

Trung tâm trao đổi thông tin ATSH

• Nhằm tạo điều kiện cho việc trao đổi thông tin và kinh nghiệm về khoa học, kỹ thuật, môi trường và pháp lý có liên quan đến các sinh vật sống biến đổi gen

(Living modified organism - LMO)

• Hỗ trợ các Bên tham gia thực hiện Nghị định thư, có tính đến nhu cầu đặc biệt của các Bên tham gia là quốc gia đang phát triển

• Ngoài ra, Trung tâm trao đổi ATSH là phương tiện qua đó các Bên tham gia có thể cung cấp các thông tin được quy định trong Nghị định thư

• Cung cấp cơ chế cho các Bên tham gia cung cấp thông tin về quyết định cuối cùng liên quan đến sử dung LMO…

Ai có thể truy cập và sử dụng thông tin ATSH

• Thông tin trên trung tâm trao đổi thông tin ATSH là hệ thống thông tin mở, mọi người đều có thể truy cập.

• Chỉ có những người là đầu mối của quốc gia mới được đăng nhập thông tin lên Trung tâm trao đổi thông tin ATSH thông qua Trung tâm quản trị website.

• Thông tin chi tiết về các sử dụng Trung tâm Quản trị website có trong Module 3 của Bộ Công cụ ( Đăng ký thông tin trực tuyến)

Định nghĩa tác nhân sinh học nguy hiểm

• Là tác nhân có nguồn gốc sinh học, có khả năng tạo ra các ảnh hưởng nguyhại lên con người và môi trường: vi sinh vật, hóa chất độc hại; các hóa chấtbào chế từ các sinh vật (vi sinh vật, động thực vật) có khả năng gây nguyhại, …

Ví dụ tác nhân sinh học gây nguy hiểm

• Các vi sinh vật gây truyền nhiễm (vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng, …) ảnh hưởng đến con người

Ví dụ tác nhân sinh học gây nguy hiểm

• Các DNA tái tổ hợp (vector virus, liệu pháp gen, nhân bản, …)

Ví dụ tác nhân sinh học gây nguy hiểm

• Sinh vật biến đổi gen (vi sinh vật, động thực vật)

Ví dụ tác nhân sinh học gây nguy hiểm

• Các tế bào người và linh trưởng, các tế bào nuôi cấy, mô, máu (toàn bộ máu

và các thành phần), dịch cơ thể

• Tế bào, dịch, mô hoặc chất thải động thực vật có khả năng chứa tác nhângây bệnh

• Động vật có khả năng truyền bệnh

Các cấp độ an toàn sinh học của phòng thí nghiệm

• Có 04 cấp độ an toàn sinh học, mỗi cấp độ có các cơ chế kiểm soát và cách ly

vi sinh vật và các tác nhân sinh học ở các mức độ khác nhau dựa trên các nguy

cơ về lây nhiễm, mức độ nghiêm trọng của bệnh, khả năng lây truyền và đặcđiểm của công việc thí nghiệm Nguồn gốc của vật liệu thí nghiệm và con

đường lây nhiễm cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định cấp độ

Các thành phần của cấp độ an toàn sinh học

• Qui trình phòng thí nghiệm

• Thiết bị an toàn

• Quá trình xây dựng

An toàn sinh học cấp độ 1 (BSL-1)

• Các qui trình thí nghiệm thông thường được áp dụng

• Có thể tiến hành thí nghiệm trên bàn thí nghiệm mở (A)

• Thiết bị bảo vệ cá nhân (áo thí nghiệm, găng tay thí

• Các thiết bị bảo vệ phù hợp bao gồm áo thí nghiệm, găng tay,

kính bảo vệ mắt và che mặt (A)

• Tất cả thí nghiệm có thể gây lây nhiễm qua giọt sương hoặc giọt bắn được tiến hành trong buồng thí nghiệm sinh học (B)

• Cần có máy khử trùng bằng hơi nước hoặc các biện pháp diệt

khuẩn khác

An toàn sinh học cấp độ 3 (BSL-3)

