PCR實驗（yàn）室平麵布局、通風空調係統設計要點

一、PCR實（shí）驗室平麵布局設計要點分析
（一（yī））平麵功能分區要點分析
根（gēn）據《臨床基因擴增檢驗實驗室基本設置標準》1.1條的要求，PCR實驗室一般由試（shì）劑儲備區、標本製備區、擴增區、擴（kuò）增分析區4個區域組成。
PCR實驗（yàn）室區域的設置並不是一成（chéng）不變的，以下幾種情況需要說（shuō）明：
1、如果樣本（běn）在擴增之前需要粉（fěn）碎處理，則（zé）需要增加一個（gè）區域用於樣品的粉碎；
2、如（rú）果采（cǎi）用實時熒光PCR法，則擴（kuò）增區和分析區可以合並為一個區；
3、如果采用全自動（dòng）化（huà）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（qū）。
以4個區域的實驗（yàn）室設置（zhì）進行設計要點分析，如下圖所示：

（二）實驗室功能（néng）與設備設計要點分析
1、試劑儲備區
該（gāi）區域主要完成試劑和主反應混（hún）合液的儲存、配製和封（fēng）裝工作。所有運送到（dào）該區域的試劑和材料不應經過（guò）其他區域，試劑和原材料應在本（běn）區內儲存和製備。本區域的氣壓應相對外界（jiè）保持正壓。該區域的設備主要是冰箱、天平、混（hún）勻器、低速離心機、加樣器、可（kě）移動紫外燈等。由於該區（qū）域有（yǒu）多（duō）種試（shì）劑，所以（yǐ）“安全”應是平麵設計首要（yào）考慮因素，平麵設計時應保持通風流暢、逃生暢通（tōng）。首先，實驗台（tái）布置在房間的兩側，中間的過道全部通向走廊便於疏散。同時根據人體（tǐ）工程學的標準，實驗台與實驗台通道（dào）設計為1500mm，中間的通道可滿足兩邊坐（zuò）人中間過人的要求。
2、標本製備區
該區域的功能是樣本的（de）保存、核酸提取和貯存、樣本加入擴增反應（yīng）管和測定DNA的（de）合（hé）成。樣本應直接運送至該區並儲存在本區內，不得經過其他區域。對於氣流壓力的控製，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，本區應對外界保持負壓;同時本（běn）區相對於擴增反（fǎn）應混合物配（pèi）製和擴增（zēng）區以（yǐ）及擴增產物分析（xī）區為（wéi）正壓，以避免從鄰近區進入本區的氣溶膠汙染。
該（gāi）區域的設備主要是生物安全櫃、加樣（yàng）器、台式高速離心機、台式低速離心機、水浴鍋、冰箱、混勻器（qì）和可移（yí）動紫外燈等。其中需要注意的是（shì），生物安全櫃盡量選用（yòng）B2型，這（zhè）種（zhǒng）生物安全櫃所有的吸入（rù）氣流和垂直氣流（liú）都經過高效過濾器過濾後排到室外，不再進入生物安全櫃循環或者返回該（gāi）區域，這（zhè）種生物安（ān）全櫃可（kě）避免提取核酸在（zài）櫃內反複循環，造成標（biāo）本之間交叉“汙染”，出現假陽性結果。
3、擴增區
該區（qū）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)製備成反應混合液和已製備的DNA模（mó）板(來自標本製備區)的加入等也可在本區（qū）內進行。對於氣流壓力的控製，相對於鄰近區域為負壓，以避（bì）免氣溶（róng）膠從本區漏出（chū）。為避免氣溶膠所致的汙染，應盡量減少在（zài）本區內不必要的走動。個別操作如加（jiā）樣等應在超淨台內進行。
該（gāi）區域的設（shè）備主要是核酸擴增熱循環儀、加樣器、超淨台等。其中熱循環儀的電源應，並配備一個穩壓電源或UPS，以防（fáng）止由於電壓的波動對擴增測定的影響。
4、分析區
該區域的功能是（shì）擴增產物的分析。該區域（yù）可能會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安全防（fáng）護。對於氣流壓力的控（kòng）製，該（gāi）區域是PCR實（shí）驗的後（hòu）一步，壓力低，相對於鄰近區（qū）域為負壓，以避免氣溶膠從本（běn）區漏出（chū）。為避免氣溶膠所致的汙染，應（yīng）盡量（liàng）減少在本區內的不必要（yào）的走動。
該區域的設備主要是加樣器、電泳儀(槽)、電（diàn）轉印儀、雜交爐或雜交箱、水浴箱、DNA測序儀、酶標儀和洗板（bǎn）機（jī）等。
（三）人流與物料流線（xiàn）設計要點分析
進入實驗室區域（yù）工作人（rén）員應該按照以下路徑：
走道→緩衝間→實驗區（qū）
工（gōng）作人員（yuán）退出實驗（yàn）室的路徑為：
實驗區（qū）→緩衝間（jiān）→走道
進入（rù）各個（gè）區域必須嚴格按照單（dān）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)。工作人員離開時，不得將工（gōng）作（zuò）服帶出（chū）。這種人員的單向流動可以降（jiàng）低因人員的流動帶來的交叉汙染風險（xiǎn）。所有（yǒu）的物品（pǐn）進入實（shí）驗區必須經過雙扉互鎖傳遞窗，利用傳遞（dì）窗消毒後才可進入，實驗室內所有物品也必（bì）須經過（guò）傳遞窗才可以傳遞到實驗室以外的清潔公共區。這種物品有組織的單向流動可以降低物品的差錯（cuò）和混淆的（de）風險。
二、PCR實驗（yàn）室通風空調係統設計要點分析
（一）溫濕度需求分（fèn）析
不同於血液製品、疫苗等有低溫低濕潔淨區域的需求(如2～8℃，≤35%，C級/D級)，PCR實驗室一般來說對溫濕度沒有（yǒu）嚴格要求，考慮實（shí）驗人員的人體舒適性（xìng），環境溫濕度的設計參數控製在以下所示的範圍內：
溫度：冬季（jì）18～24℃，夏季（jì）25～28℃。
濕度：冬季無要求，夏季40%～70%。
（二）空氣過濾及氣流組織分析
由於PCR實驗室在加樣操作過程中可（kě）能產生氣溶膠，為避免氣溶膠（jiāo）擴（kuò）散（sàn）出去對外界（jiè）造（zào）成汙（wū）染，同時（shí）為了避免各房間之間通過風管（guǎn）係統交叉汙染，實驗室建議采用全新風（fēng）係統。新風經熱濕處理及三級(初效（xiào）+中效+高效/亞高效)過濾後送入室內，各房間排風口單獨設置高效或亞（yà）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，緩衝間6～8次/h)計算得出房間送風量，然後根據（jù）縫隙法（fǎ）得（dé）出房間排風量；當房間（jiān）有工藝設備(如生物安全櫃)排風時（shí），比較設備排風量與滿足換氣次（cì）數所需送風（fēng）量，取兩者之間的較大值(一般情況下，設備排風量較大)，然後可根據縫隙法得出房間送風量。根據以上計算風量（liàng）為設計依據，由此可（kě）對新風機組、排風機組及附屬的風管風口進行選型和計算。
氣流組織上，PCR實驗室空調係（xì）統通常采用上送下排式的非單向流送風方（fāng）式。房間上部送風口盡量均（jun1）勻布置，且與生（shēng）物安全櫃操（cāo）作麵或其他有氣溶膠操作地點的正上方保持一定距離;房間下部利用室內排風夾（jiá）道上設置的排風口排風，排風口底部（bù）距地麵0.1m，排風夾道需設置於室內被汙染（rǎn）風險高的區域，排風口前麵不應有（yǒu）障礙物遮擋。
（三）壓力需求及控製分析
根（gēn）據實驗流程，PCR實驗室一般設有試劑儲（chǔ）存和試劑準備區、標本（běn）製備區、擴增反應混合物配（pèi）製和擴增區（qū）、擴增產物分析區等4個區域（yù），每個區（qū）域均設置有獨立的緩（huǎn）衝間。
根據（jù）《臨床基因擴增檢驗實驗室工作（zuò）規範》，為滿足潔汙分流和（hé）防止交叉感染等要求，PCR實驗室空氣流向需遵循單一方向進行，即隻能從試劑儲存和試劑準備（bèi）區→標（biāo）本製備區→擴增反應混合物配製（zhì）和擴增區→擴增產物分析（xī）區進行，PCR實驗室通風空調設（shè）計要（yào）點（diǎn）即（jí）在於此：通過對房（fáng）間的送回(排)風量進行控製，使（shǐ）房間按照工藝設計要（yào）求建立相應的壓力梯度（dù），從而防止汙染物的進入或擴散。另外，PCR實驗室內通常有（yǒu）生物安全櫃、通風櫃（guì）等生產設備，這類設備排風量大且使用時間有（yǒu）間隔性，並不與空調（diào）係統運行（háng）時間一致，這就導致有這些設備（bèi）的房間在設備啟停的時候很容易失壓，原本正（zhèng）常（cháng）的壓力梯度瞬間就破壞（huài）了。這正是PCR實驗室空調（diào）係統（tǒng）設計的難點所在。
（四）典型空調原理圖分析

