pcr是聚合酶鏈反應(yīng)的縮寫。也稱為體外引物定向酶促擴增特定的dna序列，這種方法可以特異性擴增極少量的靶dna數(shù)百萬倍，這是基因擴增技術(shù)的一大創(chuàng)新。

　　Pcr技術(shù)因其特異性強、靈敏度高、檢測樣品要求低、方便快捷等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種臨床診斷中。目前，我國二級以上醫(yī)院開展pcr技術(shù)的各種臨床應(yīng)用，pcr實驗室是開展pcr技術(shù)應(yīng)用的設(shè)施，合理的實驗室設(shè)計可以保證檢測結(jié)果的可靠性。因此，pcr實驗室的設(shè)計和建設(shè)越來越受到建設(shè)單位的重視。

　　從pcr實驗室的布局和通風(fēng)空控制系統(tǒng)兩個方面分析設(shè)計要點，供設(shè)計人員和施工單位相關(guān)人員參考。

　　一個

　　pcr實驗室布局設(shè)計要點分析

　　1。平面功能區(qū)劃要點分析

　　根據(jù)《臨床基因擴增實驗室基本設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》第1.1條的要求，pcr實驗室一般由四個區(qū)域組成:試劑儲存區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴增區(qū)和擴增分析區(qū)。

　　pcr實驗室區(qū)域的設(shè)置不是靜態(tài)的，以下情況需要說明:

　　(1)如果樣品在擴增前需要破碎，需要增加破碎樣品的區(qū)域;

　　②如果使用實時熒光pcr，擴增區(qū)和分析區(qū)可以合并成一個區(qū)域;

　　③如果使用全自動pcr分析儀，標(biāo)本制備區(qū)、擴增區(qū)和分析區(qū)可合并為一個區(qū)域。

　　設(shè)計的關(guān)鍵點在四個區(qū)域的實驗室環(huán)境中進行分析，如圖1所示。

　　2。實驗室功能和設(shè)備設(shè)計要點分析

　　(1)試劑儲存區(qū)

　　該區(qū)域主要完成試劑和主要反應(yīng)混合物的儲存、制備和包裝。運送到該區(qū)域的所有試劑和材料不得通過其他區(qū)域，試劑和原材料應(yīng)在該區(qū)域儲存和準(zhǔn)備。這個區(qū)域的氣壓相對于外界應(yīng)該保持正。這一領(lǐng)域的設(shè)備主要包括冰箱、天平、混合器、低速離心機、進樣器、移動式紫外燈等。由于該區(qū)域試劑種類繁多，平面設(shè)計應(yīng)首先考慮“安全”，平面設(shè)計應(yīng)保持通風(fēng)和逃生暢通。首先，測試臺布置在房間的兩側(cè)，中間走廊通向疏散走廊。同時，根據(jù)國際人體工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，測試臺和測試臺的通道設(shè)計為1500毫米，中間通道可以滿足兩邊坐著的人和中間經(jīng)過的人的要求。

　　(2)標(biāo)本制備區(qū)

　　該區(qū)域的功能是保存樣品、提取和儲存核酸、將樣品加入擴增反應(yīng)管和測定dna合成。樣品應(yīng)直接運輸至該區(qū)域并儲存在該區(qū)域，不得通過其他區(qū)域。對于氣流壓力的控制，該區(qū)域在采樣過程中可能會產(chǎn)生氣溶膠，為避免氣溶膠擴散到外界造成污染，該區(qū)域應(yīng)保持負(fù)壓力;同時，該區(qū)域相對于擴增反應(yīng)混合物制備和擴增區(qū)域以及擴增產(chǎn)物分析區(qū)域為正壓，以避免氣溶膠污染從鄰近區(qū)域進入該區(qū)域。

