PCR基因擴增實驗室裝修設計解決方案-生命科學

PCR是分子生物學研究和實驗的常規方法，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、親子鑒定及法醫物證，動、植物檢疫，動物及其衍生產品檢測，動物飼料、化妝品、食品衛生檢測，轉基因作物與轉基因微生物檢測等。PCR實驗室即基因擴增實驗室，PCR實驗室的分區規劃怎么做？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，通常應經過試劑配制、樣品處理、核酸擴增及產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具有一定的要求。各室在入口處設緩沖間，以減少室內外空氣交換。

二、CEIDI西遞 PCR基因擴增實驗室設計裝修經驗補充

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，可設置正壓，使室內空氣不流向室外，室外空氣不流向室內。PCR實驗室進風由原有中央空調控制，要求將中央空調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，擴增室和產物分析室可以合并。若房間進深允許，可設PCR內部專用走廊。需要指出的是在減少室內外空氣交換方面，緩沖間比專用走廊更有意義。

5. 各個區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生假性結果。

6. 實驗室的墻體，包括頂棚，應結構牢固、氣密性好；所有陰角宜采用圓弧形線條過渡；墻體內壁光潔、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性的設計裝修項目，西遞發現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

1. PCR實驗室的設計通常有四大分區：試劑儲存和準備區、標本制備區、核算擴增區、產物分析區。這四個分區原本就不需要連接在一起，且在物理空間上必須是獨立的，各區域無論在空間上還是在使用中，應處于分隔狀態，不能有空氣的直接相通。

2. PCR實驗室的功能區分布：

① PCR的用房分區可分散布置，可集中布置；集中布置的分布原則是依次排列、獨立分區；4個基本分區可根據需要進行遞增/減。如下為PCR實驗室功能分區的常見布局

② 建筑上，緩沖間是阻隔空氣交換的首要措施

③ 進入工作區域應嚴格按照單一方向進行，即：試劑儲存和準備區——標本制備區——核算擴增區——產物分析區

3. PCR實驗室功能區的壓力控制：

① 壓力梯度在10Pa及以上

② 兩種控制方式：系統控制和排風功率變化。系統控制即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：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：

②標本制備區：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

③擴增區：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：

④分析區：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,這是有規定的。如下為PCR實驗室擴增產物分析區

六、PCR基因擴增實驗室裝修工程的通風系統、壓力控制、污染預防、安裝條件

1.實驗室空調通風系統設計及壓力控制：

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。由于一旦發生污染，實驗就必須停止，直到找到污染源為止，而且實驗結果必須作廢，需重新進行實驗。所以發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，以高質量的工程建設和服務品質，承建了國內數百家企業的凈化室車間、無塵廠房、潔凈實驗室工程。擁有國家設計與施工二級資質、凈化工程設計與施工一級資質環保一級資質、機電安裝三級資質、鋼結構三級資質、環保三級資質。西遞過往PCR基因擴增實驗室建設案例如——上海方達醫藥研發GMP實驗室裝修工程。

2019年1月8日，CEIDI西遞與方達醫藥完成設計簽約，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學科學院張江研發中心的Lab+Office裝修項目（上海市浦東新區張衡路1227號一、二樓實驗室）。方達醫藥是全方位一體化的醫藥研發合同研究組織（CRO），于2006年增設方達醫藥技術（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。