一、设计要求
根据《病原微生物实验室生物安全管理条例》、《实验室生物安全通用要求》、《生物安全实验室建筑技术规范》等文件,为本方案设计依据。
1、概述
临床基因扩增实验又称PCR实验,是专门用来检验艾滋病、乙型肝炎、禽疫病等病毒感染性疾病的一种检测手段。它可以通过将病毒体内所含的基因进行扩增的方法,测出一些病毒含量不高的感染者体内是否含有特定的病毒。由于该检测方法可以测出普通检验难以检测岀的病毒并具有灵敏度高、特异性高、快捷、对样品要求低等优点,因此被临床医生广为认可,已广泛应用于医院的临床诊断和各防疫检测部的禽疫病诊断。但是,这种实验需要有能保证绝对安全、配置合理的实验室和非常规范的操作为前提。近年来对临床基因扩增检验实验室的建设越来越得到重视,因为它对检测结果的可靠性、准确性和安全性起到至关重要的作用。本设计方案主要从临床基因扩增检验实验室的平面布局,空调通风系统设计、气流控制和污染的防制几个方面对实验室设计中的主要特点进行了阐述。临床基因扩增检验实验室设计的核心问题是如何避免污染。因此,实验室的平面布局、空调通风系统设计、气流控制等都是围绕这个核心问题进行的。下面就对这几个方面分别进说明。
2、PCR实验室平面布局临床基因扩增检验实验室原则上分为四个单独的工作区域:试剂贮存和准备区、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区、扩增产物分析区。为避免交叉污染,进入各个工作区域必须严格遵循单一方向进行,即只能从试剂贮存和准备区→标本制备区→扩增反应混合物配制和扩增区→扩增产物分析区。各实验区之间的试剂及样品传递应通过传递窗进行。
PCR实验室设计方案
3.1试剂存和准备区
3、实验室空调通风系统设计及压力控制PCR实验室并没有严格的净化要求,但是为避免各个实验区域间交叉污染的可能性,宜采用全送全排的气流组织形式。同时,要严格控制送、排风的比例以保证各实验区的压力要求。
该实验区主要进行的操作为贮存试剂的制备、试剂的分装和主反应混合液的制备。试剂和用于标本制作的材料应直接运送至该区,不得经过其他区域。试剂原材料必须贮存在本区内,并在本区内制备成所需的贮存试剂。对与气流压力的控制,本区并没有严格的要求。
3.2标本制备区
该区域主要进行的操作为临床标本的保存、核酸DA提取、贮存及其加入至扩增反应管和测定DA时DNA的合成。本区的压力梯度要求为:相对于邻近区域为正压,以避免从邻近区进入本区的气溶胶污染。另外由于在加样操作中可能会发生气溶胶所致的污染,所以应避免在本区内不必要的走动。
3.3扩增反应混合物配制和扩增区该区域主要进行的操作为DA或CDA扩增。此外,已制备的DNA模板和合成的CDA(来自样本制备区)的加入和主反应混合液(来自试剂贮存和制备区)制备成反应混合液等也可在本区内进行在巢式PCR测定中,通常在第一轮扩增后必须打开反应管,因此巢式扩増有较高的污染危险性,第二次加样必须在本区内进行。本区的压力梯度要求为:相对于邻近区域为负压,以避免气溶胶从本区漏出。为避免气溶胶所致的污染,应尽量减少在本区内的不必要的走动。个别操作如加样等应在超净台内进行。
3.4扩增产物分析区
该区域主要进行的操作为扩增片段的测定。如使用全自动封闭分析仪器检测,此区域可不设。本区是最主要的扩增产物污染来源,因此对本区的压力梯度的要求为:相对于邻近区域为负压,以避免扩增产物从本区扩散至其它区域。
4、污染的预防与控制
PCR实验室设计的核心问题是如何避免污染。在实际工作中,常见的有以下几种污染类型:扩增产物的污染;天然基因組DA的污染;试剂的污染以及标本间的污染。由于一旦发生污染,实验就必须停止,直到找到污染源为止,而且实验结果必须作废,需重新进行实验。所以发生污染后再围绕实验室来寻找污染源不但耗时而且繁琐,浪費人力物力。因此要避免污染,首先应是预防,而不是排除。
4.1工作区域的严格划分
(1)各个实验区域设置合理
(2)各个实验区域要有明显的标记(如醒目的门牌或不同的地面鳜色等),以避免各个不同实验区域设备物品、试剂等发生混淆。
4.2合理的系统设置
(1)合理的空调通风系统设置,尽量釆用全送全排的空调系统;
2)严格的气流压力控制,保证不同的实验区内不同的压力要求。
4.3规范的操作
(1)临床基因扩增检验实验室的技术人员必须进行上岗培训,经培训冾格后才能从事临床基因扩增检验的工作
2)在实验操作过程中,操作者必须戴手套,并经常更换。此外,操作中使用一次性帽子也是一个有效地防止污染的措施;
(3)清洁工作及时、正确。实验工作结朿后,必须立即对本区进行清洁。除常规的消毒液体对表面进行摽拭消毒或紫外线灯的照射消毒外,对一些实验设备还应进行高压消毒处理。