　　該區(qū)域的設(shè)備主要包括生物安全柜、進樣器、臺式高速離心機、低速離心機臺、水浴罐、冰箱、均質(zhì)機和移動式紫外燈等。應(yīng)注意，生物安全柜最好選擇b2型。該生物安全柜的所有吸入氣流和垂直氣流都經(jīng)過高效過濾器過濾后排放到室外，不再進入生物安全柜循環(huán)或返回該區(qū)域。這種生物安全柜可以避免提取的核酸在柜內(nèi)反復(fù)循環(huán)，造成樣品間的交叉“污染”和假陽性結(jié)果。

　　(3)擴增區(qū)

　　該區(qū)域的功能是dna擴增和擴增片段的測定。此外，反應(yīng)混合物的制備(來自試劑儲存和制備區(qū))和制備的dna模板的添加(來自標(biāo)本制備區(qū))也可以在該區(qū)域進行。為了控制氣流壓力，相對于鄰近區(qū)域為負(fù)壓，以避免氣溶膠從該區(qū)域泄漏。為了避免氣溶膠造成的污染，應(yīng)該盡量減少在該區(qū)域不必要的行走。個別操作，如樣品添加，應(yīng)在超凈站進行。

　　該領(lǐng)域的設(shè)備主要有核酸擴增熱循環(huán)儀、進樣器、超凈臺等。熱循環(huán)儀的電源應(yīng)專用，并配備穩(wěn)壓電源或不間斷電源，以防止電壓波動對放大測定的影響。

　　(4)分析區(qū)域

　　該區(qū)域的功能是分析擴增產(chǎn)物。這一地區(qū)可能會使用一些會導(dǎo)致基因突變的有毒物質(zhì)，因此應(yīng)特別注意實驗室人員的安全保護。對于氣流壓力的控制，該區(qū)域是pcr實驗的最后一步，且壓力應(yīng)該是最低的，即相對于鄰近區(qū)域的負(fù)壓，以避免氣溶膠從該區(qū)域泄漏。為了避免氣溶膠造成的污染，應(yīng)盡量減少該區(qū)域的不必要移動。

　　該區(qū)域的設(shè)備主要包括進樣器、電泳儀(槽)、電遷移儀、雜交爐或雜交箱、水浴箱、dna測序儀、酶標(biāo)儀和洗板機等。

　　3。人流和物流設(shè)計要點分析

　　進入實驗室區(qū)域的工人應(yīng)遵循以下路徑:

　　過道→緩沖室→實驗區(qū)

　　員工離開實驗室的途徑是:

　　實驗區(qū)→緩沖室→走道

　　進入每一個區(qū)域必須嚴(yán)格按照單一方向，不同的工作區(qū)域應(yīng)使用不同的工作服(如不同的顏色)。工人離開時不得脫下工作服。這種單向的人員流動可以降低由人員流動造成的交叉污染的風(fēng)險。

　　所有進入實驗區(qū)的物品必須通過雙葉互鎖轉(zhuǎn)移窗，進入前可以消毒，實驗室內(nèi)的所有物品必須通過轉(zhuǎn)移窗后才能轉(zhuǎn)移到實驗室外干凈的公共區(qū)域。這種有組織的單向貨物流動可以降低出錯和混亂的風(fēng)險。

　　兩個

　　pcr實驗室通風(fēng)空控制系統(tǒng)設(shè)計要點分析

　　1。溫度和濕度需求分析

　　與血液制品、疫苗等低溫低濕潔凈區(qū)域(如2~8℃，≤35%，C /d級)的要求不同，pcr實驗室對溫度和濕度一般沒有嚴(yán)格的要求。考慮到實驗人員的人體舒適度，環(huán)境溫度和濕度的設(shè)計參數(shù)控制在表1所示的范圍內(nèi)。

　　表1空調(diào)環(huán)境的空溫濕度設(shè)計參數(shù)

　　參數(shù)

