pcr實(shí)驗(yàn)室采用凈化加熱和通風(fēng)設(shè)計(jì)

　　通風(fēng)設(shè)計(jì)

　　Pcr實(shí)驗(yàn)室，也稱為基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室，也可以看作是利用分子生物學(xué)技術(shù)擴(kuò)增dna片段的特殊體外dna復(fù)制。利用基因跟蹤系統(tǒng)掌握人體內(nèi)的病毒含量，這種檢測的精度可以達(dá)到納米級(jí)。聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室對(duì)溫度沒有嚴(yán)格的要求。考慮到實(shí)驗(yàn)室的人性化，人體溫度處于環(huán)境溫度(18℃ ~ 25℃，相對(duì)濕度:50%)，人體感覺舒適。因此，聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)采取各種措施，以確保環(huán)境溫度和濕度控制在一定范圍內(nèi)。

　　布局

　　目前，國內(nèi)二級(jí)醫(yī)院基本上積極開展基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)越來越受到醫(yī)學(xué)界的重視。根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程，該室的功能有樣品制備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、基因擴(kuò)增區(qū)和產(chǎn)品分析區(qū)。該標(biāo)準(zhǔn)不要求該區(qū)域清潔。如果該區(qū)域經(jīng)空凈化，可采用100，000級(jí)凈化潔凈度。

　　實(shí)驗(yàn)室布局

　　01

　　主測試區(qū)的功能劃分

　　標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室建筑的布局應(yīng)包括一個(gè)公共走廊、四個(gè)相鄰的功能試驗(yàn)區(qū)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)應(yīng)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的緩沖區(qū)，以避免不同壓差控制下房間空空氣串聯(lián)造成的二次污染。

　　02

　　實(shí)驗(yàn)室壓力梯度

　　為了防止室外污染源進(jìn)入潔凈區(qū)，使室內(nèi)壓力高于潔凈區(qū)外的壓力，潔凈區(qū)內(nèi)的壓力成為正壓潔凈區(qū);相反，為了防止?jié)崈魠^(qū)的污染源向?qū)嶒?yàn)室外擴(kuò)散，使內(nèi)部壓力低于外部壓力，實(shí)驗(yàn)室成為負(fù)壓潔凈區(qū)。因此，潔凈室的正負(fù)壓力是相對(duì)的，主要取決于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)壓力。聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室有嚴(yán)格的壓力梯度，因此有嚴(yán)格的氣流方向。

　　相鄰主要實(shí)驗(yàn)區(qū)之間的壓差為5 pa，實(shí)驗(yàn)區(qū)與緩沖區(qū)之間的壓差為5pa;主試驗(yàn)區(qū)的壓力梯度和氣流方向?yàn)樵噭┲苽鋮^(qū)、標(biāo)本制備室、擴(kuò)增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū)和測序室。不應(yīng)混淆壓力梯度，氣流方向也不應(yīng)停滯或逆轉(zhuǎn)。同時(shí)，每個(gè)區(qū)域的緩沖室與主試驗(yàn)區(qū)的壓差為+5pa，以防止試驗(yàn)區(qū)的污染氣流流向非污染區(qū)。

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在10萬級(jí)凈化區(qū)，換氣次數(shù)可為15次/h ~ 25次/h，本文中換氣次數(shù)取15次/h。

　　03

　　角色轉(zhuǎn)移

　　所謂的角色轉(zhuǎn)移意味著實(shí)驗(yàn)者和測試對(duì)象各走各的路，避免相互交叉。

　　測試品通過主測試區(qū)的傳遞窗口，通過一個(gè)過程完成測試品的實(shí)驗(yàn)過程。測試人員通過公共走道和緩沖室到達(dá)不同的測試區(qū)域。

　　測試區(qū)域的溫度控制

　　01

　　測試區(qū)域的溫度和濕度

　　實(shí)驗(yàn)室的溫濕度控制應(yīng)從兩個(gè)方面考慮:

　　一方面，考慮到測試過程的要求，個(gè)別測試程序?qū)?shí)驗(yàn)儀器和試劑有嚴(yán)格的要求，并且需要恒溫恒濕控制。

　　另一方面，潔凈區(qū)空氣變化頻率遠(yuǎn)高于常規(guī)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室溫度應(yīng)控制在18℃ ~ 25℃，夏季濕度應(yīng)控制在50% ~ 70%，冬季濕度應(yīng)控制在30% ~ 50%。