PCR實驗室全空氣新風係統控製說明：
1、溫濕度（dù）控製
夏季：調（diào）節表冷（lěng）盤管動態壓（yā）差平衡調節閥的開度以控製室內溫濕度，濕度優先。當為了調節室內（nèi）濕度而造成溫度過低時，開啟加熱（rè）盤（pán）管以控（kòng）製室內溫（wēn）度。
冬季：調節加熱（rè）盤（pán）管動態壓差平衡（héng）電（diàn）動調節閥的開（kāi）度以控製室內溫度，調節加濕器的開度以控製濕度。
2、壓力及變頻控製
在空調係統各房間送風支管上設置壓力無關型定風量閥，無工藝設備排風房間的排（pái）風支管上設置壓力無（wú）關型定風量閥，從而恒定（dìng）房間的（de）風量以控製房間壓力；在有工藝設備排風房間的排風支管上設變風量閥，根據房間內壓差動作，以控（kòng）製房間壓力。需（xū）排風的工藝設（shè）備(如生物安（ān）全櫃)排風支管上（shàng）設變風量閥，根據設備開啟度調節設備排風量（liàng）。根據重要房間送風管上定風量閥前後壓差調節送（sòng）風機變頻器，保持壓差恒定值。此恒定值須由現場（chǎng）實調確認，以保證（zhèng）所有定風量閥正常工作為準。
由以上原理圖可知（zhī），PCR實（shí）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（fù）壓環境以（yǐ）保證設備正常運行使用，這就要求係統采用的變風量閥有快速的反應能力。根據相關實驗證明，當生物安（ān）全櫃變風量閥響應時間（jiān）≤1s且房（fáng）間排風支管變風量閥響應時間≤3s時，不會對生物安全櫃（guì）內的（de）負壓環境產生影響。同時，為了防止實（shí）驗室房間（jiān）開關門的瞬間失壓導致房間壓差為零（líng），房間各定、變風量閥應預設風量偏移限製（zhì），以避免房間失（shī）壓時引起送風量過小的情況發生。