谢天谢地我活在21世纪,躲过做实验等于玩命的年代

谢天谢地我活在21世纪,躲过做实验等于玩命的年代
2019年05月04日 11:08 新浪科技

  文章来源:科研圈

  撰文 ELENA MOTIVANS

  翻译 高云浩

  审校 张士超

  现代实验室的仪器和使用标准建立在最大程度保护科学家的原则上,可即便如此重视实验室安全,实验室事故仍层出不穷。千万别身在福中不知福,当你了解到过去的实验室安全环境(也可以说是“实验室危险环境”),你一定会说:谢天谢地,我活在21世纪!

  那就让我们一起回顾下,过去科学家怎样在全无防护的情况下用生命做实验。

  01 用嘴移液,请勿用力过猛

  你也许很难相信,用嘴移液曾是一种极为常见的移液技术。如今几乎每个实验室都会常备移液管,用于精确测量吸出液体体积。移液管种类繁多,但大多数实验室所使用的移液管都经过无菌处理, 一次性使用,甚至能自动调节容积。这些功能完善于20世纪70年代,并得以普及。

  然而在近代(19世纪末和20世纪上半叶),许多科学家都在用嘴吸吮移液!移液时,他们会将一根又细又长的带刻度玻璃管一端伸进盛有液体的烧杯中,而后用嘴嘬玻璃管的另一端。和用吸管吸饮料一样,吸气时产生的真空会迫使液体沿管道上行。这种方法需要高超的技巧——要适时停下以获得理想液体体积,还要避免将玻璃管中的化学试剂或菌液吸进去。在用嘴移液时,他们通常会在玻璃管顶端垫一块棉花作为屏障,然而这一措施并不能降低把液体吸进嘴里的风险。

 

有图有真相。图片来源:U.S。 National Archives and Records Administration有图有真相。图片来源:U.S。 National Archives and Records Administration

  有史料记载的第一次吸吮移液所致感染发生于1893年,一位内科医生操作时意外吸入含伤寒杆菌的培养液。在1915年,约40%实验室源感染是吸吮移液所致。而在之后的50年,即便这种充满危险的移液方法已广受诟病,这一技术还是在普遍应用。据记载,每移液五次就会发生一次感染。所以如果常用此手段移液,无疑会给使用者带来极高的感染概率。而且,并不仅仅是吸进嘴里才会出事,吸入蒸气和手指直接接触病原体也很危险。许多微生物会在用嘴移液时感染人体,举例而言,有伤寒杆菌、沙门菌、炭疽芽孢杆菌、链球菌、梅毒螺旋体、肝炎病毒等。

扫描电子显微镜下,沙门氏菌 (红色) 侵入人体细胞过程。图片来源:Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH  扫描电子显微镜下,沙门氏菌 (红色) 侵入人体细胞过程。图片来源:Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH

  用嘴移液带来的不仅是这些病原体。有些液体具有腐蚀性或毒性,可致化学烧伤和中毒;有些生物源液体(比如血液)也有潜在危险。因此直至今天,实验室安全准则中都明令禁止用嘴移液,并建议使用移液枪、 移液管配洗耳球、电动移液器等移液工具。

  02 脆弱的眼睛

  在透明硬塑料应用于安全护目镜前,许多科学家在处理化学活性物质时缺少必要的眼部防护。其中颇具代表性的科学家有研究高活性元素钾的约瑟夫·路易·盖·吕萨克(Joseph-Louis Gay-Lussac,1778~1850)。钾是当时新发现的元素,一次钾爆炸事故使他短期失明,并造成了永久视力损伤。从那以后他开始佩戴眼镜,遂在之后的一次爆炸事故中得以幸免。本生灯的发明者罗伯特 · 本生(Robert Bunsen,1811~1899)曾专注于研究砷化物。在 1843 年,一个盛放卡可基氯(C2H6AsCl)的烧瓶在他的脸旁爆炸,导致其一只眼睛失明。前事不忘,后事之师 — — 请在处理易爆物时佩戴安全护目镜!

