An toàn sinh học lê phương chung

GIỚI THIỆU VỀ HỌC PHẦN• Các chủ đề  Nguyên lý chung về an toàn sinh học  An toàn sinh học phòng thí nghiệm  An toàn sinh học vi sinh vật  An toàn sinh học liên quan đến sinh vật biến

Gv: Th.S Lê Phương Chung

Bộ môn CNSH – Viện CNSH & MT Bài giảng dùng cho sinh viên ngành Công nghệ sinh học K58

Bài giảng điện tử

AN TOÀN SINH HỌC

GIỚI THIỆU VỀ HỌC PHẦN

• Các chủ đề

 Nguyên lý chung về an toàn sinh học

 An toàn sinh học phòng thí nghiệm

 An toàn sinh học vi sinh vật

 An toàn sinh học liên quan đến sinh

vật biến đổi gen

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TT Tên tác giả Tên tài liệu xuất bản Năm xuất bản Nhà

1 Nguyễn Văn Mùi An toàn sinh học 2008 NXB GD

2 Lê Gia Hy & Khuất Hữu

Thanh An toàn sinh học 2009 NXB KH&KT

3 Lê Phương Chung Bài giảng điện tử

An toàn sinh học 2019 NTU

4 Phạm Văn Hậu, Bùi Văn

Trường (biên dịch)

Cẩm nang an toàn phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học 2004

Tổ chức y tế thế giới

NHẬP MÔN AN TOÀN SINH HỌC

 Theo anh chị, an toàn sinh

học là gì?

 Sự khác biệt của “an toàn

sinh học” và các “an toàn”

khác như thế nào?

 Chúng ta cần làm gì để thực

hiện an toàn sinh học?

NGUYÊN LÝ CHUNG

VỀ AN TOÀN SINH HỌC

KHÁI NIỆM

WHO

ATSH trong phòng thí nghiệm là việc áp dụng

hiểu biết, kỹ thuật và phương tiện để ngăn chặn phơi nhiễm cho môi trường, phòng thí nghiệm và con người trước những tác nhân có nguy cơ gây nhiễm.

ATSH các sinh vật biến đổi gen gồm các biện pháp quản lý an toàn trong các hoạt động nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và khảo nghiệm; sản xuất kinh doanh và sử dụng, nhập khẩu, xuất khẩu, lưu giữ và vận chuyển các sinh vật biến đổi gen; sản phẩm, hàng hóa có nguồn gốc từ sinh vật biển đổi gen

ATSH là sự phát triển và thực hiện những chính sách

về quản lý hành chính, các quy trình làm việc, thiết

kế tiện nghi và những trang thiết bị an toàn để ngăn chặn sự lan truyền các tác nhân sinh học tới nhân viên làm việc trong phòng thí nghiệm, những người xung quanh và môi trường

• GMP: là những chữ viết tắt bằng tiếng Anh của “Good Manufacturing

Practice“ nghĩa là “Thực hành tốt sản xuất”

MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ATSH

• Thực hành tốt sản xuất bao gồm nhữngnguyên tắc chung, những quy định, hướngdẫn các nội dung cơ bản về điều kiện sản xuất; áp dụng cho các cơ sở sản xuất, giacông, đóng gói thực phẩm, dược phẩm,thiết bị y tế, mỹ phẩm …, nhằm đảm bảosản phẩm đạt chất lượng và an toàn.

• GMP quan tâm đến các yếu tố quan trọng:con người, nguyên vật liệu, máy móc thiết

bị, thao tác, môi trường ở tất cả các khuvực của quá trình sản xuất,…

• Phạm vi và đối tượng kiểm soát của

tiêu chuẩn GMP:

- Nhân sự, Nhà xưởng, Thiết bị

- Vệ sinh sản xuất, vệ sinh môi trường, vệ

sinh cá nhân

- Quá trình sản xuất: thao tác của công nhân,

thực hiện các yêu cầu về nguyên vật liệu, về

tiêu chuẩn sản phẩm, công thức pha chế, về

điều kiện vật chất của sản xuất, đánh giá việc

cung ứng của nhà cung cấp nguyên vật liệu

- Chất lượng sản phẩm: thử nghiệm mẫu

- Kiểm tra: nguyên liệu, bán thành phẩm, sản phẩm, thao tác của côngnhân, đánh giá nhà cung ứng, vệ sinh

