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PCR實驗室設(shè)計的重點
發(fā)布日期: 2022/11/28 17:41:49

如何建一個標準的PCR 實驗室?PCR實驗室如何設(shè)計規(guī)劃才堪稱專業(yè)?PCR實驗室管理又有哪些注意要點?
標準的PCR 實驗室分為四個區(qū)域,分別為:
n1.試劑配制區(qū); 
n2.樣品處理區(qū); 
n3.核酸擴增區(qū);

n4.產(chǎn)物分析區(qū);

如使用全自動分析儀,區(qū)域可適當(dāng)合并。(進入各工作區(qū)域必須嚴格按照單一方向進行,不同的工作區(qū)域使用不同的工作服,例如不同的顏色。工作人員離開各工作區(qū)域時,不得將工作服帶出) 


1、PCR實驗室平面布局
各區(qū)的功能分別為:
試劑準備區(qū):擴增試劑的配制、分裝和保存。     
樣品處理區(qū):樣品登記、分裝;核酸提取、保存和加樣。    
擴增產(chǎn)物分析區(qū):擴增產(chǎn)物的測定、結(jié)果分析、登記及報告。  
擴增前區(qū)與擴增后區(qū)應(yīng)嚴格分開,須使用不同的房間,兩區(qū)之間最好有一定的間隔。 
使用商品化試劑盒可在樣品處理區(qū)進行少量試劑配制。     
在滿足下列操作和清潔處理要求的前提下樣品處理區(qū)和試劑準備區(qū)可設(shè)在同一房間內(nèi):    
在生物安全柜內(nèi)操作;     
每個實驗人員、實驗組分別使用各自的試劑及耗材;    
盛放污染材料的器皿密封并一次性使用;  
用有效的方法對操作區(qū)域和共享器具在實驗前后進行清潔及消毒。
2、PCR實驗室建設(shè)規(guī)劃要點
1、主體結(jié)構(gòu): 
主體為彩鋼板、鋁合金型材。室內(nèi)所有陰角、陽角均采用鋁合金50內(nèi)圓角鋁,從而解決容易污染、積塵、不易清掃等問題。結(jié)構(gòu)牢固,線條簡明,美觀大方,密封性好。
2、標準的三區(qū)分隔和氣壓調(diào)節(jié):
將PCR過程分成試劑準備、標本制備和PCR擴增檢測三個獨立的實驗區(qū)。整個區(qū)域有一個整體緩沖走廊。每個獨立實驗區(qū)設(shè)置有緩沖區(qū), 同時各區(qū)通過氣壓調(diào)節(jié),使整個PCR實驗過程中試劑和標本免受氣溶膠的污染并降低擴增產(chǎn)物對人員和環(huán)境的污染。
可打開緩沖區(qū)Ⅰ,緩沖區(qū)Ⅱ和 PCR 擴增區(qū)的排風(fēng)扇往外排氣,在實驗區(qū)的外墻上和各扇門上都安裝有風(fēng)量可調(diào)的回風(fēng)口,空氣通過回風(fēng)口向室內(nèi)換氣。
3、 消毒:
在三個實驗區(qū)和三個緩沖區(qū)頂部以及傳送窗內(nèi)部安裝有紫外燈,供消毒用。
在試劑準備區(qū)和標本制備區(qū) 還設(shè)置移動紫外線燈,對實驗桌進行局部消毒。
4、機械連鎖不銹鋼傳遞窗:
試劑和標本通過機械連鎖不銹鋼(不建議使用電子連鎖方式)傳遞窗傳遞,保證試劑和標本在傳遞過程中不受污染(人物分流) 
5、 地面
地面建議使用PVC卷材地面或自流坪地面,整體性好。便于進行清掃,耐腐蝕。沒有條件的也可采用水磨石地面,或大塊的瓷磚(至少800mm×800mm)接縫需要小于2mm。
6、照明
燈具要選用凈化燈具,能達到便于清洗、不積塵的特點。
在建設(shè)的過程中應(yīng)注意:
①規(guī)范的安裝流程和全面的服務(wù)流程。 
②嚴格按照規(guī)范科學(xué)設(shè)計的安裝流程。
③安裝前需要確定以下安裝條件,如:電源電壓,電源進線位置,電話網(wǎng)絡(luò)線進線位置,進水水壓,最小安裝空間,地面平整度,通風(fēng)孔、進水管和下水管的位置等,理想狀態(tài)的空間尺寸和通風(fēng)口尺寸。
3、設(shè)計要點
PCR實驗室可以是分散形式,也可以是組合形式。完成一組PCR實驗,通常應(yīng)經(jīng)過試劑配制、樣品處理、核酸擴增及產(chǎn)物分析四個實驗過程,若實驗工藝需要,還應(yīng)增加樣品粉碎過程。
一、分散形式PCR實驗室
所謂分散形式PCR實驗室,是指完成上述實驗過程的實驗用房彼此相距較遠,呈分散布置形式。對于這種布置形式的PCR實驗室,由于各個實驗之間不易相互干擾,因此無需特殊條件要求。
二、組合形式PCR實驗室
所謂組合形式PCR實驗室, 是指完成PCR四個實驗過程的實驗用房相鄰布置,組成獨立實驗區(qū)域的形式。對于組合形式PCR實驗室,由于各個實驗間集中布置,容易造成相互干擾,因此,對總體布局以及屏障系統(tǒng)具有一定的要求。各室在入口處設(shè)緩沖間,以減少室內(nèi)外空氣交換。
