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PCR实验室工程设计实例

文章出处:金天地实验室装修 人气:发表时间:2019-08-17 16:50

摘要:PCR实验室的核心问题是如何避免污染,结合工程实例从PCR实验室环境安全角度阐述如何避免污染。PCR实验室需独立区域设置,避免与外界环境的交叉污染,从工艺平面布局、净化区域划分、人物流走向和压力压差控制等方面综合阐述实验室环境安全控制措施。

0 引言

PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称,是一种分子生物学技术,用于放大特定的DNA片段,可看作生物体外的特殊DNA复制[1]。PCR技术的问世成了生物学界的一个热点,特别在分子生物学和人类遗传学等研究领域。PCR作为一项“革命性的新技术”不仅推动分子生物学及相关学科的发展,而且为相应的产业提供一片“天空”,在食品、医学、以及其他方面的应用都具有重要的作用。由于PCR技术的高度敏感性,PCR技术要求高、影响因素多,从样品制备到结果的产生,任何一处细微的失误均会造成结果的偏差,导致样品的假阳性和假阴性结果。因此PCR实验室的核心问题是如何避免污染,本文结合工程实例主要从PCR实验室环境安全角度阐述如何避免污染。

实验室

1 执行标准

《实验室 生物安全通用要求》国家标准GB 19489—2008

《临床基因扩增检验实验室工作规范》卫医发[2002]8号文

《临床基因扩增检验实验室管理暂行方法》卫医发[2002]10号文

《临床基因扩增检验实验室设置标准》卫医发[2002]10号文附文

《基因检验实验室技术要求》国家质监检验总局SN/T11193—2003

《洁净室及相关受控环境-生物污染控制》国际标准ISO14698

《洁净厂房设计规范》国家标准GB50073—2013

《洁净室施工及验收规范》GB50591—2010

《室内空气质量标准》国家标准GB/T1883—2002

《生物安全实验室建筑技术规范》国家标准GB50346—2011

《病原微生物实验室生物安全管理条例》卫生部(2004-11-12)

2实验室布局

在PCR实验室研究过程中,很多操作都会产生气溶胶,比如离心、混匀等操作[2]。为保证环境安全,PCR实验室设计建造需独立区域设置,避免与其余环境的交叉混杂,下面根据工程实例从平面布局、净化区域划分,人物流设置和压力压差控制等方面具体介绍。
 

2.1  平面功能划分

根据PCR实验室按工艺需求及相关规定划分为6间,分别是1试剂准备区、2标本准备区、3扩增反应一区、4纯化区、5扩增反应二区、6后纯化区,布局见图1。按国家卫生部的要求,各试验区域必须是相互独立的,不能直通,每个独立试验区设有专门的闸间供工作人员换工作服和鞋,进入各工作区域必须严格遵循单一方向顺序,即只能从左边试剂准备区,标本制备区,扩增反应一区、纯化区,扩增反应二区到后纯化区,避免发生交叉污染。平面布局满足《临床基因扩增检验实验室工作规范》卫医发[2002]8号文《临床基因扩增检验实验室管理暂行方法》卫医发[2002]10号文及附件《临床基因扩增检验实验室设置标准》等相关实验室设置标准的要求。

 

2.2净化区域的划分

为避免样本间的交叉污染,房间采取净化控制,总体设置为10万级。闸间设置为正压,保证与外界环境隔离,避免从邻近区域进入本区域的气溶胶污染,见图2。

2。3  人流物流设置

人流物流设置各行其道,避免交叉混杂,整个区域设置一个公用走廊,工作区域之间设置试剂物品传递专用窗,做到人物分流。

物流:在试剂制备区与标本制备区与PCR扩增区之间,以及扩增区域与纯化区之间设置有电子连锁不锈钢传递窗,以单向进行试剂、标本等物品传送,配制的试剂通过单向传递窗由试剂准备区传递到标准准备区,处理过的标本通过单向传递窗由标本制备区传递到PCR扩增区,按照工艺流程逐次传递看,避免返流。单向物品传送系统既保障了标本试剂不受污染,又保障了标本试剂不污染环境。

人流,人员通过闸间分别进入各自实验区域,进出各实验区域需要在闸间区域更换洁净工作服,手消毒等。详见图3。

2.4   压力压差设置

PCR实验室应设置为负压洁净室,通过压差控制,使整个PCR实验过程中试剂和标本免受气溶胶的污染,并且降低扩增产物对人员和环境的污染。各个实验室与非洁净区之间的闸间保持正压,≥10Pa,实验与闸间之间的气流组织方向为:试剂准备区空气流向闸间,标本制备区流向闸间,而PCR扩增区气流方向由闸间流向PCR扩增区,纯化区同理;同时按照试剂单向流方向,各个实验室之间设置不同压力梯度来实现单向气流组织方向,由试剂准备区、标本制备区、扩增反应一区、纯化区、扩增反应二区、到后纯化区压力逐渐降低,形成单向负压压力梯度依次为:+20 Pa、+15 Pa、-5 Pa、-10 Pa、-20 Pa、-25 Pa。详见图4。

2。5   其他安全设施

 RCR实验室为洁净空调系统,系统形式采用直流系统不回风,防止交叉污染;试剂准备间设置超净台,保证试剂免受空气环境污染;标本制备间设置生物安全柜,保证标本不污染室内环境,并保证标本免受环境污染。

3 结论

目前PCR应用已得到长足的发展,已成为疫病诊断,疫情控制等方面的有力工具,为了避免在PCR方法中出现污染及出现假阳性与假阴性结果等现象,保证结果的准确性,在实验室环境安全控制上严格做到实验室独立区域设置,功能分区明确,保证实验室洁净环境,人流物流严格分流,设置合理压力梯度,形成有序的气流组织方向,切实做到避免交叉污染。

[1]PCR实验室的污染及控制策略《吉林畜牧兽医》[J],2015,36(4)[2]李志萍H5N1亚型禽流感病毒实验全过程实验室微环境集群监测和评价《吉林大学》[J],2012

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