PCR實驗室

PCR實驗室又叫基因擴(kuò)增實驗室。PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PolymeraseChainReaction)的簡稱。是一種分子生物學(xué)技術(shù)，用于放大特定的DNA片段，可看作生物體外的特殊DNA復(fù)制。用于基因檢測，具有高度敏感性、特異性、快速、簡單等特點，能將傳統(tǒng)方法難以檢測的極少數(shù)病毒DNA片段擴(kuò)增百萬倍以上，從而大大提高疾病的診斷水平。它不僅可用于基因分離、克隆和核酸序列分析等基礎(chǔ)研究，還可用于疾病的診斷或任何有DNA，RNA的地方．又稱無細(xì)胞分子克隆或特異性DNA序列體外引物定向酶促擴(kuò)增技術(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)的實驗室設(shè)計規(guī)劃：

1、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。

2、實驗室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計及壓力控制

PCR實驗室并沒有嚴(yán)格的凈化等級要求，但是為避免各個實驗區(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。

(1)試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)

該實驗區(qū)主要進(jìn)行的操作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應(yīng)混合液的制備。試劑和用于樣品制作的材料應(yīng)直接運送至該區(qū)，不得經(jīng)過其他區(qū)域。試劑原材料必須貯存在本區(qū)內(nèi)，并在本區(qū)內(nèi)制備成所需的貯存試劑。對與氣流壓力的控制，本區(qū)應(yīng)對外界保持微正壓。

(2)標(biāo)本制備區(qū)

該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為樣本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴(kuò)增反應(yīng)管和測定DNA的合成。本區(qū)的壓力梯度要求為：相對于鄰近區(qū)域為正壓，以避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染。另外，由于在加樣操作中可能會發(fā)生氣溶膠所致的污染，所以應(yīng)避免在本區(qū)內(nèi)不必要的走動。

(3)擴(kuò)增和擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)

該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為DNA擴(kuò)增和擴(kuò)增片段的測定。此外，已制備的DNA模板(來自樣本制備區(qū))的加入和主反應(yīng)混合液(來自試劑貯存和制備區(qū))制備成反應(yīng)混合液等也可在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行。本區(qū)的壓力梯度要求為：相對于鄰近區(qū)域為負(fù)壓，以避免氣溶膠從本區(qū)漏出。為避免氣溶膠所致的污染，應(yīng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)的不必要的走動。個別操作如加樣等應(yīng)在超凈臺內(nèi)進(jìn)行。

3、污染的預(yù)防與控制

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。

(1)工作區(qū)域的嚴(yán)格劃分

各個實驗區(qū)域設(shè)置合理；各個實驗區(qū)域要有明顯的標(biāo)記（如醒目的門牌或不同的地面顏色等），以避免各個不同實驗區(qū)域設(shè)備物品、試劑等發(fā)生混淆。

(2)合理的系統(tǒng)設(shè)置

合理的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置，盡量采用全送全排的空調(diào)系統(tǒng)；嚴(yán)格的氣流壓力控制，保證不同的實驗區(qū)內(nèi)不同的壓力要求。

(3)規(guī)范的操作
擴(kuò)增檢驗實驗室的技術(shù)人員必須進(jìn)行上崗培訓(xùn)，經(jīng)培訓(xùn)合格后才能從事臨床基因擴(kuò)增檢驗的工作；在實驗操作過程中，操作者必須戴手套，并經(jīng)常更換。此外，操作中使用一次性帽子也是一個有效地防止污染的措施；清潔工作及時、正確。實驗工作結(jié)束后，必須立即對本區(qū)進(jìn)行清潔。除常規(guī)的消毒液體對表面進(jìn)行擦拭消毒或紫外線燈的照射消毒外，對一些實驗設(shè)備還應(yīng)進(jìn)行高壓消毒處理。

(4)嚴(yán)格的管理

嚴(yán)格控制進(jìn)出實驗室的人員。與實驗無關(guān)的人員不得隨意進(jìn)出實驗室，有條件的情況下要設(shè)置獨立的通道和進(jìn)出整個實驗區(qū)的門；盡量減少在實驗區(qū)內(nèi)不必要的走動以減少交叉污染的可能性；擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)是最主要的擴(kuò)增產(chǎn)物污染來源，廢液不能在實驗室中傾倒，必須經(jīng)消毒液浸泡消毒后在遠(yuǎn)離實驗室的地方棄掉，用過的吸頭等一次性材料也應(yīng)經(jīng)消毒液浸泡消毒后統(tǒng)一處理，如焚燒等；擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)可能會用到某些可致基因突變和有毒物質(zhì)，應(yīng)特別注意實驗人員的安全防護(hù)。

(5)完備的實驗室配套設(shè)施

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)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。

3、PCR實驗室各區(qū)域儀器設(shè)備配備通常如下：

（1）試劑準(zhǔn)備區(qū)儀器設(shè)備主要應(yīng)有加樣器、冰箱、天平、低速離心機(jī)、混勻器、可移動紫外燈等?？墒褂米鳛樵噭┡渲撇僮髋_面。

（2）標(biāo)本制備區(qū)儀器設(shè)備主要應(yīng)有生物安全柜（為B2，可避免提取核酸在柜內(nèi)反復(fù)循環(huán)，造成標(biāo)本間交叉“污染"，出現(xiàn)假陽性結(jié)果。此外還應(yīng)配備加樣器、臺式高速離心機(jī)（冷凍及常溫）、臺式低速離心機(jī)、恒溫設(shè)備（水浴和/或干浴儀）、冰箱、混勻器和可移動紫外燈等。

（3）擴(kuò)增區(qū)主要儀器就是核酸擴(kuò)增熱循環(huán)儀（PCR儀，實時熒光或普通的）。熱循環(huán)儀的電源應(yīng)專用，并配備一個穩(wěn)壓電源或UPS，以防止由于電壓的波動對擴(kuò)增測定的影響。此外，根據(jù)工作需要，還可配備加樣器、超凈臺等。

（4）產(chǎn)物分析區(qū)：本區(qū)所使用的儀器設(shè)備可能有加樣器、電泳儀（槽）、電轉(zhuǎn)印儀、雜交爐或雜交箱、水浴箱、DNA測序儀、酶標(biāo)儀和洗板機(jī)等。