PCR實驗室平麵布局、通風空調係統設計要點（diǎn）

一、PCR實驗室平麵布局設計（jì）要點分析
（一）平麵功能分區要點分析
根據《臨床基因擴增檢驗實驗室基本設（shè）置標準》1.1條的要求，PCR實驗室一般由試劑儲備區、標本製備區、擴增區、擴增分析區4個區域組成。
PCR實驗室區域的設置並不是一（yī）成不變的，以下幾種情況需要說明：
1、如果樣本（běn）在擴增之前需要（yào）粉碎處（chù）理，則需要增加一（yī）個區域用於樣品的粉碎；
2、如果采用實時熒光PCR法，則擴增（zēng）區和分析區可以合並為（wéi）一個區；
3、如果采用全自動化PCR分析儀，則標本製備區、擴增區和分析區可以合並為一個區。
以4個區域的實驗（yàn）室設置進行設計要點（diǎn）分析，如下圖所示：

（二）實驗（yàn）室功能與設備設計要（yào）點分析
1、試劑儲備區
該區域主要完成試劑和主反應混合液的儲存（cún）、配（pèi）製和封裝工作。所有運送到該區域的試（shì）劑和材料不應經過其他區域，試劑和原材料應在本區（qū）內儲存和製備。本區域的氣壓應相對外界保持正壓（yā）。該區域的設備主要是冰箱（xiāng）、天平、混（hún）勻器、低速離心（xīn）機、加樣器、可移動紫外（wài）燈等。由於（yú）該區域有多種試劑，所以“安全”應是平麵設計首要考慮因素，平麵設計（jì）時應保持（chí）通風流暢、逃生暢通。首先，實驗台布置在房間的兩側，中間（jiān）的過道全部通向走廊便於疏散。同時根據人體工程學的標準，實驗台與實驗台通道設計為1500mm，中（zhōng）間的通道可滿足兩邊坐人中間過人的要（yào）求（qiú）。
2、標本製備區
該區域（yù）的功能是樣（yàng）本的保存、核酸提取和貯存、樣本加入擴增（zēng）反應管和測定DNA的合成（chéng）。樣（yàng）本應（yīng）直接運送（sòng）至（zhì）該區並儲存在本（běn）區內，不得經過其他區域。對於氣（qì）流壓力的控製，由於在本區內加樣操作可能產生氣溶膠，為（wéi）避免氣溶膠擴散出去對外界造成汙染，本區（qū）應對（duì）外界保持負壓;同時本區相對於擴增反應混合物配製和擴增區以及擴增產（chǎn）物分析區為正壓，以避免（miǎn）從鄰近區進入本區的氣溶（róng）膠汙染。
該區域的設備主（zhǔ）要是生物安全櫃、加樣器、台（tái）式高速離心機、台式低速（sù）離心機、水浴（yù）鍋、冰箱、混勻器和可移動紫外燈等（děng）。其中需要（yào）注意的是，生物安全櫃（guì）盡量選用B2型，這種生物安全櫃所有的吸入氣（qì）流和垂直氣流（liú）都經過高效過濾器過濾後（hòu）排到（dào）室外，不再進入生物安全（quán）櫃（guì）循環或者返回該區域，這種生物安全櫃可避免提取（qǔ）核酸在櫃內反複循環，造成標本之間交叉“汙染”，出現假陽性結果。
3、擴（kuò）增區
該區域的功能是DNA擴增和擴增片段的測定。此外，反應混合液(來自試劑貯存和製備區)製備成反應混（hún）合液和已製備的DNA模板(來自標本製備區)的加入等也可在本區內進行。對於氣流壓力的控製，相對於鄰（lín）近區域為負壓，以避免氣溶膠從本區漏出。為避免（miǎn）氣溶膠（jiāo）所致的汙染，應（yīng）盡量減少在本（běn）區內不必要的走動。個別操作如加樣等（děng）應在超淨（jìng）台（tái）內進行。
