PCR實驗是專門用來檢驗新冠疫情病毒、艾滋病、乙型肝炎、禽疫病等病毒感染性疾病的一種檢測手段。

PCR(Polymerase Chain Reaction)即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，又稱無細(xì)胞分子克隆系統(tǒng)或體外酶促基因擴(kuò)增法。是分子生物學(xué)研究和實驗的常規(guī)方法，也是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的實驗技術(shù)。

PCR實驗又稱臨床基因擴(kuò)增實驗，通過將病毒體內(nèi)所含的基因進(jìn)行擴(kuò)增，即將微量的DNA大幅增加，以測出一些病毒含量不高的感染者體內(nèi)是否含有特定的病毒。

PCR實驗室平面布局：

PCR擴(kuò)增檢驗實驗室原則上分為三個單獨的工作區(qū)域：試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增和擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)。為避免交叉污染，進(jìn)入各個工作區(qū)域必須嚴(yán)格遵循單一方向進(jìn)行，即只能從試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)標(biāo)本制備區(qū)擴(kuò)增和擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)。各實驗區(qū)之間的試劑及樣品傳遞應(yīng)通過傳遞窗進(jìn)行。

四個區(qū)域：

平面布局：

布局形式：

分散式：各實驗用房彼此相距較遠(yuǎn)，呈分散布置形式。各實驗之間不易相互干擾。

除各實驗室自身做好防護(hù)，防止外界環(huán)境對實驗造成影響外，其它無特殊條件要求。

組合式：完成PCR四個實驗過程的實驗用房相鄰布置，形成集中、獨立的實驗區(qū)域。

每個實驗室應(yīng)設(shè)置獨立緩沖間、實驗室間應(yīng)設(shè)置帶消毒裝置的傳遞窗。

PCR實驗室的主要功能和設(shè)備配置：

PCR實驗室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計：

PCR實驗室有嚴(yán)格的凈化等級要求，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(yán)格控制送、排風(fēng)的比例以保證各實驗區(qū)的壓力要求。

國家關(guān)于PCR實驗室建設(shè)及管理的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：

《臨床基因擴(kuò)增檢驗實驗室管理暫行辦法》 衛(wèi)生部

《臨床基因擴(kuò)增檢驗實驗室基本設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》

《臨床基因擴(kuò)增檢驗實驗室工作規(guī)范》

《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗實驗室管理辦法》衛(wèi)辦醫(yī)政發(fā) 【2010】194號

《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗實驗室工作導(dǎo)則》

《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》 GB50346-2011

《實驗室生物安全通用要求》GB19489-2008

《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》GB50073—2013

《微生物和生物醫(yī)學(xué)實驗室生物安全通用準(zhǔn)則》WS233-2002 中華人民共和國衛(wèi)生部

《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗實驗室工作導(dǎo)則》：

“對于涉及臨床樣本的操作，應(yīng)符合生物安全二級實驗室防護(hù)設(shè)備、個人防護(hù)和操作規(guī)范的要求。”

《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》GB50346-2011：

《臨床基因擴(kuò)增（PCR）檢驗實驗室規(guī)范》：

標(biāo)本制備區(qū)：“可通過在本區(qū)內(nèi)設(shè)立正壓條件避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染。”

擴(kuò)增區(qū)：“可降低本區(qū)的氣壓以避免氣溶膠從本區(qū)漏出。”

擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)：“采用負(fù)壓條件或減壓情況下(如安裝排風(fēng)扇)可減少擴(kuò)增產(chǎn)物從本區(qū)擴(kuò)散至前面區(qū)域的可能性。”

PCR 實驗室室內(nèi)設(shè)計參數(shù)：

空調(diào)設(shè)計：

空調(diào)負(fù)荷構(gòu)成：圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷，人員負(fù)荷（一般少于常規(guī)），照明負(fù)荷，設(shè)備負(fù)荷（冰箱、儀器設(shè)備），新風(fēng)負(fù)荷（最大組成部分）。

全空氣系統(tǒng)：

三級過濾（初效+中效+高效）；空調(diào)風(fēng)機(jī)變頻，選用運行曲線陡降型；對于設(shè)有生物安全柜的房間設(shè)置獨立的變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng)；全面排風(fēng)與生物安全柜排風(fēng)分開設(shè)置。

