图中的手指属于22岁的尼古拉斯,他是里昂大学的一名研究生。
2018年6月的一个早晨,刚进入实验室两个月的尼古拉斯在博士研究生师兄的指导下进行一次常规的化学合成。实验的其中一步,是利用注射器针筒将二氯甲烷注入反应烧瓶。移液完成后,尼古拉斯感觉左手中指一阵刺痛——他的手指被刚刚用来移取二氯甲烷的针筒扎了一下。
伴随这轻轻的一扎,大约100 微升的二氯甲烷被注射进了尼古拉斯的手指(左手中指第二指节)。这根手指,在接下来经历了一段“九死一生”的旅程:
(下面图片可能造成不适,请向左滑动,谨慎观看。)
尼古拉斯的切身经历告诉我们,即便是小小的针头,使用不当时也可能对人体造成巨大的危害。
针头和针筒是化学实验中常用工具,经常被用于移取性质活泼或者有剧毒的试剂。然而,关于针头的安全使用和处置,小伙伴们可能并未接受详细的培训。这里,笔者想向大家安利一篇介绍针头、注射器的使用与处置的好文—— Safe Handling of Cannulas and Needles in Chemistry Laboratories (ACS Chem. Health Saf. 2022, 29, 2, 175–183)
接下来,笔者带大家简单地浏览一下本文的主要内容:
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针头的分类
还有一类不锈钢针头,即下图所示的不锈钢双尖针管,用于在两个容器之间转移极度亲水或反应性极强的化学试剂。需要注意的是,连接试剂瓶和反应容器的双尖针必须足够长,从而避免因针管过度弯曲导致的堵塞。
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建立安全方案,确保针头的合理使用
使用针头或双尖针进行化学试剂转移之前,应先确保通风橱内反应系统组装完整、通风橱工作区域整洁有序。
使用新的一次性注射器或者清洁的可重复使用注射器/双尖针进行化学操作。
使用尺寸匹配的注射器和针头移取化学试剂。实验前应彻底检查注射器和针头,更换泄漏或堵塞的针头。避免使用过度弯曲的针头。
在手套箱中使用针头和注射器时应格外小心,以免针头刺破手套,导致空气进入手套箱。
避免将塑料注射器用于移取氯化溶剂(注:大多塑料会与氯化溶剂发生反应)。
注射器仅用于小规模 (< 50 mL)试剂转移,且注射器的填充量不应超过其最大容量的一半,防止抽取试剂过程中注射器柱塞意外脱出。
当利用注射器或双尖针移取对空气或湿气极其敏感的试剂时,建议一次性完成移取。如果需要进行多次转移,则每次必须更换新的注射器或双尖针,否则可能造成针头堵塞。
使用针头和双尖针移取易燃化学品时需要特别注意,做好防火措施。
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关于针头使用的一些知识
取用和存储
遗留在工作台上或化学通风柜内,且未套盖的针头和针管是一种常见的安全隐患,极易引起扎伤。应避免将未套盖的针头和针管存放在抽屉内或工作台上。聚苯乙烯泡沫塑料可用于临时存放针头,以便在实验需要时方便取用。
使用过程中,将护盖套上针头的过程,也比较容易造成扎伤。这里介绍一个相对安全的单手加盖方法,能有效地避免扎伤:首先,将针头护盖平放在桌面上;接着,单手持注射器将针头插入护盖后,向上倾斜使护盖自然滑落;最后拧紧护盖。
针头、针管的清洗
如果以上方法无法去除针头或针管上的残留物,可以尝试将针头或针管浸泡于溶剂中超声处理,从而清洁针管内部的固体颗粒。
针头的丢弃与处理
针头、双尖针的使用流程示例
先将连接惰性气体气路或气球的针头插入试剂上方的顶部空间,在活泼试剂的试剂瓶内形成微正压(注意:此处应控制压力,切勿对装有活泼试剂的试剂瓶持续加压!!!!);
将注射器针头穿过瓶口隔膜插入试剂瓶;
缓慢拉回注射器的柱塞,使注射器吸入所需体积的试剂。(注意:请始终保持对注射器柱塞的控制,一方面避免快速拉回引入气泡,另一方面避免瓶内压力过大将柱塞顶出,造成喷溅);
当注射器内的试剂达到所需体积时,将注射器针头从试剂中缓慢提升至试剂上方的顶部空间;
再次缓慢拉动柱塞,利用试剂顶部的惰性气体将针头中残余的试剂推入注射器;
关闭惰性气体气路,并缓慢将注射器针头从试剂瓶抽出,完成转移;
先固定试剂瓶,接着将惰性气体气路接入试剂瓶,造成试剂瓶中微正压(注意控制压力,不要过度加压!!!);
将双头针一端穿过隔膜插入试剂上方的顶部空间,由于瓶内正压的存在,此时惰性气体将通过双尖针排出;
确保反应装置连接液封起泡器,将双尖针另一端穿过隔膜伸入恒压滴液漏斗;
将试剂瓶内的针头推入活泼试剂液面,转移所需体积的试剂(注意通过控制惰性气体流速来控制试剂转移速度);
当转移的试剂体积达到要求时,将试剂瓶内的针头撤回到液面以上的顶部空间,利用惰性气体将针管内残留的试剂排净;
针扎、针刺伤害的简单应对措施
扎伤,是使用针头过程中常见的伤害。
针扎后,针头上残留化学试剂通过伤口注入体内,可能对人体造成伤害。因此,当不小心被针头扎伤时,一般应尽量促使伤口流血(可将伤口置于流水下),尽量排出进入创口的化学试剂。在确保排净化学试剂后,擦干伤口并用绷带包扎。
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