該區域的設備主要是核（hé）酸擴增（zēng）熱循環儀、加樣（yàng）器、超淨（jìng）台等（děng）。其（qí）中熱循環儀（yí）的電源應，並配備一個穩壓電源或UPS，以防止由於電壓的（de）波（bō）動對擴增（zēng）測定的影響。
4、分析區
該區域的（de）功能是擴（kuò）增產物的分析。該（gāi）區域（yù）可能（néng）會（huì）用到某些可致基因突變的有毒物質，應特別注意實驗人員的（de）安全（quán）防護。對（duì）於氣流壓力的控製，該區域是PCR實驗的後（hòu）一（yī）步（bù），壓力低（dī），相對於鄰（lín）近區（qū）域為負壓，以避免氣溶膠（jiāo）從本區漏出。為（wéi）避免氣溶膠所致的（de）汙染，應盡量減少在本區內的不必（bì）要的走動。
該區域的設備主要是加樣器、電（diàn）泳儀(槽)、電（diàn）轉印儀、雜交爐或雜交箱、水浴（yù）箱（xiāng）、DNA測序儀、酶標儀和洗板機等。
（三）人流與物料流線（xiàn）設計要（yào）點分析
進入實驗室區域工作人員應該按照以（yǐ）下路徑：
走（zǒu）道→緩衝間→實驗區
工作人員退出實驗室（shì）的路徑為：
實（shí）驗區→緩衝間→走道
進入各個區（qū）域必須嚴格按照單（dān）一方向（xiàng）進行，不同的工作區域使用不同的工作服(例如不同（tóng）的顏色)。工作（zuò）人員離開時，不得將工作服帶出。這種人員的單向流動可以降低因人員的流動帶（dài）來的交叉汙染風險。所有的物品進入實驗區必須經（jīng）過雙扉互鎖傳遞窗，利（lì）用傳遞窗消毒後才可（kě）進入，實驗室內所有物（wù）品也（yě）必須經過傳遞窗才可以傳遞（dì）到實驗室（shì）以外的清潔公共（gòng）區。這（zhè）種物品有組織（zhī）的單向流（liú）動可以降低物品（pǐn）的差錯和混淆的風險。
二、PCR實（shí）驗室通風空調（diào）係（xì）統設計要點分析
（一）溫濕度（dù）需求分析
不同於血液製品、疫苗等有低溫低濕（shī）潔淨區域的需求(如2～8℃，≤35%，C級/D級)，PCR實驗室一（yī）般來說對溫濕度沒有嚴格要（yào）求，考慮實驗人員的人體舒適性，環境溫濕度的設計參數控製在以下所示的範（fàn）圍內：
溫度：冬季18～24℃，夏季25～28℃。
濕度：冬季無要求，夏季40%～70%。
（二）空氣過濾及氣流組（zǔ）織分析
由於PCR實驗室在加樣（yàng）操（cāo）作過（guò）程中（zhōng）可能產生氣溶膠，為避免氣溶膠擴散出去對外界造（zào）成汙染，同時為了避免各房間（jiān）之間通過風管係（xì）統交（jiāo）叉汙染，實驗室建議采用全（quán）新風係統。新（xīn）風經熱濕處理及三級(初效（xiào）+中效+高（gāo）效/亞高效)過濾後送入室內，各房間排風口單（dān）獨設置高效或亞高效過濾器。
當房間無工藝設備排風時，可通過換氣次數(工藝操作間換氣次數為12～15次/h，緩衝（chōng）間6～8次/h)計算得出房間送風量（liàng），然後根據縫隙（xì）法（fǎ）得出房間排（pái）風量；當房間有工藝（yì）設備(如生物安全櫃)排風時，比較設（shè）備排風量與滿足換氣次數所需送風（fēng）量，取兩者之（zhī）間的較大值(一般情況下，設備排風量較大（dà）)，然後可根據縫隙法得出房間送風量。根（gēn）據以上計算風量為設計依據，由此可對新風機組、排風機組及附屬的風管風口進（jìn）行選型和計算。
