تصميم وتخطيط مختبر علم الأحياء الدقيقة

يتكون مختبر علم الأحياء الدقيقة عادةً من خمسة أقسام: غرفة التحضير، وغرفة التعقيم، وغرفة التعقيم، وغرفة الحضانة ذات درجة الحرارة الثابتة، ومنطقة الاختبار والتحليل.

1. غرفة التحضير (منطقة معالجة العينات)

تُستخدم هذه الغرفة بشكل أساسي لتحضير الأوساط، ومعالجة العينات، وتنظيف الأدوات الزجاجية. المساحة الموصى بها تتراوح بين ٢٠ و٣٠ مترًا مربعًا. يجب أن تكون معزولة فعليًا عن المنطقة الملوثة ولكن مجاورة لها، وأن تقع بالقرب من المدخل لتسهيل العمليات اللوجستية. ينبغي تجهيز الغرفة بطاولات عمل، وأجهزة شفط أبخرة ، وأجهزة طرد مركزي، وخزائن مواد كيميائية، وحنفيات استشعار، ومحطات غسل العيون، بالإضافة إلى نظام تصريف مستقل لمنع التدفق العكسي. يجب أن يضمن التصميم تدفقًا أحادي الاتجاه من التحضير إلى التعقيم، ثم إلى العمليات المعقمة.

2. غرفة التعقيم (منطقة التطهير والتعقيم)

تتمثل الوظيفة الأساسية هنا في تعقيم أوساط الاستنبات والأدوات والنفايات بالبخار المضغوط والتعقيم بالحرارة الجافة. المساحة الموصى بها تتراوح بين 15 و20 مترًا مربعًا. يجب وضعها بعيدًا عن المناطق النظيفة وبالقرب من منطقة تخزين النفايات. تشمل المعدات الرئيسية جهازي تعقيم بالبخار المضغوط (أوتوكلاف) على الأقل، وفرن تعقيم بالحرارة الجافة، وعربات تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية. يتطلب التصميم نظام تهوية قويًا وقنوات تهوية مخصصة لمنع تسرب البخار ذي درجة الحرارة العالية؛ ويجب أن تكون الأرضية مانعة للانزلاق ومقاومة للحرارة.

3. غرفة معقمة (منطقة عمليات نظيفة)

تُستخدم هذه الغرفة للعمليات التي تتطلب مستوى عالٍ من النظافة، مثل التلقيح المعقم وتنقية السلالات، بمساحة مُوصى بها تتراوح بين 4 و20 مترًا مربعًا، حيث تحافظ عادةً على بيئة نظيفة من الفئة 100 أو 10000. يجب أن تتضمن الغرفة هيكلًا يضم غرفة عازلة وغرفة عمليات، باستخدام هيكل من ألواح فولاذية ملونة محكمة الإغلاق وأرضية من راتنج الإيبوكسي بدون زوايا ميتة. يجب على الموظفين الدخول بعد تغيير ملابسهم والمرور عبر دش هوائي ؛ الأبواب مُجهزة بأجهزة تعشيق. تحافظ الغرفة على ضغط موجب لمنع التلوث، وهي مُجهزة بخزائن أمان بيولوجي من الفئة الثانية، وطاولات نظيفة، ومقاييس فرق الضغط. توجد مفاتيح تشغيل الأشعة فوق البنفسجية خارج الغرفة، ويمكن تركيب جهاز للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة إذا سمحت الظروف بذلك.

4. غرفة حضانة ذات درجة حرارة ثابتة (منطقة زراعة الميكروبات)

مخصصة لحضانة ومراقبة الكائنات الدقيقة في درجات حرارة ثابتة، بمساحة موصى بها تتراوح بين 20 و60 مترًا مربعًا. تعتمد هذه الغرفة تصميمًا داخليًا وخارجيًا، حيث تعمل الغرفة الخارجية كمنطقة عازلة، بينما تُعدّ الغرفة الداخلية منطقة الاستزراع الأساسية. يلزم وجود وحدة تكييف هواء للتحكم بدرجة الحرارة والرطوبة، بحيث تتراوح درجة الحرارة بين 20 و25 درجة مئوية، والرطوبة بين 40% و70%. يجب تجنّب تعريض الغرفة لأشعة الشمس المباشرة والاهتزازات. تشمل المعدات حاضنات متنوعة ذات درجة حرارة ثابتة/بيوكيميائية/للفطريات، وأجهزة هزازة، وأجهزة مراقبة درجة الحرارة.

5. منطقة الاختبار والتحليل (الاختبارات الفيزيائية والكيميائية والجزيئية)

تُعنى هذه المنطقة بمهام مثل عدّ المستعمرات، واختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، والفحص المجهري. يُوصى بأن تتراوح مساحتها بين 30 و60 مترًا مربعًا، ويجب أن تكون معزولة عن المناطق عالية التلوث. وهي مُجهزة بمجاهر، وأجهزة قراءة الألواح الدقيقة، وأجهزة تفاعل البوليميراز المتسلسل، وأنظمة الفصل الكهربائي، وثلاجات ذات مناطق حرارية مختلفة. تتطلب هذه المنطقة طاقة كهربائية عالية، مما يستلزم وجود مصدر طاقة احتياطي غير منقطع (UPS). يجب أن تكون طاولات المختبر مقاومة للاهتزازات والتداخل الكهرومغناطيسي.