4.4严格的管理
(1)严格控制进出实验室的人员。与实验无关的人员不得随意进出实验室,有条件的情况下要设置独立的通道和进出整个实验区的门
(2)在各个实验区域使用带有明显区别标志的工作服(如不同颜色),当工作人员离开时不得将本区的工作服带至其它区域;
(3)尽量减少在实验区内不必要的走动以减少交叉污染的可能性。
4)扩增产物分析区是最主要的扩增产物污染来源,废液不能在实验室中倾倒,必须经消毒液浸泡消毒后在远离实验室的地方弃掉,用过的吸头等一次性材料也应经消毒液浸泡消毒后统一处理,如焚烧等
5)扩增产物分析区可能会用到某些可致基因突变和有毒物质,应特别注意实验人员的安全防护。
4.5完备的实验室配套设施
完备的实验室配套设施是保证实验工作的必要条件,应根据各个实验室实验内容的不同配备相应的设备和仪器,如超净工作台、离心机、加样器等。
表1.PCR实验室实施设备
序号
|
仪器名称
|
基本技术性能要求
|
数量
|
1
|
实时荧光PCR仪
|
4通道及以上,96孔
|
1
|
2
|
全自动核酸提取仪
|
一次可以提取1-32份标本,30分钟左右完成提取
|
1
|
3
|
生物安全柜
|
A2型
|
2
|
4
|
全自动高压灭菌器
|
|
1
|
5
|
高速台式离心机
|
24孔,2Ml,最高转速12000转/分
|
1
|
6
|
高速台式冷冻离心机
|
24孔,2Ml,最高转速12000转/分
|
1
|
7
|
迷你离心机
|
8-12孔,2Ml,最高转速12000转/分
|
2
|
8
|
迷你离心机
|
8联管和12联管,0.2Ml
|
2
|
9
|
旋涡振荡器
|
|
2
|
10
|
移液器
|
1套5把(0.5-10uL,2-20uL,20-200uL,100-1000uL,10-100uL)
|
4
|
11
|
医用冰箱
|
具有冷藏和冷冻室(250L以上)
|
2
|
12
|
超低温冰箱
|
-70℃,250L以上
|
1
|
13
|
恒温水浴箱
|
20L ,精度±0.5℃
|
1
|
我公司是一家专业从事于实验室前期建筑咨询,系统规划设计、施工、实验室家具设计制作的股份制有限公司。作为实验室建设行业的专业者,我们致力于引进国际上先进的实验室技术,并予以吸收国产化,先后推出了欧式,美式实验台,VAV变风量控制系统,实验室智能化系统,由此获得广大客户的认可。
二、设计方案
1、主体结构
主体为彩钢板、铝合金型材。室内所有阴角、阳角均采用铝合金50内圆角铝,从而解决容易污染、积尘、不易清扫等问题。结构牢固,线条简明,美观大方,密封性好。标准的四个区分隔和气压调节将PCR过程分成试剂准备、标本制备、PCR扩增和产物分析四个独立的实验区。整个区域有一个整体缓冲走廊。每个独立实验区设置有缓冲区,同时各区通过气压调节,使整个PCR实验过程中试剂和标本免受气溶胶的污染并降低扩增产物对人员和环境的污染。可打开缓冲区I,缓冲区Ⅱ和PR扩增区的排风扇往外排气,在实验区的外墙上稻各扇门上都安装有风量可调的回风口,空气通过回风口向室内换气。
序号
|
项目名称
|
建筑面积
|
仪器设备
|
环境要求
|
备注
|
1
|
试剂配制室
|
25~35
|
生物安全柜,离心机,混匀器,移液器,冰箱
|
宜微正压
|
1适用于有一定生物安全隐患的实验;
2实验流向、气流、人流、物流均为单向流
|
2
|
样品处理室
|
20~30
|
生物安全柜,核酸提取仪,离心机,混匀器,移液器,冰箱
|
宜为BSL-2或以上等级实验室
|
3
|
核酸扩增室
|
20~30
|
实时荧光PCR仪,打印机
|
压强不高于样品处理室,局部5级净化
|
4
|
产物分析室
|
20~30
|
电泳仪,凝胶成像系统
|
压强低于核酸扩增室
|
表2.PCR实验室环境要求与设施设备
2、消毒
在四个实验区和四个缓冲区顶部以人及传送窗内音安装有紫外灯,供消毒用。在试剂准备区和标本制备区还设置移动紫外线灯,对实验桌进行局部消毒。
3、机械连锁不锈钢传递窗
4、试剂和标本通过机械连锁不锈钢(不建议使用电子连锁方式)传递窗传递,保证试剂和标本在传递过程中不受污染(人物分流)。
5、地面地面使用PVC卷材地面,基层地面做自流坪处理,整体性好。便于进行清扫,耐腐蚀。
6、照明
灯具要选用净化灯具,能达到便于清洗、不积尘的特点。在建设的过程中应注意:
(1)规范的安装流程和全面的服务流程。
(2)严格按照规范科学设计的安装流程。
(3)安装前需要确定以下安装条件,如:电源电压,电源进线位置,电话网络线进线位置,进水水压,最小安装空间,地面平整度,通风孔、进水管和下水管的位置等,理想状态的空间尺寸和通风口尺寸。