氣流組織（zhī）上，PCR實驗室空調係統通常（cháng）采用上送下（xià）排式的非單向流送風方式。房間（jiān）上部送風口盡量均勻布置，且與生物安全櫃操作麵或其他有氣溶膠操（cāo）作地點的正上方保持一定距離;房間下部利用室內排風（fēng）夾道上設置的排風（fēng）口排風，排風口底部距地麵0.1m，排風夾道（dào）需設置於室內被汙染風險高的區域，排風口前麵不應有障礙物遮擋。
（三）壓力需求及控製分析
根據實（shí）驗流程，PCR實驗室（shì）一般設有試劑儲存和試（shì）劑準備區（qū）、標本（běn）製備區、擴增反應混合物配製和擴增區、擴增產物分析（xī）區等4個區域，每（měi）個區域均設置有獨（dú）立的緩衝間。
根（gēn）據《臨床基因擴（kuò）增檢驗實（shí）驗室工作（zuò）規範》，為（wéi）滿（mǎn）足潔汙分流和防（fáng）止交叉感染等要求，PCR實驗室空氣流向需遵循單一方向進行，即隻（zhī）能從試（shì）劑儲存和試劑準備區→標本製備區→擴增反應混合物（wù）配製（zhì）和擴增區→擴增產物分析區進行，PCR實驗室通風空調設計要點即在於此：通過對房間的送回(排)風量進行控製，使房間按（àn）照工藝設計要求建立相應的壓力梯度，從而防止汙染物的進入或擴散。另外，PCR實（shí）驗室內通（tōng）常有生物安全櫃、通風櫃等生產設備，這類設備排風量大且使用時間有間隔性，並（bìng）不與空調係統運行時間一致，這就導致有這（zhè）些設備的房間在設備啟停的時候很容易失壓，原本正常的壓力梯度瞬間就破壞了。這（zhè）正是PCR實驗室空調係（xì）統設（shè）計的難點所（suǒ）在。
（四）典型空調原（yuán）理圖分析

PCR實驗室全空氣新風係統控製說明：
1、溫濕度控製
夏季：調節表（biǎo）冷盤管動態壓差平衡調（diào）節閥的開度以控製室內溫（wēn）濕度，濕度優先。當為（wéi）了調節室內濕度而造成溫（wēn）度過低時，開啟加熱盤管以控製室內溫度。
冬季：調節加熱盤管（guǎn）動態壓差平衡（héng）電動調節閥的開度以控（kòng）製室內溫度，調節加濕器的開度（dù）以控製濕度。
2、壓力及變頻控製
在空調係統各房間送風（fēng）支管上設置（zhì）壓力無關型定風量（liàng）閥，無工藝設備排風房間的排風支（zhī）管上設置壓力無關型定風量閥，從而恒定房（fáng）間的風量以控製房間壓力；在有工藝設備排風房間的排（pái）風支管上設變風量（liàng）閥，根據房間內壓差動作，以（yǐ）控製房間壓（yā）力（lì）。需（xū）排風的工藝設備(如（rú）生物安全櫃（guì）)排風支管上設（shè）變風（fēng）量閥，根據設備開啟度調（diào）節設（shè）備排風量。根據重要（yào）房間送風管上定風量（liàng）閥前後（hòu）壓差調節送風機變（biàn）頻器，保持壓差恒定值。此恒定值須由現場實（shí）調確認（rèn），以保證所有定風量閥正常工作為準（zhǔn）。
由以上原理圖可知，PCR實驗室壓差控製難點在於有生物安全櫃房間的壓差控製以及維持生物安全櫃負壓（yā）環境以保證（zhèng）設備正常運行（háng）使用，這（zhè）就要（yào）求係統（tǒng）采用的變風量閥有快速的反（fǎn）應能力。根據相關實驗證明，當生物安全櫃變風量閥響應時間≤1s且房間排風支管變風量閥響應時間≤3s時，不會對生物安全櫃內的負壓環境產生影響。同時，為了防止（zhǐ）實驗室房間開關門（mén）的瞬間失壓導致房間壓差為零，房間各定、變風量閥應預設風量偏移限製，以避免房（fáng）間失（shī）壓時引起送風量過小的情況發生。