新冠病毒檢測 如何建立標準的PCR實驗室?

新冠病毒檢測中，核酸檢測是目前最可靠的篩查和確認手段，使用也最為普遍。而核酸檢測方法中，PCR儀無疑是本次疫情檢測的關鍵利器。但核酸檢測過程很容易受汙染，整個操作需要在嚴格的實驗環境中，才能保證數據結果的準確性，不漏檢、錯檢疑似病例。

那麼問題來了，核酸檢測中，應該如何建設一個標準的PCR實驗室？PCR實驗室如何設計規劃才堪稱專業？PCR實驗室管理又有哪些注意要點？

標準的PCR 實驗室分為四個區域，分別為：

n1.試劑配製區； 

n2.樣品處理區； 

n3.核酸擴增區；

n4.產物分析區；

PCR實驗室設計規劃 by湖北特爾諾實驗室

如使用全自動分析儀，區域可適當合併。

（進入各工作區域必須嚴格按照單一方向進行，不同的工作區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域時，不得將工作服帶出） 

PCR實驗室平面布局

【各區的功能分別為】

試劑準備區：擴增試劑的配製、分裝和保存。     

樣品處理區：樣品登記、分裝；核酸提取、保存和加樣。    

擴增產物分析區：擴增產物的測定、結果分析、登記及報告。  

湖北特爾諾實驗室PCR實驗室工程案例

擴增前區與擴增後區應嚴格分開，須使用不同的房間，兩區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進行少量試劑配製。     

在滿足下列操作和清潔處理要求的前提下樣品處理區和試劑準備區可設在同一房間內：    

在生物安全櫃內操作；     

每個實驗人員、實驗組分別使用各自的試劑及耗材；    

盛放汙染材料的器皿密封並一次性使用；  

用有效的方法對操作區域和共享器具在實驗前後進行清潔及消毒。

PCR實驗室建設規劃要點

1、主體結構： 

主體為彩鋼板、鋁合金型材。室內所有陰角、陽角均採用鋁合金50內圓角鋁，從而解決容易汙染、積塵、不易清掃等問題。結構牢固，線條簡明，美觀大方，密封性好。

2、標準的三區分隔和氣壓調節：

將PCR過程分成試劑準備、標本製備和PCR擴增檢測三個獨立的實驗區。整個區域有一個整體緩衝走廊。每個獨立實驗區設置有緩衝區， 同時各區通過氣壓調節，使整個PCR實驗過程中試劑和標本免受氣溶膠的汙染並降低擴增產物對人員和環境的汙染。

可打開緩衝區Ⅰ，緩衝區Ⅱ和 PCR 擴增區的排風扇往外排氣，在實驗區的外牆上和各扇門上都安裝有風量可調的迴風口，空氣通過迴風口向室內換氣。

3、 消毒：

在三個實驗區和三個緩衝區頂部以及傳送窗內部安裝有紫外燈，供消毒用。

在試劑準備區和標本製備區 還設置移動紫外線燈，對實驗桌進行局部消毒。

4、機械連鎖不鏽鋼傳遞窗：

試劑和標本通過機械連鎖不鏽鋼（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汙染（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。便於進行清掃，耐腐蝕。沒有條件的也可採用水磨石地面，或大塊的瓷磚（至少800mm×800mm）接縫需要小於2mm。

6、照明

燈具要選用淨化燈具，能達到便於清洗、不積塵的特點。

在建設的過程中應注意

●規範的安裝流程和全面的服務流程。 

●嚴格按照規範科學設計的安裝流程。

●安裝前需要確定以下安裝條件，如：電源電壓，電源進線位置，電話網絡線進線位置，進水水壓，最小安裝空間，地面平整度，通風孔、進水管和下水管的位置等，理想狀態的空間尺寸和通風口尺寸。

PCR實驗室設計要點

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，通常應經過試劑配製、樣品處理、核酸擴增及產物分析四個實驗過程，若實驗工藝需要，還應增加樣品粉碎過程。

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。對於這種布置形式的PCR實驗室，由於各個實驗之間不易相互幹擾，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，組成獨立實驗區域的形式。對於組合形式PCR實驗室，由於各個實驗間集中布置，容易造成相互幹擾，因此，對總體布局以及屏障系統具有一定的要求。各室在入口處設緩衝間，以減少室內外空氣交換。

