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专家讲坛 | 袁超(第9期):怎样建立一个临床质谱实验室
发布日期:2019-05-14   来源:临床质谱网   浏览数:277

编者导语:非常荣幸邀请到袁超博士做客“临床质谱网媒体平台”。我们会在“专家讲坛”栏目中持续发布袁老师有关临床质谱的精彩干货内容,以飨读者。本期袁老师为大家带来《怎样建立一个临床质谱实验室的精彩解读。


作者简介:于四川大学获得生物化学学士学位、美国堪萨斯大学获得生物化学博士学位,其后在霍普金斯和伊利诺伊大学做博士后,主要研究方向为蛋白质组和质谱。袁超博士最近十年主要从事临床质谱方法开发和应用。


第十一节 怎样建立一个临床质谱实验室


在临床检测的方法里面,质谱是一个较新的技术。怎样建好这样一个实验室是个挑战。我从自己的经验里谈谈自己的看法。主要分成三个方面:实验室硬件、仪器和人员。


【实验室硬件】



实验室硬件包括水电气、噪音、废物、空间,IT和辅助设施。由于质谱用在临床是近几年的事,已有的实验室很可能不能满足质谱的需要。另外一个最近兴起的技术,分子检测也是如此,往往需要对实验室进行相当大的改造。这里面所花费的时间和金钱一定要事先考虑好。最后的目的是要能保证对仪器和员工提供一个安全、舒适的环境。另外,在做规划时,还要考虑到将来的发展以及和实验室其它部门的互动和合作。切忌考虑不周造成的返工。最好是做一个清单,让相关部门讨论通过后再开始一项一项得实施。


质谱对电的要求很高。由于其本身的造价昂贵,因电的原因造成的损失,不管是时间还是金钱,都很可观。而且这种伤害往往是终身的。损伤后,仪器的表现往往再也回不到从前。电压要跟仪器匹配(有110伏的,有220伏的),电流要达到要求,电压要稳。最好把仪器(包括质谱、色谱、电脑)都接在不间断电源上。插座也要和仪器的插头匹配。插座的数目要够,距离不能太远。最好叫仪器供应商派人来先查看一下。另外,电的总容量要考虑以后的发展。


质谱里常用的气有氮气、氦气和氩气。其中氮气用量最大。仪器少的时候可以用氮气发生器,仪器数目多的时候(超过五十台)最好用中央供气系统。注意气体纯度和压力的要求。氦气和氩气用量不大,钢瓶就可以了。一些特殊的仪器可能会有特殊的气体要求。比如负离子检测可能需要用zero gas。
质谱需要很高的真空。抽真空的泵往往会产生噪音,尤其当仪器多的时候。氮气发生器也有噪音。最好能做到人机分离。如果做不到人机分离,最好能把真空泵和氮气发生器放在其他房间。如果这个也做不到,可以在墙上贴一层能吸收噪音的泡沫,或者把泵藏在箱子里,美国的安全生产活动室内噪音要在85分贝以下。需要注意的是,真空泵还会产生热,所以注意不要让箱内温度太高。


质谱仪还会产生废气,需要排到室外。实验室改造或建造时要预留这样的通道。色谱仪会产生废液,需要有处理废液的装置和流程,切忌乱倒废液污染了当地的水源。色谱技术发展很快。直径小的柱子不但有高分辨率,还会产生少的多的废液。建方法时也可以试一试对环境不是那么有害的试剂,比如用乙醇代替甲醇,用乙酸代替甲酸。最好能把无害的废液和有害的废液分开。临床实验室每天会处理大量病人的血样,少不了会产生有生物危害的垃圾。但是一般临床实验室应该已经具备处理这样废物的措施和流程。


仪器周围要留有足够的空间,可以让维修人员接近仪器。还要预留空间和桌面给样品的制备和摆放,打印机,垃圾桶,废液缸,试剂瓶,打印好的病人结果,等等。仪器摆放的要合理,尽量减少操作人员来回走路的步数。另外仪器还可以摞起来放以节省空间,比如把打印机放在电脑下面,或者把色谱仪放在质谱仪上面。此时要注意漏水和限高。


仪器的电脑操作系统要和实验室、医院的IT系统兼容,除非仪器不连在局域网里。但是不联网的话数据传输比较麻烦。联网的话电脑会自己更新软件,这样会影响正在做的病人样品。所以要把这个自动更新功能给屏蔽掉。仪器厂家的软件也会有升级和更新。最好不要更新的太快,因为每次更新都要做个验证。最好等一年,把攒下来的版本更新一起做了。如果方法运行的很好,也可以不更新软件。


除了质谱、色谱,实验室的建设还需要其它辅助设备。比如离心机、通风厨、冰箱、等等。要考虑好它们的位置和摆放,做到大小合适,用起来顺手。


实验室还要有对温度和湿度的控制,才能让保证仪器的正常运转。有向阳的窗户的话,还要有窗帘。要听求厂家和员工的建议,实验室设计的既要保证仪器的要求,也要让员工满意。但有时候受条件所限,不可能满足每个方面。这时候只能是克服困难先上马,等有了规模后再改进。实验室建设很少能一步到位,一般经过几年的建设才能慢慢成熟。建立的过程也不可能是一帆风顺的,要预留出犯错误的余地。我经过的挫折包括:电梯、过道、门太小;仪器产生的噪音和热量太大;插座不够;仪器买来了发现少个部件,等等。