　　基于以上兩個(gè)要求，實(shí)驗(yàn)室可以獲得合適的溫度和濕度。

　　02

　　溫度和濕度控制

　　在控制方面，制定了管理程序，將實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度控制在合理的范圍內(nèi)。自動(dòng)控制系統(tǒng)通過監(jiān)控溫度和濕度，記錄環(huán)境溫度和濕度，當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)偏離要求時(shí)，可以很好地調(diào)節(jié)閥門開度以及加濕器和除濕器的工作狀態(tài)。

　　01

　　通風(fēng)系統(tǒng)流量

　　非單向空氣供應(yīng)通常用于聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室。所謂非單向送風(fēng)是指氣流流線方向不平行，風(fēng)速不一致。非單向流動(dòng)的配氣方式包括上送下返、上送下返、測量送送下返，pcr實(shí)驗(yàn)室一般采用上送下返。上部送風(fēng)通過高效送風(fēng)出口進(jìn)入房間，下部回風(fēng)通過各房間對(duì)稱分布的排風(fēng)柱下部的出風(fēng)口排出。

　　新鮮空氣從外部進(jìn)入處理單元，經(jīng)過粗效、中效、亞高效、表面冷卻(熱)段和噴淋段(加濕)等幾個(gè)處理過程后，最終進(jìn)入潔凈室。

　　排氣分為兩部分:全通風(fēng)和局部排氣。全排氣出口一般位于排氣柱下部，帶過濾網(wǎng)的可調(diào)百葉出口，送風(fēng)出口采用高效過濾送風(fēng)出口。局部排氣是指房間內(nèi)二級(jí)b2生物安全柜的局部排氣。機(jī)柜上的風(fēng)速不應(yīng)小于5米/秒。生物安全柜應(yīng)獨(dú)立設(shè)置排氣系統(tǒng)，排氣口應(yīng)設(shè)置在建筑物的屋頂。生物安全柜的排風(fēng)管道應(yīng)與其所在房間的總排風(fēng)相聯(lián)鎖。局部排氣和整體排氣不能同時(shí)啟動(dòng)。

　　新風(fēng)機(jī)組和排風(fēng)系統(tǒng)均采用變頻系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)不同的變風(fēng)量處理工藝。

　　圖1通風(fēng)系統(tǒng)流程圖

　　空氣體過濾要求:

　　實(shí)驗(yàn)室的送風(fēng)經(jīng)過凈化和過濾，需要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。實(shí)驗(yàn)室建成后，需要確定供應(yīng)空氣中顆粒物的濃度。顆粒物濃度不小于0.5μm，過濾效率為95 < η < 99.9，阻力不大于120pa，處理效率為大氣粉塵計(jì)數(shù)效率。為了滿足這一要求，它可以滿足pcr實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)處理空氣體標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而滿足實(shí)驗(yàn)室的使用要求。

　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)過程見圖1。

　　02

　　夏季制冷量的計(jì)算

　　pcr實(shí)驗(yàn)室不允許返回空氣，所以實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)新鮮空氣系統(tǒng)。夏季，新風(fēng)不僅承擔(dān)室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷，還承擔(dān)大風(fēng)量通風(fēng)帶來的大量新風(fēng)負(fù)荷。夏季室內(nèi)溫度可控制在26℃，濕度可控制在50%。夏季室內(nèi)冷負(fù)荷可根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算。對(duì)于整個(gè)新鮮空氣系統(tǒng)，空氣體處理過程如圖2所示。

　　圖2新鮮空氣空氣體處理過程

　　根據(jù)焓濕圖，可以求出風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)t1的比焓值h1和室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)t2的比焓值h2，制冷量包括以下三部分:

　　1)新風(fēng)承擔(dān)的室內(nèi)冷負(fù)荷為:

　　q = g( h1-h2 ).

　　2)新鮮空氣承擔(dān)其自身的冷卻負(fù)荷，當(dāng)空氣進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，室外空焓為h3，當(dāng)空氣排出時(shí)，室外焓為H3

　　h4:q = g( h3-h4 ).

　　3)處理過程在噴水室再次加熱，這部分熱量需要由冷源承擔(dān):

　　q = g( h0 - h1 ).