- Xử lý sản phẩm không phù hợp, giải quyết khiếu nại của khách hàng

- Tài liệu, hồ sơ thực hiện …

• SSOP: là những chữ viết tắt bằng tiếng Anh của “Sanitation

Standard Operating Procedure” nghĩa là Các quy phạm vệ sinh tiêu chuẩn

SSOP là các quy trình, thủ tục, hướng dẫn làm vệ sinh nguồn nước, nhà xưởng, thiết bị chế biến và những bề mặt tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm, vệ sinh cá nhân … và các thủ tục kiểm soát vệ sinh tại nơi sản xuất Quy phạm vệ sinh chuẩn được xây dựng và áp dụng để đạt được các yêu cầu về vệ sinh chung của GMP.

GLP là tất cả các hoạt động có hệ thống được hoạch định sẵn và áp dụng theo hệ thống chất lượng, thể hiện những yếu tốthích hợp nhằm đảm bảo độ tin cậy cần thiết đáp ứng được các yêucầu chất lượng.

- GLP gồm các nguyên tắc mà cung cấp một khuôn khổ trong đó cácnghiên cứu trong phòng thí nghiệm được lên kế hoạch, thực hiện, theodõi, ghi nhận, báo cáo và lưu trữ

- Những quy định này được thực hiện để tạo dữ liệu mà các mối nguyhiểm và rủi ro cho người dùng, người tiêu dùng và các bên thứ ba,bao gồm cả môi trường

- GLP giúp đảm bảo rằng các dữ liệu được gửi là một sự phản ánhthực sự những kết quả đạt được trong thời gian nghiên cứu và do đó

có thể được dựa theo khi đưa ra nguy cơ / đánh giá an toàn

Thực hành tốt phòng thí nghiệm - GLP (Good

Laboratory Practice)

PHÂN LOẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM ATSH

BSL - I Tác nhân RG1 Các chất không gây phát bệnh đối với người lớn khoẻ mạnh.

BSL - II Tác nhân RG2 Các chất có thể gây nhiễm bệnh cho người nhưng không nguy hiểm, có phương pháp

cứu chữa và điều trị

BSL - III Tác nhân RG3 Các chất gây ra bệnh nguy hiểm hoặc bệnh chết người, có phương pháp điều trị

BSL - IV Tác nhân RG4 không có phương pháp điều trị và cứu chữa, Các chất gây ra bệnh nguy hiểm chết người,

hoặc các chất nguy hiểm chưa được biết đến

AN TOÀN SINH HỌC ĐỐI VỚI BSL3 VÀ BSL4

Biosafety level Agents Practices Safety equipment

 baseline serum

Primary barriers = Class I or II BCSs

or other physical containment devices used for all manipulations of agents; PPEs: protective lab

clothing; gloves; respiratory protection as needed

4

Dangerous/exotic agents which pose high risk of life-threatening disease, aerosol transmitted lab infections; or related agents with unknown risk of transmission

BSL-3 practices plus:

 clothing change before entering

 shower on exit  all material decontaminated

on exit from facility

Primary barriers = All procedures conducted in Class III BCSs or Class

I or II BSCs in combination with body, air-supplied, positive pressure personnel suit

full-Sanofi pasteur practices: BSL4

Sanofi pasteur equipment: BSL3

MỘT SỐ KÝ HIỆU ĐẶC BIỆT

MỘT SỐ VẤN ĐỀ AN TOÀN KHÁC

Cảnh báo

An toàn điện

AN TOÀN THỰC PHẨM

AN TOÀN HÓA CHẤT – CHÁY NỔ

AN TOÀN SINH HỌC PHÒNG THÍ NGHIỆM

MỘT SỐ QUY ĐỊNH CHUNG

BIỂN BÁO AN TOÀN SINH HỌC

CÁC QUY ĐỊNH VỀ PHÒNG THÍ NGHIỆM AN TOÀN SINH HỌC

- Các quy định liên quan

MỘT SỐ KỸ THUẬT

AN TOÀN SINH HỌC PHÒNG THÍ NGHIỆM

CÁC BIỆN PHÁP TIỆT TRÙNG

Biện pháp được áp dụng nhiều nhất để tiệt trùng là dùng

phương pháp lọc, nhiệt độ, các tia bức xạ giàu năng lượng và hóa chất. Tất cả các biện pháp đều phải đảm bảo hoạt tính tiêu diệt

vi sinh vật ở cả bên trong lẫn bên ngoài vật cần tiệt trùng

Nhiệt độ: khí nóng khô, hơi nước áp suất cao

Tia gamma

Ethylenoxid và formaldehyd

Lọc vô trùng

CÁC BIỆN PHÁP KHỬ TRÙNG

- Hơi nước nóng : Luồng hơi nước nóng 80-100 o C thường được dùng nhất vì

nó giết chết được các tế bào sinh trưởng ở trạng thái tự do trong vài phút.

