谢天谢地我活在21世纪,躲过做实验等于玩命的年代
文章來源:科研圈
撰文 ELENA MOTIVANS
翻譯高云浩
審校張士超
現(xiàn)代實驗室的儀器和使用標(biāo)準(zhǔn)建立在最大程度保護(hù)科學(xué)家的原則上,可即便如此重視實驗室安全,實驗室事故仍層出不窮。千萬別身在福中不知福,當(dāng)你了解到過去的實驗室安全環(huán)境(也可以說是“實驗室危險環(huán)境”),你一定會說:謝天謝地,我活在 21 世紀(jì)!
那就讓我們一起回顧下,過去科學(xué)家怎樣在全無防護(hù)的情況下用生命做實驗。
01 用嘴移液,請勿用力過猛
你也許很難相信,用嘴移液曾是一種極為常見的移液技術(shù)。如今幾乎每個實驗室都會常備移液管,用于精確測量吸出液體體積。移液管種類繁多,但大多數(shù)實驗室所使用的移液管都經(jīng)過無菌處理, 一次性使用,甚至能自動調(diào)節(jié)容積。這些功能完善于 20 世紀(jì) 70 年代,并得以普及。
然而在近代(19 世紀(jì)末和 20 世紀(jì)上半葉),許多科學(xué)家都在用嘴吸吮移液!移液時,他們會將一根又細(xì)又長的帶刻度玻璃管一端伸進(jìn)盛有液體的燒杯中,而后用嘴嘬玻璃管的另一端。和用吸管吸飲料一樣,吸氣時產(chǎn)生的真空會迫使液體沿管道上行。這種方法需要高超的技巧——要適時停下以獲得理想液體體積,還要避免將玻璃管中的化學(xué)試劑或菌液吸進(jìn)去。在用嘴移液時,他們通常會在玻璃管頂端墊一塊棉花作為屏障,然而這一措施并不能降低把液體吸進(jìn)嘴里的風(fēng)險。
有圖有真相。圖片來源:U.S。 National Archives and Records Administration
有史料記載的第一次吸吮移液所致感染發(fā)生于 1893 年,一位內(nèi)科醫(yī)生操作時意外吸入含傷寒桿菌的培養(yǎng)液。在 1915 年,約 40% 實驗室源感染是吸吮移液所致。而在之后的 50 年,即便這種充滿危險的移液方法已廣受詬病,這一技術(shù)還是在普遍應(yīng)用。據(jù)記載,每移液五次就會發(fā)生一次感染。所以如果常用此手段移液,無疑會給使用者帶來極高的感染概率。而且,并不僅僅是吸進(jìn)嘴里才會出事,吸入蒸氣和手指直接接觸病原體也很危險。許多微生物會在用嘴移液時感染人體,舉例而言,有傷寒桿菌、沙門菌、炭疽芽孢桿菌、鏈球菌、梅毒螺旋體、肝炎病毒等。
掃描電子顯微鏡下,沙門氏菌 (紅色) 侵入人體細(xì)胞過程。圖片來源:Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
用嘴移液帶來的不僅是這些病原體。有些液體具有腐蝕性或毒性,可致化學(xué)燒傷和中毒;有些生物源液體(比如血液)也有潛在危險。因此直至今天,實驗室安全準(zhǔn)則中都明令禁止用嘴移液,并建議使用移液槍、 移液管配洗耳球、電動移液器等移液工具。
02 脆弱的眼睛
在透明硬塑料應(yīng)用于安全護(hù)目鏡前,許多科學(xué)家在處理化學(xué)活性物質(zhì)時缺少必要的眼部防護(hù)。其中頗具代表性的科學(xué)家有研究高活性元素鉀的約瑟夫·路易·蓋·呂薩克(Joseph-Louis Gay-Lussac,1778~1850)。鉀是當(dāng)時新發(fā)現(xiàn)的元素,一次鉀爆炸事故使他短期失明,并造成了永久視力損傷。從那以后他開始佩戴眼鏡,遂在之后的一次爆炸事故中得以幸免。本生燈的發(fā)明者羅伯特 · 本生(Robert Bunsen,1811~1899)曾專注于研究砷化物。在 1843 年,一個盛放卡可基氯(C2H6AsCl)的燒瓶在他的臉旁爆炸,導(dǎo)致其一只眼睛失明。前事不忘,后事之師 — — 請在處理易爆物時佩戴安全護(hù)目鏡!