湖北特爾諾實驗室對PCR實驗室建設一些經驗分享：

試劑配製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，造成汙染；

可以通過控制進風風量大於排風風量達到正壓效果。

核酸擴增室及產物分析室應呈微負壓，以防含核酸的氣溶膠擴散出去汙染試劑與樣品，可以通過控制排風風量大於進風風量達到負壓效果。 

在理想情況下，PCR實驗室緩衝間內，可設置正壓，使室內空氣不流向室外，室外空氣不流向室內。 PCR實驗室進風由原有中央空調控制，要求將中央空調風口安裝到指定定點，且高度為地面鋪裝好後2600mm處。

如果使用螢光PCR儀，擴增室和產物分析室可以合併。

若房間進深允許，可設PCR內部專用走廊。需要指出的是在減少室內外空氣交換方面，緩衝間比專用走廊更有意義。

各個區域之間應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幹擾，防止核酸氣溶膠對實驗過程造成汙染產生假性結果。

實驗室的牆體，包括頂棚，應結構牢固、氣密性好；所有陰角宜採用圓弧形線條過渡；牆體內壁光潔、不吸附、耐腐蝕、易清洗消毒；地面材料應滿足無縫隙、無滲漏、光潔、耐腐蝕的要求。

PCR實驗室主要設備

試劑準備區 

儀器設備主要有冰箱、超淨臺、加樣器、混勻器、天平和離心機等，加樣器、天平除了要專用外，還應有定期校準。   試劑分裝應在超淨臺中進行  擴增反應混合液應使用分子生物學級的，試劑製備好後應有質檢：一是否有汙染、二是檢測試劑的擴增效果。

標本製備區 

儀器設備主要有生物安全櫃、加樣器、離心機、溫育儀、混勻器等  

擴增區 

擴增區的主要儀器是核酸擴增儀、超淨臺、微量加樣器、離心機、可移動紫外燈。擴增儀需進行校準。並配備UPS電源，以防止由於電壓的波動，停電對擴增效果的影響。

分析區 

本區所使用的儀器設備有酶標儀、洗板機、加樣器和水浴箱等 潔淨實驗區的緩衝間部分面積不能超過主實驗室的八分之一,這是有規定的。 

一些瑣碎的、不可忽略的實驗室設計

1.實驗室空調通風系統設計及壓力控制 

PCR實驗室並沒有嚴格的淨化要求，但是為避免各個實驗區域間交叉汙染的可能性，宜採用全送全排的氣流組織形式。同時，要嚴格控制送、排風的比例以保證各實驗區的壓力要求。

2.汙染的預防與控制  

PCR實驗室設計的核心問題是如何避免汙染。在實際工作中，常見的有以下幾種汙染類型：擴增產物的汙染；天然基因組DNA的汙染；試劑的汙染以及標本間的汙染。由於一旦發生汙染，實驗就必須停止，直到找到汙染源為止，而且實驗結果必須作廢，需重新進行實驗。所以發生汙染後再圍繞實驗室來尋找汙染源不但耗時而且繁瑣，浪費人力物力。因此要避免汙染，首先應是預防，而不是排除。

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。與實驗無關的人員不得隨意進出實驗室，有條件的情況下要設置獨立的通道和進出整個實驗區的門； 

（2）儘量減少在實驗區內不必要的走動以減少交叉汙染的可能性。 

（3）擴增產物分析區是最主要的擴增產物汙染來源，廢液不能在實驗室中傾倒，必須經消毒液浸泡消毒後在遠離實驗室的地方棄掉，用過的吸頭等一次性材料也應經消毒液浸泡消毒後統一處理，如焚燒等； 

（4）擴增產物分析區可能會用到某些可致基因突變和有毒物質，應特別注意實驗人員的安全防護。完備的實驗室配套設施是保證實驗工作的必要條件，應根據各個實驗室實驗內容的不同配備相應的設備和儀器，如超淨工作檯、離心機、加樣器等。

關於湖北特爾諾實驗室

湖北特爾諾實驗室承接各類實驗室整體建設，15年實驗室行業解決方案經驗，做過上百個行業的實驗室建設：化學實驗室設計　物理實驗室設計　研發實驗室設計　PCR實驗室設計　微生物實驗室設計　醫學實驗室設計BSL-2實驗室設計　醫藥實驗室設計　分子生物實驗室設計　食品檢測實驗室設計　藥品檢驗實驗室設計　細胞實驗室設計　動物房實驗室設計　石油化工實驗室設計　環境監測實驗室設計　公安系統實驗室設計　科研院校實驗室設計　疾控中心實驗室設計　檢驗檢疫實驗室設計　農產品檢驗實驗室設計　出入境檢驗科實驗室設計　水質檢驗實驗室設計　綠色生態實驗室設計　工廠實驗室設計　潔淨實驗室設計　智能實驗室設計　可移動模塊實驗室設計 

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供稿：湖北特爾諾實驗室

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