- Tia cực tím (Ultraviolet- UV): Sóng điện từ với bước sóng 13,6- 400 nm (gọi

là tia cực tím – UV), nhất là 257 nm Cấu trúc của các phân tử của vi sinh vật như acid nucleic bị biến đổi khi hấp thụ bức xạ này, dẫn đến đột biến làm hỏng chất liệu di truyền và chết

- Cồn: Thường được dùng là dung dịch ethanol 80%, isopropanol 70% và propanol 60% Những dung dịch đặc hơn do hút nước trong tế bào ra mạnh nên hiệu quả kém hơn Cồn có tác dụng làm biến tính protein và phá hủy cấu trúc màng tế bào Cồn không diệt được nha bào

n Phenol và dẫn xuất: Thường sử dụng dung dịch 0,5 – 4 %; khôngdiệt được nha bào và virus nhưng vững bền hơn so với các chất sátkhuẩn khác Phenol có tác dụng phá hủy màng sinh chất, bất hoạtenzym và biến tính protein Phenol có thể ăn da, niêm mạc và còn cóthể gây độc thần kinh.

- Nhóm halogen: do phản ứng oxy hóa và halogen hóa các chất hữucơ; chúng làm cho màng tế bào bị phá hủy và enzym của vi khuẩn bịbất hoạt

- Formaldehyd: có tác dụng tiêu diệt được cả vi khuẩn, nấm và virus;nếu đủ thời gian và nhiệt độ cao còn diệt được cả nha bào; dung dịchnước để lau chùi sàn nhà và đồ dùng; khí dùng để khử trùng khôngkhí và máy móc lớn

KỸ THUẬT ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI LÀM

VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

- Tủ hút là thiết bị để làm sạch khí độc bảo

vệ người làm việc và môi trường

- Không để quá nhiều vật dụng trong tủ, nên

đặt các vật dụng trên kệ có chân;

- Thao tác chậm khi làm việc trong tủ; Di

chuyển chậm hoặc hạn chế di chuyển ngang

tủ;

- Các chất, dung môi độc khi pha chế và sử

dụng tiến hành trong tủ hút và phải cẩn

thận Ví dụ: pha loãng dung dịch acid, natri

kim loại không để gần nước

- Nên kéo cửa thấp đến mức cho phép khi

làm việc Sắp xếp các dụng cụ làm việc trong

tủ gọn gàng

Tủ hút (fume hood)

- Lò nung là một thiết bị dùng để gia nhiệt đến nhiệt độ rất cao

- Lò sử dụng nguồn riêng và có dây nối đất, Ngắt nguồn khi không

sử dụng hoặc đang sửa chữa

- Không đứng gần hoặc đối diện cửa lò khi không có đồ bảo hộ

Lò nung (muffler furnace)

- Không để vật liệu dễ cháy nổ gần lò.

- Đảm bảo tay khóa vẫn hoạt động, tuyệt đối không mở cửa, chắc chắn cửa luôn đóng khi máy đang hoạt động ở nhiệt độ cao

- Không để tay trần chạm vào vỏ hoặc phần trong lò khi đang hoạt động và sau thời ngắn khi tắt lò

- Khi vệ sinh hay sửa chửa cần bảo vệ cho mắt

và đường hô hấp (do phần cách nhiệt làm bằng gốm chịu nhiệt hoặc sợi thủy tinh sau khi làm việc ở nhiệt đô cao sẽ tạo ra các bụi hay sợi nhỏ, chẳng hạn như silica)

NỒI HẤP KHỬ TRÙNG

- Không nên sử dụng các bình khí bị hư hại (nứt, móp…), van có vấn đề,

bình khí có áp suất chỉ còn 1-1,5atm.

