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PCR实验室设计(上篇)

概念介绍


PCR实验室又叫基因扩增实验室。PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称,它是一种分子生物学技术,用于放大特定的DNA片段,可看作生物体外的特殊DNA复制。PCR实验是分子生物学研究和实验的常规方法,其特点是能将微量的DNA大幅增加,PCR广泛应用于生物学各个领域,例如:艾滋病检测、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的检测和诊断,DNA指纹、个体识别、亲子鉴定及法医物证,动、植物检疫,动物及其衍生产品检测,动物饲料、化妆品、食品卫生检测,转基因作物与转基因微生物检测等。



通过DNA基因追踪系统,能迅速掌握患者体内的病毒含量,其精确度高达纳米级别,精确检测乙肝病毒在患者体内存在的数量、是否复制、是否传染、传染性有多强、是否必要服药、肝功能有否异常改变,能及时判断病人最适合使用哪类抗病毒药物、判断药物疗效如何、给临床治疗提供了可靠的检验依据。


建设要点


  • 选址

检验科用房位置及平面布置应符号下列要求:

(1) 应自成一区,微生物学检验应与其他检验分区布置;

(2) 微生物学检验室应设于检验科的尽端。生物安全二级实验室选址与布局BSL-1和BSL-2级实验室在选址和建筑物间距方面并没有特殊要求,也不要求有单独的建筑物,不过BSL-2级实验室在布局上还是强调要与办公用房和其它公共用房隔离,尽量自成一区或设在建筑物的一端,远离公共活动场所,对功能接近的实验室最好集中布局,尽可能减少对其它区域的影响。


  • 建设条件

要开展 PCR 实验,就必须具备一定的必要条件,我国发布了《临床基因扩增检验实验室管理暂行办法》、《临床基因扩增检验实验室基本设置标准》,《临床基因扩增检验实验室工作规范》等文件,对PCR实验室的设置做出了详细的规定。其中,《临床基因扩增检验实验室管理暂行办法》中规定:临床基因扩增检验实验室设立在二级以上医院,所以二级综合医院一般不设 PCR 实验室,三级及以上医院才有PCR实验室。由于PCR实验室的主要作用是保证PCR实验能够顺利进行,所以PCR实验室的空间设计有其固定的模式,几乎所有的PCR实验室都大同小异,并且其规模与医院本身的规模、日门诊量等关系不大。


  • 布局

PCR实验室原则上为试剂储存与准备区、样品制备区、扩增反应混合物配置和扩增区、扩增产物分析区四个单独的工作区域并设有专用走廊,各工作区域应设缓冲间,工作区与缓冲间宜安装连锁装置。不同功能的工作区应是分隔独立的,各工作区有明显的标志,不能直通,如果紧密相连,需安装物品传递窗。前两区为扩增前区,后两区为扩增后区,扩增前区与扩增后区应严格分开。






配置标准


试剂储存和准备区:主要进行试剂的制备、分装和主反应混合液的制备。试剂和用于样品制作的材料应直接运送至该区,不得经过其它区域。试剂原材料必须贮存在本区内,并在本区内制备成所需的试剂。本区主要设备有天平、冰箱、离心机、加样器、振荡器等。

1、2-8℃和-15℃冰箱

2、混匀器

3、微量加样器(覆盖 1-1000ul)

4、移动紫外灯(近工作台面)

5、消耗品:一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理的离心管和加样器吸头(带滤心)

6、专用工作服和工作鞋

7、专用办公用品


样品制备区:主要进行样品的保存、核酸(RNA、DNA)提取、贮存及其加入至扩增反应管和测定DNA的合成。本区主要设备有冰箱、生物安全柜、离心机、加样器、振荡器、恒温水浴等。

1、2-8℃冰箱、 -20℃或-80℃冰箱

2、高速台式冷冻离心机

3、混允器

4、水浴箱或加热模块

5、微量加样器(覆盖 1-1000ul)

6、可移动紫外灯(近工作台面)

7、超净工作台

8、消耗品:一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理的离心管和加样器吸头(带滤心)

9、专用工作服和工作鞋

10、专用办公用品 如需处理大分子 DNA,应具有超声波水浴仪。 


扩增反应混合物配制和扩增区主要进行DNA扩增。此外,已制备的DNA模板 (来自样品制备区)的加入和主反应混合液(来自试剂准备区)制备成反应混合液等也可在本区内进行。本区主要设备有:扩增仪、冰箱、离心机、加样器等。

1、 核酸扩增仪

2、 微量加样器(覆盖 1-1000ul)

3、 可移动紫外灯(近工作台面)

4、 消耗品:一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理的离心管和加样器吸头(带滤心)

5、 专用工作服和工作鞋

6、 专用办公用品


扩增产物分析区:扩增产物的测定。本区主要设备有酶标仪、洗板机、加样器和水浴箱等。视检验方法不同而定。基本仪器设备如下:

1、 微量加样器(覆盖 1-1000ul)

2、 可移动紫外灯(近工作台面)

3、 消耗品:一次性手套、一次性吸水纸、加样器吸头(带滤心)

4、 专用工作服和工作鞋

5、 专用办公用品



院感相关


样品准备区这个区域专门用作样品的准备 , 所有的样品都带进这个区域处理 , 以根据应用的需要提取DNA或RNA。在制备和操作用于核酸提取的试剂时应采取以下预防措施:

  • 实验者在任何时候都应该穿实验服和戴手套 , 手套要经常更换 , 尤其在DNA抽提过程中每一步之间都要更换。实验服要门用于样品准备间 , 并经常清洗。

  • 用于样品处理的工具不能被用作普通分子克隆的工具 , 也不能用于操作靶序列。

  • DNA样品应该用有专门防护或正活塞式加样器 , 以防止在吸取样品时有气溶胶的产生遗留。

  • 最好在实验台上铺设1次性台布 , 用完后丢弃。

  • 实验完毕应打开紫外线灯照射30min以上。


前PCR区此区域是专门用于准备各种反应的区域。预防措施:

  • 如果实验室内部有合成引物或探针的能力 , 则引物的合成和纯化都应在远离 PCR实验室的其它专门区域进行。 

  • 此区域的实验服是专用的 , 不能用于其它区域。

  • 如果是1个人负责全部的实验 , 则实验者不能从此区域重新回到样品准备区 , 而只能从此区域到后PCR区作单方向的移动。


后PCR区此区域是分析样品并解释数据的地方。预防措施:

  • 此区域使用的所有试剂、一次性器材和仪器都必须是专门用于这一目的 , 绝不能用于任何前PCR活动的区域。 

  • 前PCR区与后PCR区应没有试剂和人员的混杂 , 实验者不能从此区域进人到前PCR区。

  • PCR仪如有包括进行污染非敏感型的多种用途 , 折衷的办法是将仪器放在后PCR区 。