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

　　Pcr技術(shù)因其特異性強(qiáng)、靈敏度高、檢測(cè)樣品要求低、方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種臨床診斷中。目前，我國(guó)二級(jí)以上醫(yī)院開(kāi)展pcr技術(shù)的各種臨床應(yīng)用，pcr實(shí)驗(yàn)室是開(kāi)展pcr技術(shù)應(yīng)用的設(shè)施，合理的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)可以保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性。因此，pcr實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)越來(lái)越受到建設(shè)單位的重視。

　　從pcr實(shí)驗(yàn)室的布局和通風(fēng)空控制系統(tǒng)兩個(gè)方面分析設(shè)計(jì)要點(diǎn)，供設(shè)計(jì)人員和施工單位相關(guān)人員參考。

　　一個(gè)

　　pcr實(shí)驗(yàn)室布局設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

　　1。平面功能區(qū)劃要點(diǎn)分析

　　根據(jù)《臨床基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室基本設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》第1.1條的要求，pcr實(shí)驗(yàn)室一般由四個(gè)區(qū)域組成:試劑儲(chǔ)存區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增區(qū)和擴(kuò)增分析區(qū)。

　　pcr實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的設(shè)置不是靜態(tài)的，以下情況需要說(shuō)明:

　　(1)如果樣品在擴(kuò)增前需要破碎，需要增加破碎樣品的區(qū)域;

　?、谌绻褂脤?shí)時(shí)熒光pcr，擴(kuò)增區(qū)和分析區(qū)可以合并成一個(gè)區(qū)域;

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

　　設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在四個(gè)區(qū)域的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行分析，如圖1所示。

　　2。實(shí)驗(yàn)室功能和設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

　　(1)試劑儲(chǔ)存區(qū)

　　該區(qū)域主要完成試劑和主要反應(yīng)混合物的儲(chǔ)存、制備和包裝。運(yùn)送到該區(qū)域的所有試劑和材料不得通過(guò)其他區(qū)域，試劑和原材料應(yīng)在該區(qū)域儲(chǔ)存和準(zhǔn)備。這個(gè)區(qū)域的氣壓相對(duì)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(jī)、進(jìn)樣器、移動(dòng)式紫外燈等。由于該區(qū)域試劑種類(lèi)繁多，平面設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮“安全”，平面設(shè)計(jì)應(yīng)保持通風(fēng)和逃生暢通。首先，測(cè)試臺(tái)布置在房間的兩側(cè)，中間走廊通向疏散走廊。同時(shí)，根據(jù)國(guó)際人體工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試臺(tái)和測(cè)試臺(tái)的通道設(shè)計(jì)為1500毫米，中間通道可以滿足兩邊坐著的人和中間經(jīng)過(guò)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(chǔ)存核酸、將樣品加入擴(kuò)增反應(yīng)管和測(cè)定dna合成。樣品應(yīng)直接運(yùn)輸至該區(qū)域并儲(chǔ)存在該區(qū)域，不得通過(guò)其他區(qū)域。對(duì)于氣流壓力的控制，該區(qū)域在采樣過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生氣溶膠，為避免氣溶膠擴(kuò)散到外界造成污染，該區(qū)域應(yīng)保持負(fù)壓力;同時(shí)，該區(qū)域相對(duì)于擴(kuò)增反應(yīng)混合物制備和擴(kuò)增區(qū)域以及擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)域?yàn)檎龎海员苊鈿馊苣z污染從鄰近區(qū)域進(jìn)入該區(qū)域。

　　該區(qū)域的設(shè)備主要包括生物安全柜、進(jìn)樣器、臺(tái)式高速離心機(jī)、低速離心機(jī)臺(tái)、水浴罐、冰箱、均質(zhì)機(jī)和移動(dòng)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(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾后排放到室外，不再進(jìn)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(yáng)性結(jié)果。

　　(3)擴(kuò)增區(qū)

　　該區(qū)域的功能是dna擴(kuò)增和擴(kuò)增片段的測(cè)定。此外，反應(yīng)混合物的制備(來(lái)自試劑儲(chǔ)存和制備區(qū))和制備的dna模板的添加(來(lái)自標(biāo)本制備區(qū))也可以在該區(qū)域進(jìn)行。為了控制氣流壓力，相對(duì)于鄰近區(qū)域?yàn)樨?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(gè)別操作，如樣品添加，應(yīng)在超凈站進(jìn)行。

　　該領(lǐng)域的設(shè)備主要有核酸擴(kuò)增熱循環(huán)儀、進(jìn)樣器、超凈臺(tái)等。熱循環(huán)儀的電源應(yīng)專(zhuān)用，并配備穩(wěn)壓電源或不間斷電源，以防止電壓波動(dòng)對(duì)放大測(cè)定的影響。

　　(4)分析區(qū)域

　　該區(qū)域的功能是分析擴(kuò)增產(chǎn)物。這一地區(qū)可能會(huì)使用一些會(huì)導(dǎo)致基因突變的有毒物質(zhì)，因此應(yīng)特別注意實(shí)驗(yàn)室人員的安全保護(hù)。對(duì)于氣流壓力的控制，該區(qū)域是pcr實(shí)驗(yàn)的最后一步，且壓力應(yīng)該是最低的，即相對(duì)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(dòng)。

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

　　3。人流和物流設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

　　進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的工人應(yīng)遵循以下路徑:

　　過(guò)道→緩沖室→實(shí)驗(yàn)區(qū)

　　員工離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室的途徑是:

　　實(shí)驗(yàn)區(qū)→緩沖室→走道

　　進(jìn)入每一個(gè)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(kāi)時(shí)不得脫下工作服。這種單向的人員流動(dòng)可以降低由人員流動(dòng)造成的交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