　　冬天的

　　夏天

　　溫度/℃

　　18 ~ 24歲

　　25~ 28歲

　　濕度/%

　　-

　　40 ~ 70

　　2。空氣體過濾和空氣分布分析

　　由于pcr實驗室在采樣過程中可能會產(chǎn)生氣溶膠，為了避免氣溶膠擴散到外界造成污染，也為了避免房間之間通過風(fēng)管系統(tǒng)的交叉污染，實驗室建議采用新風(fēng)系統(tǒng)。新鮮空氣經(jīng)濕熱處理和三級(一級+中效+高效/次高效)過濾后送入室內(nèi);高效或次高效過濾器分別設(shè)置在每個房間的出風(fēng)口。

　　在風(fēng)量的計算中，我們通常采用間隙法來計算房間保持一定壓差時的排氣量或送風(fēng)量。間隙法的公式如下:

　　其中δ p ——壓差，pa;

　　ρ ——空氣體密度，取1.2kg/m;

　　V ——風(fēng)量，米/小時;

　　A ——根據(jù)間隙寬度m計算的泄漏面積;

　　μ ——常數(shù)，取0.72。

　　根據(jù)風(fēng)量守恒:

　　v供氣-δ v = v排氣

　　式中δv-壓差滲透風(fēng)量，

　　當(dāng)房間保持正壓時，該值為正。

　　當(dāng)室內(nèi)保持負(fù)壓時，該值為負(fù)。

　　當(dāng)房間內(nèi)無工藝設(shè)備排氣時，可通過換氣次數(shù)(工藝操作室12~15次/小時，緩沖室6~8次/小時)計算出房間供氣量，然后根據(jù)間隙法計算出房間排氣量;當(dāng)房間有工藝設(shè)備(如生物安全柜)排風(fēng)時，將設(shè)備排風(fēng)量與滿足換氣次數(shù)所需的送風(fēng)量進行比較，取兩者之間的較大值(一般情況下，設(shè)備排風(fēng)量較大)，然后根據(jù)間隙法得到房間送風(fēng)量。根據(jù)以上計算的風(fēng)量作為設(shè)計依據(jù)，可以進行新風(fēng)機組、排風(fēng)機組和輔助風(fēng)道風(fēng)口的選擇和計算。

　　在配風(fēng)方面，pcr實驗室空控制系統(tǒng)通常采用上送下排的非單向送風(fēng)方式。房間上部的送風(fēng)口應(yīng)盡可能均勻布置，并與生物安全柜的操作面或其他有氣溶膠操作的地方保持一定距離;房間的下部通過設(shè)置在室內(nèi)排氣通道上的出氣口排出。出風(fēng)口底部距離地面0.1米。出風(fēng)口通道應(yīng)設(shè)置在室內(nèi)污染風(fēng)險最高的區(qū)域，出風(fēng)口前方不應(yīng)有障礙物。

　　3。壓力需求和控制分析

　　根據(jù)實驗流程，pcr實驗室一般有四個區(qū)域，包括試劑儲存和試劑制備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴增反應(yīng)混合物制備和擴增區(qū)、擴增產(chǎn)物分析區(qū)，每個區(qū)域都有一個獨立的緩沖室。

　　根據(jù)臨床基因擴增實驗室的工作規(guī)范，為滿足清潔污水和防止交叉感染的要求，pcr laboratory/きだよ 0的氣流方向應(yīng)遵循單一方向，即只能從試劑儲存和試劑制備區(qū)→標(biāo)本制備區(qū)→擴增反應(yīng)混合物制備和擴增區(qū)→擴增產(chǎn)物分析區(qū)進行，pcr實驗室應(yīng)設(shè)在ventilated/き

　　此外，通常還有生物安全柜、通風(fēng)柜等生產(chǎn)設(shè)備。pcr實驗室排氣量大，間歇使用時間長，這與空控制系統(tǒng)的運行時間不一致，導(dǎo)致這些設(shè)備的房間在設(shè)備啟動和停止時容易失壓，原始的正常壓力梯度是瞬時的，這是pcr實驗室空調(diào)諧系統(tǒng)設(shè)計的難點。