一些經(jīng)驗:
試劑配制室及樣品處理室宜呈微正壓,以防外界含核酸氣溶膠的空氣進入,造成污染;
可以通過控制進風(fēng)風(fēng)量大于排風(fēng)風(fēng)量達到正壓效果。
核酸擴增室及產(chǎn)物分析室應(yīng)呈微負壓,以防含核酸的氣溶膠擴散出去污染試劑與樣品,可以通過控制排風(fēng)風(fēng)量大于進風(fēng)風(fēng)量達到負壓效果。 
在理想情況下,PCR實驗室緩沖間內(nèi),可設(shè)置正壓,使室內(nèi)空氣不流向室外,室外空氣不流向室內(nèi)。PCR實驗室進風(fēng)由原有中央空調(diào)控制,要求將中央空調(diào)風(fēng)口安裝到指定定點,且高度為地面鋪裝好后2600mm處。
如果使用熒光PCR儀,擴增室和產(chǎn)物分析室可以合并。
若房間進深允許,可設(shè)PCR內(nèi)部專用走廊。需要指出的是在減少室內(nèi)外空氣交換方面,緩沖間比專用走廊更有意義。
各個區(qū)域之間應(yīng)具備單向的實驗工藝流、物流、人流與氣流,形成單向流程的保護屏障,避免實驗之間的相互干擾,防止核酸氣溶膠對實驗過程造成污染產(chǎn)生假性結(jié)果。
實驗室的墻體,包括頂棚,應(yīng)結(jié)構(gòu)牢固、氣密性好;所有陰角宜采用圓弧形線條過渡;墻體內(nèi)壁光潔、不吸附、耐腐蝕、易清洗消毒;地面材料應(yīng)滿足無縫隙、無滲漏、光潔、耐腐蝕的要求。
4、PCR實驗室主要設(shè)備
試劑準備區(qū) 
儀器設(shè)備主要有冰箱、超凈臺、加樣器、混勻器、天平和離心機等,加樣器、天平除了要專用外,還應(yīng)有定期校準。   試劑分裝應(yīng)在超凈臺中進行  擴增反應(yīng)混合液應(yīng)使用分子生物學(xué)級的,試劑制備好后應(yīng)有質(zhì)檢:一是否有污染、二是檢測試劑的擴增效果。
標本制備區(qū) 
儀器設(shè)備主要有生物安全柜、加樣器、離心機、溫育儀、混勻器等 
擴增區(qū) 
擴增區(qū)的主要儀器是核酸擴增儀、超凈臺、微量加樣器、離心機、可移動紫外燈。擴增儀需進行校準。并配備UPS電源,以防止由于電壓的波動,停電對擴增效果的影響。
分析區(qū) 
本區(qū)所使用的儀器設(shè)備有酶標儀、洗板機、加樣器和水浴箱等 潔凈實驗區(qū)的緩沖間部分面積不能超過主實驗室的八分之一,這是有規(guī)定的。 
5、一些瑣碎的、不可忽略的設(shè)計
1.實驗室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計及壓力控制 
PCR實驗室并沒有嚴格的凈化要求,但是為避免各個實驗區(qū)域間交叉污染的可能性,宜采用全送全排的氣流組織形式。同時,要嚴格控制送、排風(fēng)的比例以保證各實驗區(qū)的壓力要求。
2.污染的預(yù)防與控制  
PCR實驗室設(shè)計的核心問題是如何避免污染。在實際工作中,常見的有以下幾種污染類型:擴增產(chǎn)物的污染;天然基因組DNA的污染;試劑的污染以及標本間的污染。由于一旦發(fā)生污染,實驗就必須停止,直到找到污染源為止,而且實驗結(jié)果必須作廢,需重新進行實驗。所以發(fā)生污染后再圍繞實驗室來尋找污染源不但耗時而且繁瑣,浪費人力物力。因此要避免污染,首先應(yīng)是預(yù)防,而不是排除。
6、PCR實驗室不可缺少的嚴格管理
(1)嚴格控制進出實驗室的人員。與實驗無關(guān)的人員不得隨意進出實驗室,有條件的情況下要設(shè)置獨立的通道和進出整個實驗區(qū)的門; 
(2)盡量減少在實驗區(qū)內(nèi)不必要的走動以減少交叉污染的可能性。 
(3)擴增產(chǎn)物分析區(qū)是最主要的擴增產(chǎn)物污染來源,廢液不能在實驗室中傾倒,必須經(jīng)消毒液浸泡消毒后在遠離實驗室的地方棄掉,用過的吸頭等一次性材料也應(yīng)經(jīng)消毒液浸泡消毒后統(tǒng)一處理,如焚燒等; 

(4)擴增產(chǎn)物分析區(qū)可能會用到某些可致基因突變和有毒物質(zhì),應(yīng)特別注意實驗人員的安全防護。3.5完備的實驗室配套設(shè)施  完備的實驗室配套設(shè)施是保證實驗工作的必要條件,應(yīng)根據(jù)各個實驗室實驗內(nèi)容的不同配備相應(yīng)的設(shè)備和儀器,如超凈工作臺、離心機、加樣器等。

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