PCR实验室平面布局及通风空调系统设计

　　pcr是聚合酶链反应的缩写。也称为体外引物定向酶促扩增特定的dna序列，这种方法可以特异性扩增极少量的靶dna数百万倍，这是基因扩增技术的一大创新。

　　Pcr技术因其特异性强、灵敏度高、检测样品要求低、方便快捷等优点，被广泛应用于各种临床诊断中。目前，我国二级以上医院开展pcr技术的各种临床应用，pcr实验室是开展pcr技术应用的设施，合理的实验室设计可以保证检测结果的可靠性。因此，pcr实验室的设计和建设越来越受到建设单位的重视。

　　从pcr实验室的布局和通风空控制系统两个方面分析设计要点，供设计人员和施工单位相关人员参考。

　　一个

　　pcr实验室布局设计要点分析

　　1。平面功能区划要点分析

　　根据《临床基因扩增实验室基本设置标准》第1.1条的要求，pcr实验室一般由四个区域组成:试剂储存区、标本制备区、扩增区和扩增分析区。

　　pcr实验室区域的设置不是静态的，以下情况需要说明:

　　(1)如果样品在扩增前需要破碎，需要增加破碎样品的区域;

　　②如果使用实时荧光pcr，扩增区和分析区可以合并成一个区域;

　　③如果使用全自动pcr分析仪，标本制备区、扩增区和分析区可合并为一个区域。

　　设计的关键点在四个区域的实验室环境中进行分析，如图1所示。

　　2。实验室功能和设备设计要点分析

　　(1)试剂储存区

　　该区域主要完成试剂和主要反应混合物的储存、制备和包装。运送到该区域的所有试剂和材料不得通过其他区域，试剂和原材料应在该区域储存和准备。这个区域的气压相对于外界应该保持正。这一领域的设备主要包括冰箱、天平、混合器、低速离心机、进样器、移动式紫外灯等。由于该区域试剂种类繁多，平面设计应首先考虑“安全”，平面设计应保持通风和逃生畅通。首先，测试台布置在房间的两侧，中间走廊通向疏散走廊。同时，根据国际人体工程学标准，测试台和测试台的通道设计为1500毫米，中间通道可以满足两边坐着的人和中间经过的人的要求。

　　(2)标本制备区

　　该区域的功能是保存样品、提取和储存核酸、将样品加入扩增反应管和测定dna合成。样品应直接运输至该区域并储存在该区域，不得通过其他区域。对于气流压力的控制，该区域在采样过程中可能会产生气溶胶，为避免气溶胶扩散到外界造成污染，该区域应保持负压力;同时，该区域相对于扩增反应混合物制备和扩增区域以及扩增产物分析区域为正压，以避免气溶胶污染从邻近区域进入该区域。

　　该区域的设备主要包括生物安全柜、进样器、台式高速离心机、低速离心机台、水浴罐、冰箱、均质机和移动式紫外灯等。应注意，生物安全柜最好选择b2型。该生物安全柜的所有吸入气流和垂直气流都经过高效过滤器过滤后排放到室外，不再进入生物安全柜循环或返回该区域。这种生物安全柜可以避免提取的核酸在柜内反复循环，造成样品间的交叉“污染”和假阳性结果。

　　(3)扩增区

　　该区域的功能是dna扩增和扩增片段的测定。此外，反应混合物的制备(来自试剂储存和制备区)和制备的dna模板的添加(来自标本制备区)也可以在该区域进行。为了控制气流压力，相对于邻近区域为负压，以避免气溶胶从该区域泄漏。为了避免气溶胶造成的污染，应该尽量减少在该区域不必要的行走。个别操作，如样品添加，应在超净站进行。

　　该领域的设备主要有核酸扩增热循环仪、进样器、超净台等。热循环仪的电源应专用，并配备稳压电源或不间断电源，以防止电压波动对放大测定的影响。

　　(4)分析区域

　　该区域的功能是分析扩增产物。这一地区可能会使用一些会导致基因突变的有毒物质，因此应特别注意实验室人员的安全保护。对于气流压力的控制，该区域是pcr实验的最后一步，且压力应该是最低的，即相对于邻近区域的负压，以避免气溶胶从该区域泄漏。为了避免气溶胶造成的污染，应尽量减少该区域的不必要移动。

　　该区域的设备主要包括进样器、电泳仪(槽)、电迁移仪、杂交炉或杂交箱、水浴箱、dna测序仪、酶标仪和洗板机等。

　　3。人流和物流设计要点分析

　　进入实验室区域的工人应遵循以下路径:

　　过道→缓冲室→实验区

　　员工离开实验室的途径是:

　　实验区→缓冲室→走道

　　进入每一个区域必须严格按照单一方向，不同的工作区域应使用不同的工作服(如不同的颜色)。工人离开时不得脱下工作服。这种单向的人员流动可以降低由人员流动造成的交叉污染的风险。

　　所有进入实验区的物品必须通过双叶互锁转移窗，进入前可以消毒，实验室内的所有物品必须通过转移窗后才能转移到实验室外干净的公共区域。这种有组织的单向货物流动可以降低出错和混乱的风险。

　　两个

　　pcr实验室通风空控制系统设计要点分析

　　1。温度和湿度需求分析

　　与血液制品、疫苗等低温低湿洁净区域(如2~8℃，≤35%，C /d级)的要求不同，pcr实验室对温度和湿度一般没有严格的要求。考虑到实验人员的人体舒适度，环境温度和湿度的设计参数控制在表1所示的范围内。