• Gồm toàn bộ các yêu cầu của cấp độ 2 Các tác nhân sinh học có thể gây

bệnh nguy hiểm, đặc biệt lây truyền qua đường hô hấp Ví dụ, vi khuẩn lao

(Mycobacterium tuberculosis)

An toàn sinh học cấp độ 3 (tiếp)

• Qui trình thí nghiệm: Người làm thí nghiệm cần được theo dõi y tế

và có thể cần tiêm phòng trước Việc ra vào phòng thí nghiệm được quản lý và kiểm soát mọi lúc

• Trang bị bảo hộ, đặc biết là đường hô hấp (A)

• Thí nghiệm với vi khuẩn cần có buồng thí nghiệm phù hợp (B)

• Phòng thí nghiệm có hai bộ cửa (một tự khóa và một có khóa) (C)

• Có bồn rửa tay và rửa mắt ở gần lối ra Không khí cần được duy trì

từ khu vực sạch sang khu vực bị lây nhiễm, không quay vòng

không khí

An toàn sinh học cấp độ 4 (BSL-4)

• Cấp độ an toàn sinh học cao nhất Số lượng các phòng

thí nghiệm cấp độ này trên thế giới tương đối ít do yêu

cầu đòi hỏi nghiêm ngặt Các đối tượng thí nghiệm

thường nguy hiểm và hiếm với nguy cơ lây nhiễm cao

Việc lây nhiễm có thể gây chết người nếu không được

điều trị hoặc tiêm vaccine

Virus Ebola

An toàn sinh học cấp độ 4 (tiếp)

• Qui trình thí nghiệm: thay quần áo trước khi vào, đứng

dưới vòi hoa sen lúc ra, diệt trùng tất cả các vật liệu

trước khi đi ra

• Thiết bị an toàn: trang thiết bị an toàn phù hợp, bao

gồm bộ quần áo (A) bao toàn cơ thể với nguồn cung

không khí và áp suất dương (không khí đi ra mà không

đi vào bộ quần áo)

Chú ý

• Ngoài an toàn sinh học, khi làm thí nghiệm còn phải tuân thủ các qui tắc an toànkhác: an toàn cháy nổ, an toàn thương tật, an toàn hóa chất, …

• https://www.youtube.com/watch?v=uyNj56g5rHY

Một số thường thức phòng thí nghiệm

• Luôn mặc đồ bảo hộ: kính bảo vệ mắt, áo thí nghiệm, quần dài, giày có chengón chân, găng tay thí nghiệm (nếu cần)

• Quần áo phải che phủ toàn thân Không mặc quần tất bó (với nữ)

• Không đi xăng-đan, dép lê, giày vải (bảo vệ chống thủy tinh rơi vỡ)…

• Bỏ găng tay thí nghiệm trước khi chạm vào các vật khác

• Sau khi bỏ gang tay, phải đeo găng mới

Một số thường thức phòng thí nghiệm (tiếp)

• Nắm được vị trí các chuông báo cháy và thiết bị chữa cháy

30

• Thành thạo qui trình sử dụng bình chữa cháy

• Phân biệt các loại tủ lạnh khác nhau: 4°C , -20°C , -80°C, -196°C (nitơ lỏng)

• Dùng găng tay cách nhiệt với những tủ -80°C

• Cẩn thận tránh đổ vỡ

• Tuân thủ quy trình sử dụng tủ lạnh

•Giữ gìn vệ sinh phòng thí nghiệm

•Không ăn uống trong phòng thí nghiệm

AN TOÀN HOÁ HỌC VÀ HOÁ SINH

Nguyễn Thùy Dương

Viện Nghiên cứu hệ gen (IGR)

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Con đường lây nhiễm

• Lây nhiễm trong phòng thí nghiệm thường thông qua

hô hấp và hấp thụ qua da, một số trường hợp qua

đường tiêu hóa

Gây ung thư, ảnh hưởng

đến hệ sinh sản, tổn

thương nội tạng, …

Rất độc, có thể gây chết người Có tính ăn mòn

• Nhiều hóa chất thường dùng trong phòng thí nghiệm là

chất độc Độc tính được đánh giá theo mức độ nguy hiểm đến cơ thể con người

Mức độ độc và cơ chế gây độc được

xác định như thế nào?