【仪器】


仪器的选择可以通过查文献,问同事,让仪器制造商介绍等等途径来帮助自己做决定。还可以送一批样品给不同的厂商,看谁做的结果好。另外,不能单单看仪器本身的表现,还要参考价格,售后服务等综合指标来评判。整个实验室只选一家仪器供应商的好处是方便培训,维修,和耗材管理;坏处是失去了跟商家讨价还价的筹码。



说到价钱,除了仪器本身的价格,还要考虑运费、安装、维修、培训和税,再加上实验室改造和辅助设备的造价。最好跟领导一次把钱要够,不要因为枝节耽误了项目的进展。仪器购买之前可以先试用一下,尤其是同型号的第一台。试用后再买有可能价格更低,另外上临床的时间更短,因为有可能方法验证已经做完了。切记要在做病人样品之前把仪器买了。所以要早计划,早做预算,准备好充足的理由,早请示领导,勤请示领导,确保领导答应的钱及时到位,确保财务科把这一部分款项提前准备好了。


仪器买了,下一步就是安装、调试。目的是尽快能做病人样品,产生社会和经济效益,为以后的发展创造好的基础。要想安装的顺利,要做好各方面的协调。不同厂家的仪器什么时候到,哪个先装,哪个后装;装仪器前,实验室的水电气等硬件设施要到位;各种耗材、试剂也要齐备;安装的时候最好有相关实验员陪同,一是辅助工程师安装,看他们有什么需要,二是向工程师学习,最好能学一些简单的故障排除本领。这个对以后日常运营帮助很大。要和厂家交涉好哪些可以自己做,哪些不可以。


仪器装好后的运行肯定少不了会有大大小小的故障。比如色谱的漏和堵,质谱的灵敏度下降和噪音上升。排除故障一是靠厂家的支持,二是靠自己人的经验。如果开始的时候没有有经验的员工,一定要早发现,早培养。厂家的员工不隶属于实验室,不可能做到随叫随到。但是因为仪器的缘故耽误了病人的诊断,却是实验室自己的责任。所以除了培养自己的员工外,最好有一个备份的仪器,不至于一台仪器坏了,整个方法不得不停掉。另外建方法的时候也要考虑对仪器的影响。好的方法是不应该损伤仪器,不会造成频繁的维修的。当仪器达到一定数量时,可以让厂家派一个工程师常驻在实验室,做日常维护和维修。另外,常用的配件也可以事先准备好。目的是减少因仪器故障而把方法停掉的时间,提高每台仪器的效率。


仪器的耗材也是一个要考虑的因素。建方法的时候可以要一些免费的耗材。试一下,好用了再买。任何时候,实验室要有足够的耗材能支持两个星期到一个月。保质期长的可以多储存些。最好有专人管理,防止断货,也防止浪费。还要和厂家协商,尽量每一个批次的耗材做的足够多,要不然经常做批间差鉴定会很麻烦。出现故障如果查到时候是因为耗材引起的,要找厂家做补偿。这个最好开始供货的时候就写在条款里。每年议价时可以用数量、质量,以及别的厂家的类似产品来谈条件。


【人】


国内外都很难招到既有临床经验又有质谱经验的人。只能招到后慢慢培养。所以与其招背景最好的候选人,不如招最合适的,因为背景最好的往往期望值也高,达不到会跳槽。条件匹配的人培养好以后才能长期得为实验室服务。对工作的热爱和对实验室的忠心很难从面试的短短几分钟内看出来,除非你有特殊的阅人本领。简历里面有很多信息,有疑问的地方一定要问,还可以向推荐人了解情况。人招来以后有个考察期,看新员工值不值得下功夫去培养,看新员工有哪些长处和短处,适合往哪个方向发展。



新员工的培训分以下几步。首先是入职的统一培训。然后是实验室的技能培训。每过半年,还要再复查一次。课堂培训要和实际操作培训相结合。在实际工作中发现问题,当时就要培训,要保证员工理解错误的原因,能正确复述,确保下次不再犯。必要的时候要在组会上讨论,防止他人犯同样的错误。培训后要向员工征求反馈,避免员工没听懂,必要的时候把员工分组,因人施教。


所以要把实验室管理好,要了解自己的员工,用他们的长处,避免他们的短处。还要给他们设立合理的目标,必要的时候要求他们提交周汇报,甚至日汇报。还要及时的给员工反馈自己的意见,告诉他们哪里做的好,哪里需要改进。做的好的要给奖励,同时也不要让他们有太高的期望。因为不可能每个人都能做到经理。


最后说一下研发和操作人员的不同。首先,他们的思路不一样,操作人员是按照SOP办事;研发人员是要另辟思路,改革创新;操作人员的目的是出结果要及时、还要保证质量不出差错。做错一次的代价要超过做对一千次挣的钱;研发人员的目的是创新,做对了一次的收益要大于做错一千次产生的浪费。最关键的还是看实验室的负责人,研发和运营这两种思路脑袋里都要有,两种人在实验室都有,两种人的想法都了解,两种人都可以驾驭,而且让他们互相合作,而不是互相埋怨、拆台。避免研发人员因为不懂运营而产生闭门造车的情况;同时也提醒操作人员在工作中有什么好的想法可以向上反映,这样既激励了他们的工作热情,也增加了团队的凝聚力。


总结


建立一个临床质谱实验室有三个要素:实验室硬件,仪器和人员。首先需要一个周详的实验室改造或建造的计划以保障仪器和员工有一个舒适的环境。另外还要对仪器和人员做出认真的选择。仪器来了要慢慢熟悉,学会维修,学会排除故障。员工招进来了要耐心的培养,科学的管理,让团队成员之间彼此配合,互相促进。有了这三个要素才能把实验室建好,运行好。


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