- Bình khí phải được cột, giữ vững chắc, tránh đổ, rơi, va chạm, tách các nguồn điện, ánh sáng trực tiếp

- Khi kết thúc công việc, phải đóng van đúng quy cách nhằm đảm bảo an

toàn.

- Các thao tác đối với bình khí đặc biệt cần tuân thủ hướng dẫn

Dụng cụ thủy tinh

- Đa số dụng cụ trong phòng

thí nghiệm đều được làm bằng

thủy tinh

- Không được cho nước nóng,

nước sôi vào dụng cụ thủy

tinh đang lạnh hoặc ở nhiệt độ

thường rất dễ vỡ

•

- Nếu bị đứt tay bằng thủytinh cho chảy máu vài giây

để chất bẩn ra hết rồi dùngcồn 90 rửa và băng lại

- Các dụng cụ thủy tinh vỡnên thu gom riêng với cácloại rác thải khác

Không nên để quá

Phân chia các khu vực thí nghiệm hợp lý, gọn gàng, dễ thao tác và đảm bảo thực hiện tốt thí nghiệm khi thực hiện trong tủ cấy vi sinh

MỘT SỐ MỐI NGUY KHI LÀM VIỆC

TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM

 Cháy nổ

 Chập điện, rò điện

 Hóa chất độc hại: thủy

ngân, acid hay kiềm, khí độc

(CO2; Cl2; CO…); hóa chất

trong sinh học phân tử; …

MỘT SỐ XỬ LÝ KHI GẶP SỰ CỐ MẤT AN TOÀN

Dựa vào tính chất của từng đám cháy

mà sử dụng biện pháp dập tắt đám

cháy thích hợp

• * Nước: Sử dụng có hiệu quả khi dập

cháy các vật rắn thông thường như gỗ,

giấy, than, cao su, vải và một số chất lỏng

hòa tan trong nước (axit hữu cơ, axeton,

rượu bậc thấp)

•

CHÁY

Không được sử dụng nước dập đám cháy nơi có các thiết bị đang

có điện, có các chất phản ứng mạnh với nước Không được sử dụng nước

vì rất nguy hiểm khi cháy do dầu, các chất lỏng có nhiệt độ cao hoặc các chất rắn nóng chảy dễ sôi, nổ, sủi bọt…

- Bình CO2: Dễ sử dụng, nhất là trong các đám cháy nhỏ, CO2 không

làm hư hỏng máy móc thiết bị, kể cả thiết bị đang có điện Khôngdùng bình CO2 trong các trường hợp: Cháy quần áo trên người (dotuyết CO2 lạnh sẽ làm hại phần da hở); cháy kim loại kiềm, magie,các chất cháy có khả năng tách oxi (peroxit, clorat, nitrat kali…)

- Cát khô: Cát khô có thể sử dụng để dập đám cháy chứa những

lượng nhỏ chất lỏng, chất rắn khi không được dùng nước để dậpcháy

- Vải Amian: Dùng để dập cháy ở diện tích nhỏ; Vải amian không

cháy, ngăn cách oxi không khí với vật cháy để dập lửa Chỉ mở vảiamian phủ lên đám cháy khi nhiệt độ đã xuống thấp, tránh sự bùngcháy trở lại của vật liệu dễ cháy Tuy nhiên amian là vật liệu bị hạnchế sử dụng vì có thể gây độc hại cho con người

• Hóa chất đổ, vỡ:

- Ngừng thí nghiệm

- Báo cáo cán bộ phòng thí nghiệm

- Vệ sinh cẩn thận

AN TOÀN SINH HỌC

VI SINH VẬT

MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CHÚ Ý VI SINH VẬT

Vi sinh vật là tên gọi chung để chỉ tất cả các sinh vật

có hình thể bé nhỏ, muốn thấy rõ được, người ta phải sử

dụng tới kính hiển vi

Vi sinh vật tuy nhỏ bé nhất trong sinh giới nhưng lại

có năng lực hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật bậc cao VD: Vi khuẩn lactic