让我们赞美护目镜。图片来源:Lilly_M让我们赞美护目镜。图片来源:Lilly_M

  03  当心有害气体

  现今几乎每个实验室都配有通风柜,其排气口可抽走有害气体,拉下玻璃门后,间隙仅容手伸入柜中操作,这种设计大大减少了危险气体的泄漏和吸入。还是罗伯特 · 本生先生,他曾因吸入卡可基氯蒸气而几乎殒命(卡可基氯不仅易爆炸也可产生致命的蒸气)。另一位科学家汉弗莱·戴维(Humphry Davy,1778~1829)也饱受化学药品蒸气毒害 ,他曾试图率先分离出最活泼的非金属元素——氟。在电解剧毒物氟化氢的实验中,有毒气体损伤了他的眼睛和指甲。

 

通风柜作用之一在于抽走刺鼻的化学品蒸气。图片来源:Hey Paul通风柜作用之一在于抽走刺鼻的化学品蒸气。图片来源:Hey Paul

  04  与化学试剂的“亲密接触”

  现代实验室操作中,人们尤其重视危害人体健康的化学试剂。而在过去,许多化学品的危害或不为人知,或为人忽视。曾有三位科学家在品尝了残留在手上的化学药品后偶然发现人造甜味剂 (这三位分别发现了糖精、 甜蜜素、 阿斯巴甜)。为了找到手上这种味道的来源,他们又品尝了自己实验室中每一种化学药品,直至找到这一甜味的确切来源。现在众所周知,品尝未知化学试剂是极其危险的,因而没有一个理智的人会冒这个险。

在品尝了实验室中所有化学药品后,科斯坦廷·法尔贝里(Constantin Fahlberg)发现了糖精。图片来源:Mike Mozart  在品尝了实验室中所有化学药品后,科斯坦廷·法尔贝里(Constantin Fahlberg)发现了糖精。图片来源:Mike Mozart

  另一个代表是放射性领域先驱、著名科学家居里夫人(Marie Curie,1867~1934), 她发明了“放射性”(radioactivity)一词。由于当时对于镭这种元素的认识还处于启蒙阶段,她并不清楚镭对人体的危害,因此在无任何防护措施下进行相关实验操作。居里夫人所承受的辐射量十分惊人,以至在相隔百年的今天,居里夫人曾用过的笔记本须保存于铅盒之中。她曾常常将盛放镭和钋的玻璃瓶放在口袋中和书架上。

  “夜晚走进工作室是我们的乐趣之一,盛放实验产物的玻璃瓶在黑暗中影影绰绰,从四面八方散发出微光。那景象是如此可爱,令人百看不厌。那些带着光亮的试管如同童话里的点点灯火。”

  ——玛丽·居里

无任何防护措施的玛丽·居里在实验中。图片来源:Nationaal Archief无任何防护措施的玛丽·居里在实验中。图片来源:Nationaal Archief

  居里夫人死于再生障碍性贫血,这是一种过度暴露于辐射环境中所致的血液病。与玛丽 · 居里共事的许多科学家死于白血病或辐射引起的各类疾病。

  伴随着镭的发现,一些“精明商人”用发光的镭颜料给手表上的数字染色。一时间这种手表大受欢迎,以此为业的工厂生产了数以百万的含镭手表。工厂中的年轻女工们裸手为表盘染色,工厂甚至让她们用嘴为沾满镭颜料的漆刷整理形状。她们根本没有意识到镭的危险性,因此没有采取任何保护措施,甚至在天黑下班后带着满身的发光灰尘回到家中。仅仅几年后,许多人患病,其中一些人罹患骨癌,全身带有放射性,许多人因此丧命。

没错,这是个涂满镭的表盘。图片来源:Arma95没错,这是个涂满镭的表盘。图片来源:Arma95

  今天的实验室有许多预防安全隐患的保护措施,相比过去要安全得多,然而时时刻刻保持谨慎的实验态度却永远都不会过时。

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