　　潔凈區(qū)的新風(fēng)系統(tǒng)比舒適空調(diào)節(jié)風(fēng)量大得多，因此可以增加送風(fēng)溫差，使送風(fēng)量最小。

　　03

　　冬季供暖能力的計(jì)算

　　根據(jù)規(guī)范要求，冬季供暖不得在清潔區(qū)域使用散熱器和地暖。pcr實(shí)驗(yàn)室冬季的通風(fēng)方式屬于綜合通風(fēng)，配備機(jī)械送風(fēng)，依靠機(jī)械送風(fēng)來加熱房間。設(shè)置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)計(jì)算房間的熱平衡。

　　1。綜合通風(fēng)原則

　　1)充分通風(fēng)的進(jìn)氣口和排氣口應(yīng)避免大量熱的、潮濕的或有害的空氣流入操作區(qū)或人們經(jīng)常停留的地方。

　　2)聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的正壓和負(fù)壓取決于供氣和排氣的控制。

　　3)出風(fēng)口位于房間的下部，其至地面的高度不得大于150毫米

　　4)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不應(yīng)有排氣死角。

　　5)這種送風(fēng)與采暖相結(jié)合的方式，送風(fēng)溫度不應(yīng)低于35℃而高于70℃，具體送風(fēng)溫度應(yīng)按嚴(yán)格的綜合通風(fēng)公式計(jì)算。

　　2。風(fēng)量平衡計(jì)算

　　在通風(fēng)房間中，每單位時(shí)間進(jìn)入房間的空氣量等于每單位時(shí)間離開房間的空氣量，這稱為空氣量平衡。此時(shí)，室內(nèi)外壓差為0。如果機(jī)械進(jìn)氣量大于機(jī)械排氣量，室內(nèi)壓力上升并處于正壓狀態(tài);相反，如果機(jī)械進(jìn)氣量小于機(jī)械排氣量，則室內(nèi)壓力低于外部壓力，并且室內(nèi)壓力處于負(fù)壓狀態(tài)。

　　當(dāng)房間處于正壓或負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，空空氣將通過房間的緊密縫隙或窗戶和門的裂縫滲透到室外。這種滲透到外部的空空氣量稱為無組織排氣。在聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)中，正壓應(yīng)保持在潔凈度要求高的房間內(nèi)，負(fù)壓應(yīng)保持在產(chǎn)生污染物且不能溢出室外的房間內(nèi)。

　　風(fēng)量平衡的計(jì)算公式為:

　　3。熱平衡計(jì)算

　　為了保持通風(fēng)房間的溫度恒定，有必要使室內(nèi)總熱量等于總熱量損失，并保持室內(nèi)熱平衡，即熱平衡計(jì)算。由于機(jī)械送風(fēng)供暖系統(tǒng)用于室內(nèi)供暖和通風(fēng)，冬季室外參數(shù)采用供暖計(jì)算的室外溫度，而不是冬季通風(fēng)計(jì)算的室外溫度。聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室沒有明確規(guī)定設(shè)計(jì)溫度。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)者在室內(nèi)操作儀器，他們不應(yīng)該穿得太厚。冬季室內(nèi)溫度應(yīng)控制在22℃，濕度應(yīng)控制在40%，這樣人體的舒適度更好。如果實(shí)驗(yàn)室中有精密儀器，并且需要較高的溫度和濕度，應(yīng)通過測量儀器的溫度和濕度來計(jì)算通風(fēng)溫度和濕度。

　　實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)溫度必須通過熱平衡公式計(jì)算:

　　空冬季的供氣量通常與夏季相同，冬季供氣狀態(tài)點(diǎn)的水分含量根據(jù)以下公式確定:

　　系統(tǒng)的總熱量由以下公式確定:

　　在空冬季，總增濕量可以是絕熱增濕，也可以是蒸汽噴射等溫增濕。當(dāng)采用絕熱加濕方案時(shí)，對(duì)于需要大量新風(fēng)的工程或室外設(shè)計(jì)參數(shù)較低的地方，按照最小新風(fēng)比進(jìn)入設(shè)備時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象。因此，一般來說，空氣體應(yīng)該首先預(yù)熱，使預(yù)熱空.

　　結(jié)束語

　　Pcr實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)采用整體通風(fēng)方式，同時(shí)還應(yīng)考慮夏季和冬季的室內(nèi)溫度過程要求和舒適度要求。因此，應(yīng)科學(xué)計(jì)算空的風(fēng)量和氣溫，以避免實(shí)驗(yàn)室的潔凈度達(dá)到要求，但溫度和濕度無法保證，這是實(shí)驗(yàn)室整體通風(fēng)效果的一個(gè)重大失誤。