讓我們贊美護(hù)目鏡。圖片來源:Lilly_M
03 當(dāng)心有害氣體
現(xiàn)今幾乎每個實驗室都配有通風(fēng)柜,其排氣口可抽走有害氣體,拉下玻璃門后,間隙僅容手伸入柜中操作,這種設(shè)計大大減少了危險氣體的泄漏和吸入。還是羅伯特 · 本生先生,他曾因吸入卡可基氯蒸氣而幾乎殞命(卡可基氯不僅易爆炸也可產(chǎn)生致命的蒸氣)。另一位科學(xué)家漢弗萊·戴維(Humphry Davy,1778~1829)也飽受化學(xué)藥品蒸氣毒害 ,他曾試圖率先分離出最活潑的非金屬元素——氟。在電解劇毒物氟化氫的實驗中,有毒氣體損傷了他的眼睛和指甲。
通風(fēng)柜作用之一在于抽走刺鼻的化學(xué)品蒸氣。圖片來源:Hey Paul
04 與化學(xué)試劑的“親密接觸”
現(xiàn)代實驗室操作中,人們尤其重視危害人體健康的化學(xué)試劑。而在過去,許多化學(xué)品的危害或不為人知,或為人忽視。曾有三位科學(xué)家在品嘗了殘留在手上的化學(xué)藥品后偶然發(fā)現(xiàn)人造甜味劑 (這三位分別發(fā)現(xiàn)了糖精、 甜蜜素、 阿斯巴甜)。為了找到手上這種味道的來源,他們又品嘗了自己實驗室中每一種化學(xué)藥品,直至找到這一甜味的確切來源。現(xiàn)在眾所周知,品嘗未知化學(xué)試劑是極其危險的,因而沒有一個理智的人會冒這個險。
在品嘗了實驗室中所有化學(xué)藥品后,科斯坦廷·法爾貝里(Constantin Fahlberg)發(fā)現(xiàn)了糖精。圖片來源:Mike Mozart
另一個代表是放射性領(lǐng)域先驅(qū)、著名科學(xué)家居里夫人(Marie Curie,1867~1934), 她發(fā)明了“放射性”(radioactivity)一詞。由于當(dāng)時對于鐳這種元素的認(rèn)識還處于啟蒙階段,她并不清楚鐳對人體的危害,因此在無任何防護(hù)措施下進(jìn)行相關(guān)實驗操作。居里夫人所承受的輻射量十分驚人,以至在相隔百年的今天,居里夫人曾用過的筆記本須保存于鉛盒之中。她曾常常將盛放鐳和釙的玻璃瓶放在口袋中和書架上。
“夜晚走進(jìn)工作室是我們的樂趣之一,盛放實驗產(chǎn)物的玻璃瓶在黑暗中影影綽綽,從四面八方散發(fā)出微光。那景象是如此可愛,令人百看不厭。那些帶著光亮的試管如同童話里的點點燈火。”
——瑪麗·居里
無任何防護(hù)措施的瑪麗·居里在實驗中。圖片來源:Nationaal Archief
居里夫人死于再生障礙性貧血,這是一種過度暴露于輻射環(huán)境中所致的血液病。與瑪麗 · 居里共事的許多科學(xué)家死于白血病或輻射引起的各類疾病。
伴隨著鐳的發(fā)現(xiàn),一些“精明商人”用發(fā)光的鐳顏料給手表上的數(shù)字染色。一時間這種手表大受歡迎,以此為業(yè)的工廠生產(chǎn)了數(shù)以百萬的含鐳手表。工廠中的年輕女工們裸手為表盤染色,工廠甚至讓她們用嘴為沾滿鐳顏料的漆刷整理形狀。她們根本沒有意識到鐳的危險性,因此沒有采取任何保護(hù)措施,甚至在天黑下班后帶著滿身的發(fā)光灰塵回到家中。僅僅幾年后,許多人患病,其中一些人罹患骨癌,全身帶有放射性,許多人因此喪命。
沒錯,這是個涂滿鐳的表盤。圖片來源:Arma95
今天的實驗室有許多預(yù)防安全隱患的保護(hù)措施,相比過去要安全得多,然而時時刻刻保持謹(jǐn)慎的實驗態(tài)度卻永遠(yuǎn)都不會過時。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的谢天谢地我活在21世纪,躲过做实验等于玩命的年代的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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