• Nghiên cứu trên động vật để xác định nồng độ gây độc

• Nghiên cứu cơ chế để xác định liệu hóa chất có gây độc với người và động vật

• Kiểm thử Ames đánh giá mức độ ảnh hưởng đến DNA (gây ung thư)

• Microarray để xác định gen đích (target)

Quy trình kiểm thử Ames

• Phản ứng nhiễm độc phụ thuộc vào mức độ bị phơi nhiễm

– Phơi nhiễm cấp tính – bị phơi nhiễm một lần duy nhất hoặc nhiều lần trong vòng 1-2 ngày

– Phơi nhiễm mạn tính – phơi nhiễm nhiều lần trong một khoảng thời gian dài hơn

Mức độ độc và cơ chế gây độc được

xác định như thế nào? (tiếp)

• Với mỗi hóa chất, có các qui định quốc gia và quốc tế

về nồng độ cho phép trong phòng thí nghiệm

– Tuy nhiên, các chuẩn này không phải là mức độ

tuyệt đối giữa an toàn và không an toàn mà còn

phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau

Mức độ độc và cơ chế gây độc được

xác định như thế nào? (tiếp)

Mức độ độc và cơ chế gây độc được

xác định như thế nào? (tiếp)

Nhóm tác nhân gây ung thư

• Các tác nhân gây ung thư dạng genotoxic gây tổn

thương DNA trực tiếp (gắn kết với DNA) hoặc gián tiếp (sản sinh các chất oxy hóa khử gây ảnh hưởng đến di

truyền)

– Nếu tổn thương không được sửa chữa trước khi nhân bản, tổn thương DNA gây ra đột biến DNA

– Đột biến có thể tạo khối u nếu xuất hiện ở các gen

liên quan đến phân chia tế bào, quá trình chết tế bào, sửa chữa DNA, …

• Các tác nhân gây ung thư dạng không genotoxic gây ung thư mà không tổn thương DNA

– Ví dụ, chúng có thể kích thích quá trình tang số lượng tế bào, xâm lấn mô, …

– Các chất này chủ yếu thúc đẩy khối u phát triển

Nhóm tác nhân gây ung thư (tiếp)

Hóa chất độc hại trong ngành hóa sinh

• Khi làm việc với hóa chất độc hại, cần đặc biệt chú ý khi chọn hóa chất và sử dụng trang thiết bị bảo hộ

– Bảo vệ bản thân bằng cách sử dụng thiết bị bảo hộ hợp

lý và loại bỏ các thiết bị đã bị lây nhiễm

– Bảo vệ những người khác: không phát tán các hóa chất độc hại trong phòng thí nghiệm

• Nhiều hóa chất thường thấy trong

phòng thí nghiệm là chất độc

• Chúng ta sẽ tìm hiểu một số ví dụ

trong phần tiếp theo

Ethidium Bromide

Ethidium bromide thường được dùng để đánh dấu huỳnh quang DNA, RNA trong các phòng thí nghiệm sinh học phân tử

Ethidium Bromide

• Mức độ độc hại theo bảng phân loại quốc tế

Ethidium Bromide

• Tránh làm việc với dạng bột, có thể gây chết khi bị hít vào (sử dụng dạng dung dịch)

• Xử lý trong hood thí nghiệm

• Đánh dấu khu vực xử dụng và tẩy uế thường xuyên

• Không làm nóng agarose đã có ethidium bromide ở trong

• Sử dụng găng tay (Ethidium Bromide hấp thụ qua da)

Acrylamide

Thường dùng để tạo polyacrylamide trong SDS-PAGE, điện di phát hiện protein

Có thể gây ung thư, gây ảnh hưởng đến di truyền Độc khi tiếp xúc với da hoặc nuốt

Có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nếu bị phơi nhiễm lâu dài qua hô hấp, tiếp xúc da hoặc nuốt

Sodium azide

Thường dùng dưới dạng pha loãng để ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn

