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PCR是分子生物學研究和實驗的常規(guī)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(yī)物證,動、植物檢疫,動物及其衍生產(chǎn)品檢測,動物飼料、化妝品、食品衛(wèi)生檢測,轉(zhuǎn)基因作物與轉(zhuǎn)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(qū)規(guī)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(jīng)過試劑配制、樣品處理、核酸擴增及產(chǎn)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(qū)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(tǒng)具有一定的要求。各室在入口處設緩沖間,以減少室內(nèi)外空氣交換。
二、CEIDI西遞 PCR基因擴增實驗室設計裝修經(jīng)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(chǎn)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(nèi),可設置正壓,使室內(nèi)空氣不流向室外,室外空氣不流向室內(nèi)。PCR實驗室進風由原有中央空調(diào)控制,要求將中央空調(diào)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(chǎn)物分析室可以合并。若房間進深允許,可設PCR內(nèi)部專用走廊。需要指出的是在減少室內(nèi)外空氣交換方面,緩沖間比專用走廊更有意義。
5. 各個區(qū)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(chǎn)生假性結(jié)果。
6. 實驗室的墻體,包括頂棚,應結(jié)構牢固、氣密性好;所有陰角宜采用圓弧形線條過渡;墻體內(nèi)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(yè)性的設計裝修項目,西遞發(fā)現(xiàn)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(zhì)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(qū)
1. PCR實驗室的設計通常有四大分區(qū):試劑儲存和準備區(qū)、標本制備區(qū)、核算擴增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū)。這四個分區(qū)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(qū)域無論在空間上還是在使用中,應處于分隔狀態(tài),不能有空氣的直接相通。
2. PCR實驗室的功能區(qū)分布:
① PCR的用房分區(qū)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(qū);4個基本分區(qū)可根據(jù)需要進行遞增/減。如下為PCR實驗室功能分區(qū)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(qū)域應嚴格按照單一方向進行,即:試劑儲存和準備區(qū)——標本制備區(qū)——核算擴增區(qū)——產(chǎn)物分析區(qū)
3. PCR實驗室功能區(qū)的壓力控制:
① 壓力梯度在10Pa及以上
② 兩種控制方式:系統(tǒng)控制和排風功率變化。系統(tǒng)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(qū):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(zhì)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(qū):
②標本制備區(qū):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(qū)
③擴增區(qū):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(qū):
④分析區(qū):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(qū)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(guī)定的。如下為PCR實驗室擴增產(chǎn)物分析區(qū)
六、PCR基因擴增實驗室裝修工程的通風系統(tǒng)、壓力控制、污染預防、安裝條件
1.實驗室空調(diào)通風系統(tǒng)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(qū)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(qū)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(chǎn)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(fā)生污染,實驗就必須停止,直到找到污染源為止,而且實驗結(jié)果必須作廢,需重新進行實驗。所以發(fā)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(guī)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(wǎng)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(tài)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
CEIDI西遞,專業(yè)提供千級至三十萬級標準潔凈工程的設計、施工安裝一站式服務,以高質(zhì)量的工程建設和服務品質(zhì),承建了國內(nèi)數(shù)百家企業(yè)的凈化室車間、無塵廠房、潔凈實驗室工程。擁有國家設計與施工二級資質(zhì)、凈化工程設計與施工一級資質(zhì)環(huán)保一級資質(zhì)、機電安裝三級資質(zhì)、鋼結(jié)構三級資質(zhì)、環(huán)保三級資質(zhì)。西遞過往PCR基因擴增實驗室建設案例如——上海方達醫(yī)藥研發(fā)GMP實驗室裝修工程。
2019年1月8日,CEIDI西遞與方達醫(yī)藥完成設計簽約,2019年1月30日完成施工簽約,并于2019年年初動工,全面開展位于軍事醫(yī)學科學院張江研發(fā)中心的Lab+Office裝修項目(上海市浦東新區(qū)張衡路1227號一、二樓實驗室)。方達醫(yī)藥是全方位一體化的醫(yī)藥研發(fā)合同研究組織(CRO),于2006年增設方達醫(yī)藥技術(上海)有限公司,是中國按照美國FDA標準建立和運營的GLP實驗室。