　　4。典型空音的原理圖分析

　　根據(jù)pcr實驗室的工藝布局，設(shè)計了該類實驗室的典型示意圖，如圖2所示。

　　▲圖2典型pcr實驗室全空空氣新鮮空氣系統(tǒng)控制示意圖

　　pcr實驗室全空空氣新鮮空氣系統(tǒng)的控制說明;

　　(1)溫度和濕度控制

　　夏季:調(diào)節(jié)表冷器動態(tài)壓差平衡調(diào)節(jié)閥的開度，以控制室內(nèi)溫度和濕度，濕度優(yōu)先;當(dāng)溫度過低時，為了調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，打開加熱線圈來控制室內(nèi)溫度。

　　冬季:調(diào)節(jié)加熱盤管動態(tài)壓差平衡電控閥的開度來控制室內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)加濕器的開度來控制濕度。

　　(2)壓力和頻率轉(zhuǎn)換控制

　　在空調(diào)度系統(tǒng)各房間的送風(fēng)支管上設(shè)置壓力獨立的定風(fēng)量閥，在無工藝設(shè)備的排風(fēng)房間的排風(fēng)支管上設(shè)置壓力獨立的定風(fēng)量閥，以保持房間的風(fēng)量恒定，控制房間壓力;在帶工藝設(shè)備的排氣室的排氣支管上設(shè)置一個變風(fēng)量閥，根據(jù)室內(nèi)壓差控制室內(nèi)壓力。需要排氣的工藝設(shè)備(如生物安全柜)的排氣支管設(shè)有變風(fēng)量閥，根據(jù)設(shè)備的開度調(diào)節(jié)設(shè)備的排氣風(fēng)量。

　　根據(jù)重要房間送風(fēng)管道上的定風(fēng)量閥前后的壓差，調(diào)節(jié)風(fēng)機的變頻器，保持壓差恒定。該恒定值必須通過現(xiàn)場實際調(diào)整來確認(rèn)，以確保所有定風(fēng)量閥的正常運行。

　　從以上示意圖可以看出，pcr實驗室壓差控制的難點在于生物安全柜室內(nèi)的壓差控制和維持生物安全柜的負(fù)壓環(huán)境，以保證設(shè)備的正常運行和使用，這就要求系統(tǒng)采用的變風(fēng)量閥具有快速響應(yīng)能力。根據(jù)相關(guān)實驗，當(dāng)生物安全柜中變風(fēng)量閥的響應(yīng)時間≤1s，房間排風(fēng)支管中變風(fēng)量閥的響應(yīng)時間≤3s時，生物安全柜中的負(fù)壓環(huán)境不會受到影響。同時，為了防止試驗室開門和關(guān)門時室內(nèi)壓差為零，室內(nèi)每個定風(fēng)量和變風(fēng)量閥都要預(yù)設(shè)風(fēng)量補償極限，以避免室內(nèi)壓力損失時風(fēng)量過小的情況。

　　結(jié)束語

　　從平面功能分區(qū)、實驗室設(shè)備、人體流線、溫濕度、氣流組織、壓力控制和典型空調(diào)節(jié)原理圖等方面分析了pcr實驗室的設(shè)計要點。建議pcr實驗室按四個區(qū)域進行設(shè)計，實驗室設(shè)備的布置既要考慮實用性，又要注意疏散。人員和物流應(yīng)該朝一個方向流動，并且溫度和濕度可以滿足人員的舒適性。空氣分布和壓力控制確保單向氣流，防止氣溶膠污染。同時，在房間內(nèi)設(shè)置VAV閥門，以應(yīng)對生物安全柜開啟和關(guān)閉時房間內(nèi)的壓差擾動，可供pcr實驗室建設(shè)單位和同設(shè)計行業(yè)相關(guān)人員參考。