凈化風(fēng)機(jī)盤管+變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng)：

凈化風(fēng)機(jī)盤管送、回風(fēng)口可以采用低阻高中效過濾：

超低阻高中效過濾器對大氣菌的過濾效率達(dá)到95%：

全面通風(fēng)：

換氣次數(shù)≥6次/小時；送風(fēng)采用新風(fēng)機(jī)組經(jīng)熱、濕處理及三級（初效+中效+亞高效）過濾后送入室內(nèi)；排風(fēng)口設(shè)置于房間的下部，且在排風(fēng)口設(shè)置高效過濾器

新風(fēng)機(jī)組和排風(fēng)機(jī)均采用變頻機(jī)組，以應(yīng)對工況的改變。

局部排風(fēng)：

生物安全柜，柜口面風(fēng)速≥0.5m/s；采用Ⅱ級B2型生物安全柜；生物安全柜排風(fēng)系統(tǒng)單獨設(shè)置，高空排放，且在排風(fēng)入口設(shè)置高效過濾器，室外排風(fēng)口高于所在建筑物屋面2m以上；

多臺生物安全柜并聯(lián)運行時應(yīng)采用變風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)，其新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)也應(yīng)變風(fēng)量運行。

通風(fēng)設(shè)計：

新、排風(fēng)系統(tǒng)變風(fēng)量運行示意圖：

氣流組織設(shè)計：

為避免交叉污染，PCR實驗室空氣流向必須嚴(yán)格遵循單一方向進(jìn)行，即只能從試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)標(biāo)本制備區(qū)擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)。

氣流組織采用上送下排，送風(fēng)口和排風(fēng)口布置應(yīng)使室內(nèi)氣流停滯的空間降低到最小程度。

在生物安全柜操作面或其他有氣溶膠操作地點的上方附近不得設(shè)送風(fēng)口。

高效過濾器排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在室內(nèi)被污染風(fēng)險最高的區(qū)域，單向布置，不得有障礙。

壓差控制：

縫隙法計算：縫隙法計算實驗室及緩沖間保持一定壓力時，所需要的送風(fēng)量和排風(fēng)量計算公式：

（ASHRAE handbook-HVAC application）

其中：△P-壓差（Pa）；

P-空氣密度，取1.2kg/m3；V-流量，m3/h；

A-根據(jù)縫隙寬度計算的泄漏面積，m2；μ-常數(shù)，取0.72。

壓差控制器控制：

安裝壓差控制器：測量實驗室、緩沖間與參照區(qū)域間的實際壓差，和設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)控制器的PID運算得出偏差值，以此為信號控制送風(fēng)閥的動作，進(jìn)而對房間送風(fēng)量及送/排風(fēng)量差進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而最終控制房間的壓差值。

條件：閉環(huán)控制；變風(fēng)量調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時間小于1S；風(fēng)量平衡相應(yīng)時間小于3S。

空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)采用間歇運行：

其他設(shè)置：

PCR實驗室設(shè)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(kuò)增產(chǎn)物的污染；天然基因組DNA的污染；試劑的污染以及標(biāo)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(jìn)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(yīng)是預(yù)防，而不是排除。

完備的實驗室配套設(shè)施是保證實驗工作的必要條件，應(yīng)根據(jù)各個實驗室實驗內(nèi)容的不同配備相應(yīng)的設(shè)備和儀器，如超凈工作臺、離心機(jī)、加樣器等。

疾控中心PCR實驗室基本要求：

1、PCR實驗室依據(jù)所使用的方法可分為試劑準(zhǔn)備、標(biāo)本制備、擴(kuò)增、產(chǎn)物分析等三或四個區(qū)域。只是使用實時熒光PCR儀、HIV病毒載量測定儀的PCR實驗室，有上述前面三個區(qū)域即可。各區(qū)域應(yīng)完全獨立分隔，不應(yīng)有任何的空氣直通。

2、產(chǎn)物分析區(qū)或三個區(qū)域的最后一個區(qū)域（即擴(kuò)增及產(chǎn)物分析區(qū)），空氣流向應(yīng)由室外向室內(nèi)，可通過在室內(nèi)設(shè)置通風(fēng)櫥、排風(fēng)扇或其他排風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到空氣流由室外向室內(nèi)流動的要求。

PCR實驗室要嚴(yán)格貫徹既有安全工作制度或安全標(biāo)準(zhǔn)操作程序，所有操作應(yīng)符合國家相關(guān)規(guī)范要求。

建筑布局上對PCR實驗室進(jìn)行合理分區(qū)。

嚴(yán)格控制各實驗室房間的壓力梯度，防止擴(kuò)增產(chǎn)物污染樣本。

設(shè)置凈化空調(diào)系統(tǒng)和殺菌消毒裝置，減少室內(nèi)現(xiàn)存污染物對實驗的影響。