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PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)

作者:小編2021-10-31 16:27:06
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  • PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)

    PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(1/1)

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)

作者: 日期:2020-05-18 09:50:16 點(diǎn)擊數(shù):161

PCR實(shí)驗(yàn)是專門用來檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)技術(shù)。

PCR實(shí)驗(yàn)又稱臨床基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖1)

PCR實(shí)驗(yàn)室平面布局:

PCR擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室原則上分為三個單獨(dú)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(shí)驗(yàn)區(qū)之間的試劑及樣品傳遞應(yīng)通過傳遞窗進(jìn)行。

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖2)

四個區(qū)域:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖3)

平面布局:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖4)

布局形式:

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

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

組合式:完成PCR四個實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)用房相鄰布置,形成集中、獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)區(qū)域。

每個實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置獨(dú)立緩沖間、實(shí)驗(yàn)室間應(yīng)設(shè)置帶消毒裝置的傳遞窗。

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖5)

PCR實(shí)驗(yàn)室的主要功能和設(shè)備配置:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖6)

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖7)

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖8)

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖9)

PCR實(shí)驗(yàn)室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì):

PCR實(shí)驗(yàn)室有嚴(yán)格的凈化等級要求,為避免各個實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)區(qū)的壓力要求。

國家關(guān)于PCR實(shí)驗(yàn)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(yàn)實(shí)驗(yàn)室管理暫行辦法》 衛(wèi)生部

《臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室基本設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》

《臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室工作規(guī)范》

《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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(yàn)實(shí)驗(yàn)室工作導(dǎo)則》

《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》 GB50346-2011

《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》GB19489-2008

《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50073—2013

《微生物和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室防護(hù)設(shè)備、個人防護(hù)和操作規(guī)范的要求?!?/p>

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

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖10)

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖11)

《臨床基因擴(kuò)增(PCR)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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?!?/p>

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?!?/p>

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?!?/p>

PCR 實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù):

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖12)

空調(diào)設(shè)計(jì):

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(yùn)行曲線陡降型;對于設(shè)有生物安全柜的房間設(shè)置獨(dú)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。

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖13)

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:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖14)

超低阻高中效過濾器對大氣菌的過濾效率達(dá)到95%:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖15)

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(dú)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(yùn)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(yùn)行。

通風(fēng)設(shè)計(jì):

新、排風(fēng)系統(tǒng)變風(fēng)量運(yùn)行示意圖:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖16)

氣流組織設(shè)計(jì):

為避免交叉污染,PCR實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(xiǎn)最高的區(qū)域,單向布置,不得有障礙。

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖17)

壓差控制:

縫隙法計(jì)算:縫隙法計(jì)算實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)室、緩沖間與參照區(qū)域間的實(shí)際壓差,和設(shè)定值進(jìn)行比較,根據(jù)控制器的PID運(yùn)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。

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖18)

空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)采用間歇運(yùn)行:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖19)

其他設(shè)置:

PCR實(shí)驗(yàn)室布局與空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)(圖20)

PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的核心問題是如何避免污染。在實(shí)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(shí)驗(yàn)就必須停止,直到找到污染源為止,而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果必須作廢,需重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所以發(fā)生污染后再圍繞實(shí)驗(yàn)室來尋找污染源不但耗時而且繁瑣,浪費(fèi)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(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施是保證實(shí)驗(yàn)工作的必要條件,應(yīng)根據(jù)各個實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室基本要求:

1、PCR實(shí)驗(yàn)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(shí)時熒光PCR儀、HIV病毒載量測定儀的PCR實(shí)驗(yàn)室,有上述前面三個區(qū)域即可。各區(qū)域應(yīng)完全獨(dú)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合理分區(qū)。

嚴(yán)格控制各實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的影響。