PCR基因擴增實驗室裝修設計解決方案-生命科學

來源：上海西遞實業有限公司發布時間：2020-01-03

PCR是分子生物學研究和實驗的常規方法，廣泛應用于生物學各個領域，例如:艾滋病檢測、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的檢測和診斷，DNA指紋、個體識別、親子鑒定及法醫物證，動、植物檢疫，動物及其衍生產品檢測，動物飼料、化妝品、食品衛生檢測，轉基因作物與轉基因微生物檢測等。PCR實驗室即基因擴增實驗室，PCR實驗室的分區規劃怎么做？PCR實驗室的建設設計要點有哪些？PCR實驗室必須是單向走廊嗎？走廊和傳遞窗是不是標配？就以上PCR實驗室相關問題，上海CEIDI西遞做了相關資料整理如下：

一、PCR基因擴增實驗室建設設計要點

1. PCR基因擴增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，通常應經過試劑配制、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。

①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實驗室建設設計，由于各個實驗之間不易相互干擾，因此無需特殊條件要求。

②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。對于組合形式PCR實驗室的建設設計，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具有一定的要求。各室在入口處設緩沖間，以減少室內外空氣交換。

二、CEIDI西遞 PCR基因擴增實驗室設計裝修經驗補充

①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；可以通過控制進風風量大于排風風量達到正壓效果。

②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污染試劑與樣品，可以通過控制排風風量大于進風風量達到負壓效果。

③在理想情況下，PCR實驗室緩沖間內，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位置，且高度為地面鋪裝好后2600mm處。

④如果使用熒光PCR儀，擴增室和產物分析室可以合并。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，緩沖間比專用走廊更有意義。

5. 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干擾，防止核酸氣溶膠對實驗過程造成污染產生假性結果。

6. 實驗室的墻體，包括頂棚，應結構牢固、氣密性好；所有陰角宜采用圓弧形線條過渡；墻體內壁光潔、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。

三、PCR基因擴增實驗室設計裝修必須是單向走廊嗎？走廊和傳遞窗是標配嗎？

PCR實驗室裝修設計是一個考驗專業性的設計裝修項目，西遞發現許多公司在進行設計時喜歡誰設置PCR走廊，但其實PCR走廊對于實驗室裝修設計來說并不是標配，尤其在建筑進深不夠的時候千萬不要硬做PCR走廊。（PCR實驗室裝修必須是單向走廊嗎？）且PCR走廊會增加交叉污染，如下即為錯誤范例：

傳遞窗的本質則同緩沖間，是物流的緩沖間。傳遞窗并非必須設置，但一般實驗機構和實驗人員為便于操作都喜歡設傳遞窗，其實只要不涉及潔污分流就不需要設傳遞窗，如下圖某實驗建設單位設置的傳遞窗。

四、PCR實驗室的功能分區

1. PCR實驗室的設計通常有四大分區：試劑儲存和準備區、標本制備區、核算擴增區、產物分析區。這四個分區原本就不需要連接在一起，且在物理空間上必須是獨立的，各區域無論在空間上還是在使用中，應處于分隔狀態，不能有空氣的直接相通。

2. PCR實驗室的功能區分布：

① PCR的用房分區可分散布置，可集中布置；集中布置的分布原則是依次排列、獨立分區；4個基本分區可根據需要進行遞增/減。如下為PCR實驗室功能分區的常見布局

② 建筑上，緩沖間是阻隔空氣交換的首要措施

③ 進入工作區域應嚴格按照單一方向進行，即：試劑儲存和準備區——標本制備區——核算擴增區——產物分析區

3. PCR實驗室功能區的壓力控制：

① 壓力梯度在10Pa及以上

② 兩種控制方式：系統控制和排風功率變化。系統控制即4個房間的壓力控制應同時啟停；排風控制即排風管道應分支，否則實驗室停運時風流倒灌，造成污染。

五、PCR基因擴增實驗室的主要設備

①試劑準備區：儀器設備主要有冰箱、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，還應有定期校準。試劑分裝應在超凈臺中進行，擴增反應混合液應使用分子生物學級的，試劑制備好后應有質檢：一是否有污染、二是檢測試劑的擴增效果。如下為PCR實驗室的試劑準備和儲存區：

②標本制備區：儀器設備主要有生物安全柜、加樣器、離心機、溫育儀、混勻器等。如下為PCR實驗室的標本制備區

③擴增區：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。如下為PCR實驗室擴增反映混合物配制和擴增區：

④分析區：主要儀器設備有酶標儀、洗板機、加樣器和水浴箱等潔凈實驗區的緩沖間部分面積不能超過主實驗室的八分之一,這是有規定的。如下為PCR實驗室擴增產物分析區

六、PCR基因擴增實驗室裝修工程的通風系統、壓力控制、污染預防、安裝條件

1.實驗室空調通風系統設計及壓力控制：

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、排風的比例以保證各實驗區的壓力要求。

2.污染的預防與控制：

PCR實驗室設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。由于一旦發生污染，實驗就必須停止，直到找到污染源為止，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，首先應是預防，而不是排除。

3. 嚴格按照規范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，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。

七、CEIDI西遞PCR基因擴增實驗室建設案例