　　所有進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)的物品必須通過(guò)雙葉互鎖轉(zhuǎn)移窗，進(jìn)入前可以消毒，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的所有物品必須通過(guò)轉(zhuǎn)移窗后才能轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室外干凈的公共區(qū)域。這種有組織的單向貨物流動(dòng)可以降低出錯(cuò)和混亂的風(fēng)險(xiǎn)。

　　兩個(gè)

　　pcr實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(jí))的要求不同，pcr實(shí)驗(yàn)室對(duì)溫度和濕度一般沒(méi)有嚴(yán)格的要求。考慮到實(shí)驗(yàn)人員的人體舒適度，環(huán)境溫度和濕度的設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù)

　　參數(shù)

　　冬天的

　　夏天

　　溫度/℃

　　18 ~ 24歲

　　25~ 28歲

　　濕度/%

　　-

　　40 ~ 70

　　2?？諝怏w過(guò)濾和空氣分布分析

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

　　在風(fēng)量的計(jì)算中，我們通常采用間隙法來(lái)計(jì)算房間保持一定壓差時(shí)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(shí);

　　A ——根據(jù)間隙寬度m計(jì)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(shí)，該值為正。

　　當(dāng)室內(nèi)保持負(fù)壓時(shí)，該值為負(fù)。

　　當(dāng)房間內(nèi)無(wú)工藝設(shè)備排氣時(shí)，可通過(guò)換氣次數(shù)(工藝操作室12~15次/小時(shí)，緩沖室6~8次/小時(shí))計(jì)算出房間供氣量，然后根據(jù)間隙法計(jì)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(shí)，將設(shè)備排風(fēng)量與滿足換氣次數(shù)所需的送風(fēng)量進(jìn)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(jì)算的風(fēng)量作為設(shè)計(jì)依據(jù)，可以進(jìn)行新風(fēng)機(jī)組、排風(fēng)機(jī)組和輔助風(fēng)道風(fēng)口的選擇和計(jì)算。

　　在配風(fēng)方面，pcr實(shí)驗(yàn)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(guò)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(xiǎn)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(shí)驗(yàn)流程，pcr實(shí)驗(yàn)室一般有四個(gè)區(qū)域，包括試劑儲(chǔ)存和試劑制備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增反應(yīng)混合物制備和擴(kuò)增區(qū)、擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)，每個(gè)區(qū)域都有一個(gè)獨(dú)立的緩沖室。

　　根據(jù)臨床基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)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(chǔ)存和試劑制備區(qū)→標(biāo)本制備區(qū)→擴(kuò)增反應(yīng)混合物制備和擴(kuò)增區(qū)→擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)進(jìn)行，pcr實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室排氣量大，間歇使用時(shí)間長(zhǎng)，這與空控制系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間不一致，導(dǎo)致這些設(shè)備的房間在設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)容易失壓，原始的正常壓力梯度是瞬時(shí)的，這是pcr實(shí)驗(yàn)室空調(diào)諧系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

　　4。典型空音的原理圖分析

　　根據(jù)pcr實(shí)驗(yàn)室的工藝布局，設(shè)計(jì)了該類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的典型示意圖，如圖2所示。

　　▲圖2典型pcr實(shí)驗(yàn)室全空空氣新鮮空氣系統(tǒng)控制示意圖

　　pcr實(shí)驗(yàn)室全空空氣新鮮空氣系統(tǒng)的控制說(shuō)明;

　　(1)溫度和濕度控制

　　夏季:調(diào)節(jié)表冷器動(dòng)態(tài)壓差平衡調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以控制室內(nèi)溫度和濕度，濕度優(yōu)先;當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，為了調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，打開(kāi)加熱線圈來(lái)控制室內(nèi)溫度。

　　冬季:調(diào)節(jié)加熱盤(pán)管動(dòng)態(tài)壓差平衡電控閥的開(kāi)度來(lái)控制室內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)加濕器的開(kāi)度來(lái)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(dú)立的定風(fēng)量閥，在無(wú)工藝設(shè)備的排風(fēng)房間的排風(fēng)支管上設(shè)置壓力獨(dú)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(gè)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(kāi)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(jī)的變頻器，保持壓差恒定。該恒定值必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整來(lái)確認(rèn)，以確保所有定風(fēng)量閥的正常運(yùn)行。

　　從以上示意圖可以看出，pcr實(shí)驗(yàn)室壓差控制的難點(diǎn)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(yùn)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(shí)驗(yàn)，當(dāng)生物安全柜中變風(fēng)量閥的響應(yīng)時(shí)間≤1s，房間排風(fēng)支管中變風(fēng)量閥的響應(yīng)時(shí)間≤3s時(shí)，生物安全柜中的負(fù)壓環(huán)境不會(huì)受到影響。同時(shí)，為了防止試驗(yàn)室開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)時(shí)室內(nèi)壓差為零，室內(nèi)每個(gè)定風(fēng)量和變風(fēng)量閥都要預(yù)設(shè)風(fēng)量補(bǔ)償極限，以避免室內(nèi)壓力損失時(shí)風(fēng)量過(guò)小的情況。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　從平面功能分區(qū)、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。建議pcr實(shí)驗(yàn)室按四個(gè)區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的布置既要考慮實(shí)用性，又要注意疏散。人員和物流應(yīng)該朝一個(gè)方向流動(dòng)，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(shí)，在房間內(nèi)設(shè)置VAV閥門(mén)，以應(yīng)對(duì)生物安全柜開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)房間內(nèi)的壓差擾動(dòng)，可供pcr實(shí)驗(yàn)室建設(shè)單位和同設(shè)計(jì)行業(yè)相關(guān)人員參考。