(lactobasillus) trong một giờ

có thể phân giải 1 lượng

đường lactozơ nặng hơn 1000 – 10.000 lần khối lượng

chúng

Tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp

1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò

So với các sinh vật khác thì VSV có tốc độ sinh trưởng và sinh sôi nảy nở cực kì lớn Ví dụ: Vi khuẩn Escherichia coli trong các điều kiện thích hợp cứ khoảng 12 - 20 phút lại phân cắt một lần Nếu lấy thời gian thế hệ (generation time) là 20 phút thì mỗi giờ phân cắt 3 lần, 24 giờ phân cắt 72 lần,

từ một tế bào ban đầu sẽ sinh ra

4.722.366.500.000.000.000.000 tế bào

(nặng 4722 tấn)

- Khả năng biến đổi: Trong quá trình tiến hoá lâu dài, VSV đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng với những điều kiện sống bất lợi, số lượng enzim thích ứng chiếm tới 10% lượng chứa protein trong tế bào VSV.

- Phần lớn VSV có thể giữ nguyên sức sống ở nhiệt độ của nitơ lỏng (-196 độ C) thậm chí ở nhiệt độ của hiđrô lỏng (-

253 độ C) Một số VSV có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 250 độ

C, thậm chí có thể 300 độ C; Ở nơi sâu nhất trong đại dương (11.034m), áp lực tới 1.103,4 atm, nhiều VSV thích nghi với điều kiện sống hoàn toàn thiếu oxi.

- VSV rất dễ phát sinh biến dị bởi vì thường là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống.

- Hình thức biến dị thường gặp là đột biến gen và dẫn đến những thay đổi

về hình thái, cấu tạo, kiểu trao đổi chất, sản phẩm trao đổi chất, tính

đề kháng Bên cạnh các biến dị có lợi, VSV cũng sinh ra những biến dị

có hại đối với nhân loại, chẳng hạn biến dị về tính kháng thuốc.

Phân bố rộng, chủng loại nhiều

- VSV phân bố ở khắp mọi nơi trên trái đất, chúng có mặt trên

cơ thể người, động vật, thực vật, trong đất, nước, không khí, trên mọi đồ dùng, vật liệu, từ biển khơi đến núi cao, từ nước ngọt đến nước biển

- Về chủng loại: Trong khi toàn bộ giới Động vật có khoảng 1,5 triệu loài, thực vật có khoảng 0,5 triệu loài thì VSV cũng

có tới trên 100 nghìn loài Đúng nhà VSV học người Nga nổi tiếng A.A.Imsenhetskii đã nói : "Các loài VSV mà ta đã biết

đến hiện nay nhiều lắm cũng không quá đuợc 10% tổng số loài VSV có sẵn trong thiên nhiên"

CÁC TÁC NHÂN GÂY NHIỄM

• Bacillus anthracis – vi khuẩn than

Vi khuẩn than là một trong số ít những vi khuẩn có thể tồn tại rất lâu ở môi trường trong dạng bào tử Khi vòng đời của vi khuẩn gặp nhân tố bất lợi ví dụ như vật chủ nó ký sinh chết hoặc là nhiệt độ môi trường thay đổi bất lợi, vi khuẩn chuyển thành dạng bào tử có tính ngủ đông để chờ các vật chủ mới, tiếp tục vòng đời của mình.

Sau khi thâm nhập (bào tử của vi khuẩn rơi vào vết thương vật chủ), các vi khuẩn hay bào tử này sẽ tự phục hồi hoạt động và nhân lên với một tốc độ rất nhanh Bào tử vi khuẩn than có sức sống rất cao, có thể tồn tại đến hàngthập

kỷ thậm chí thế kỷ và được ghi nhận có mặt ở hầu khắp các lục địa (trừ Châu Nam Cực).

Biểu hiện lâm sàng ở người là hội chứng nhiễm khuẩn-nhiễm độc toàn thân nặng, tổn thương thường gặp

là ở da Thể hô hấp và tiêu hóa ít gặp nhưng rất nặng với

tỷ lệ tử vong cao.

Bệnh than là một trong những bệnh được xếp vào nhóm bệnh "đặc biệt nguy hiểm" Vi khuẩn than dễ được nghiên cứu sử dụng trong chiến tranh sinh học.

ESCHERICHIA COLI

• E.coli (Escherichia

coli) là vi sinh vật hiện diện

trong đường ruột của người và

các loài động vật máu nóng

Hầu hết các dòng E.coli không

gây hại và đóng vai trò quan

trọng trong việc ổn định sinh

lý đường ruột