Độ độc cao

• Không để sodium azide tiếp xúc với kim loại nặng

hoặc muối của chúng Phản ứng xảy ra có thể tạo thành azide kim loại gây nổ

• Không để sodium azide để xúc với các axit lỏng Phản ứng giải phóng ra acid hydrazoic rất độc, là một chất

gây nổ nguy hiểm

Sodium azide

Sodium azide

 Bình chứa cần phải được để trong bình chứa khác ở nơi khô, mát, an toàn, tách khỏi các acid

 Tránh sử dụng với dụng cụ kim loại

 Không đổ trực tiếp xuống hệ thống thoát nước, có thể gây nổ

Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF)

PMSF là chất ức chế protease serine

• Độc nếu nuốt phải

• Gây bỏng nặng trên da và tổn thương mắt

• Đặc biệt nguy hiểm với niêm mạc và đường tiêu hóa

• Gây ăn mòn

• Ảnh hưởng đến hệ thần kinh, tim, máu, mắt

Phenylmethanesulfonyl fluoride (tiếp)

• Mang găng tay

Một số chất độc khác

• Nhiều chất hóa học trong phòng thí nghiệm có độc tính

• Ví dụ:

– Halogenated aliphatic hydrocarbons (chloroform,

carbon tetrachloride, …) – ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, gan, thận, tuần hoàn

– Aromatics (benzene, toluene, xylene) – ảnh hưởng

đến hệ thần kinh, gây phản ứng trên da Benzene có liên quan đến bệnh máu trắng

Material Safety Data Sheets (MSDS)

• MSDS cung cấp các cảnh báo về mức độ độc của hóa chất Ví dụ:

• Các cấp độ sức khỏe NFPA từ 0-4 Ví dụ:

Material Safety Data Sheets (MSDS)

0 – Hazard no greater than ordinary material

1 – May cause irritation; minimal residual injury

2 – Intense or prolonged exposure may cause incapacitation; residual injury may occur if not treated

3 – Exposure could cause serious injury even if treated

4 – Exposure may cause death

• Một số thông tin khác về độc tính trong MSDS

Toxic chemicals and material safety

data sheets (MSDS)

Các biểu tượng GHS

Các biểu tượng GHS (tiếp)

Qui trình xử lý rác thải hóa chất phòng

thí nghiệm

Thu thập rác thải hóa chất

• Rác thải hóa chất phải được đặt vào các thùng chứa riêng Thùng chứa phải trong điều kiện tốt, phù hợp với loại rác

và không bị rò rỉ

Gán nhãn thùng chứa

• Thùng chứa cần phải được ghi nhãn: “Rác hóa chất”

• Phải gán nhãn cho thùng chứa ngay từ lần đầu bỏ rác vào

• Chai, lọ, vỏ hộp đã sử dụng xong khi bỏ đi phải ghi nhãn rác thải hóa chất cùng ngày tháng bỏ đi

• Các bình chứa hình dạng đặc thù khó ghi nhãn có thể bỏ vào một túi zip ghi nhãn

• Thùng chứa rác phải được đóng trừ khi thêm rác vào hay

• Không đổ quá đầy thúng chứa rác

• Thùng chứa rác phải ở một khu vực an toàn của phòng thí nghiệm để người quản lý có thể theo dõi

• Không mang rác từ phòng này sang phòng khác

• Cần phải đổ rác định kỳ hoặc khi đầy

• Với rác thải là chất lỏng, phải có thể hệ thống dẫn ra bình chứa riêng với nắp luôn kín Không sử dụng

parafilm hay băng dính

• Các chất thuộc dạng rất độc cần phải được cho

vào các thùng chứa khác nhau Từng loại rác phải được ghi nhãn rõ ràng Không để lẫn các loại có thể phản ứng với nhau

• Thường xuyên kiểm tra phòng thí nghiệm, loại bỏ hóa

chất thừa, hết hạn sử dụng, …

• Người quản lý phải có sổ hóa chất theo dõi lượng sử dụng

và ngày sử dụng

• Các hóa chất không thể đổ trực tiếp vào hệ thống thoát nước cần phải được thu gom, loại bỏ theo qui định cho từng loại

• Đổ các chất này xuống hệ thống thoát nước có thể gây

cháy, nổ, nhiễm độc môi trường, …