　　表1空调环境的空温湿度设计参数

　　参数

　　冬天的

　　夏天

　　温度/℃

　　18 ~ 24岁

　　25~ 28岁

　　湿度/%

　　-

　　40 ~ 70

　　2。空气体过滤和空气分布分析

　　由于pcr实验室在采样过程中可能会产生气溶胶，为了避免气溶胶扩散到外界造成污染，也为了避免房间之间通过风管系统的交叉污染，实验室建议采用新风系统。新鲜空气经湿热处理和三级(一级+中效+高效/次高效)过滤后送入室内;高效或次高效过滤器分别设置在每个房间的出风口。

　　在风量的计算中，我们通常采用间隙法来计算房间保持一定压差时的排气量或送风量。间隙法的公式如下:

　　其中δ p ——压差，pa;

　　ρ ——空气体密度，取1.2kg/m;

　　V ——风量，米/小时;

　　A ——根据间隙宽度m计算的泄漏面积;

　　μ ——常数，取0.72。

　　根据风量守恒:

　　v供气-δ v = v排气

　　式中δv-压差渗透风量，

　　当房间保持正压时，该值为正。

　　当室内保持负压时，该值为负。

　　当房间内无工艺设备排气时，可通过换气次数(工艺操作室12~15次/小时，缓冲室6~8次/小时)计算出房间供气量，然后根据间隙法计算出房间排气量;当房间有工艺设备(如生物安全柜)排风时，将设备排风量与满足换气次数所需的送风量进行比较，取两者之间的较大值(一般情况下，设备排风量较大)，然后根据间隙法得到房间送风量。根据以上计算的风量作为设计依据，可以进行新风机组、排风机组和辅助风道风口的选择和计算。

　　在配风方面，pcr实验室空控制系统通常采用上送下排的非单向送风方式。房间上部的送风口应尽可能均匀布置，并与生物安全柜的操作面或其他有气溶胶操作的地方保持一定距离;房间的下部通过设置在室内排气通道上的出气口排出。出风口底部距离地面0.1米。出风口通道应设置在室内污染风险最高的区域，出风口前方不应有障碍物。

　　3。压力需求和控制分析

　　根据实验流程，pcr实验室一般有四个区域，包括试剂储存和试剂制备区、标本制备区、扩增反应混合物制备和扩增区、扩增产物分析区，每个区域都有一个独立的缓冲室。

　　根据临床基因扩增实验室的工作规范，为满足清洁污水和防止交叉感染的要求，pcr laboratory/きだよ 0的气流方向应遵循单一方向，即只能从试剂储存和试剂制备区→标本制备区→扩增反应混合物制备和扩增区→扩增产物分析区进行，pcr实验室应设在ventilated/き

　　此外，通常还有生物安全柜、通风柜等生产设备。pcr实验室排气量大，间歇使用时间长，这与空控制系统的运行时间不一致，导致这些设备的房间在设备启动和停止时容易失压，原始的正常压力梯度是瞬时的，这是pcr实验室空调谐系统设计的难点。

　　4。典型空音的原理图分析

　　根据pcr实验室的工艺布局，设计了该类实验室的典型示意图，如图2所示。

　　▲图2典型pcr实验室全空空气新鲜空气系统控制示意图

　　pcr实验室全空空气新鲜空气系统的控制说明;

　　(1)温度和湿度控制

　　夏季:调节表冷器动态压差平衡调节阀的开度，以控制室内温度和湿度，湿度优先;当温度过低时，为了调节室内湿度，打开加热线圈来控制室内温度。

　　冬季:调节加热盘管动态压差平衡电控阀的开度来控制室内温度，调节加湿器的开度来控制湿度。

　　(2)压力和频率转换控制

　　在空调度系统各房间的送风支管上设置压力独立的定风量阀，在无工艺设备的排风房间的排风支管上设置压力独立的定风量阀，以保持房间的风量恒定，控制房间压力;在带工艺设备的排气室的排气支管上设置一个变风量阀，根据室内压差控制室内压力。需要排气的工艺设备(如生物安全柜)的排气支管设有变风量阀，根据设备的开度调节设备的排气风量。

　　根据重要房间送风管道上的定风量阀前后的压差，调节风机的变频器，保持压差恒定。该恒定值必须通过现场实际调整来确认，以确保所有定风量阀的正常运行。

　　从以上示意图可以看出，pcr实验室压差控制的难点在于生物安全柜室内的压差控制和维持生物安全柜的负压环境，以保证设备的正常运行和使用，这就要求系统采用的变风量阀具有快速响应能力。根据相关实验，当生物安全柜中变风量阀的响应时间≤1s，房间排风支管中变风量阀的响应时间≤3s时，生物安全柜中的负压环境不会受到影响。同时，为了防止试验室开门和关门时室内压差为零，室内每个定风量和变风量阀都要预设风量补偿极限，以避免室内压力损失时风量过小的情况。

　　结束语

　　从平面功能分区、实验室设备、人体流线、温湿度、气流组织、压力控制和典型空调节原理图等方面分析了pcr实验室的设计要点。建议pcr实验室按四个区域进行设计，实验室设备的布置既要考虑实用性，又要注意疏散。人员和物流应该朝一个方向流动，并且温度和湿度可以满足人员的舒适性。空气分布和压力控制确保单向气流，防止气溶胶污染。同时，在房间内设置VAV阀门，以应对生物安全柜开启和关闭时房间内的压差扰动，可供pcr实验室建设单位和同设计行业相关人员参考。