【实验室建设】系列知识之PCR实验室

基因扩增实验又称PCR，其特点是能将微量的DNA大幅增加，PCR是分子生物研究和实验的常规方法，广泛应用于微生物各个领域，例如：检验艾滋病、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的检测和诊断，DNA指纹、个体识别、亲子鉴定以及法医物证，动、植物检疫，动物及其衍生产品的检测，动物饲料、化妆品、食品卫生检测，转基因作物与转基因微生物检测等。

一、 PCR实验室平面布局

基因扩增实验室又称PCR实验室，实验室原则上分为4个单独的工作区域，前两去为扩增前区，后两区为扩增后区。扩增前区与扩增后区应严格分开。实验材料、试剂、记录纸、笔、清洁材料等，只能从扩增前区流向扩增后区，即从试剂准备区→样品制备区→扩增区→扩增产物分析区，不得逆向流动。实验室的气流也应从扩增前区流向扩增后区，不得逆向流动。各工作区域应设置缓冲间，工作间与缓冲间之间宜安装连锁装置。不同功能的核酸检验工作区应是分隔独立的工作室，并有明显的标志，各区间不能直通。各区之间如果是紧密相连，需安装物品传递窗。每个工作区域的顶部应安装紫外灯，紫外灯的波长为254nm安装数量为每20㎡安装一直40W的紫外灯。

实验室较为理想的布局模式为有一个专用走廊，试剂准备区、样品制备区、扩增区和产物分析区很规范地排列在一起，前三个区各有一个缓冲间，可供换工作服和工作鞋使用，顶上可安装一紫外灯。内实验区域设为正压或常压状态，缓冲间内设为负压状态（可上设一抽风装置），使这三个区的空气流向为有实验区域内向外，缓冲间内通向内实验室和走廊的门可安装一种连锁装置，当一个门打开时，另一门必须处于关闭状态，防止出现两个门同时打开的情况。产物分析区可不设缓冲间，但应设为负压状态（装一个排风扇即可），使空气流向由外向内，以防止扩增产物对空气流出。每一区域都须有明确的标记，工作按试剂准备区、样品制备区、扩增区至产物分析区单一流向进行，各区的仪器设备包括工作服、鞋、实验记录本和笔都必须专用。

如果无法做到以上模式，以下基本要求必须做到：

（1） 四个区域必须是相互独立的。

（2） 各区域的仪器设备及各种物品必须是专用的。

（3） 各区完全独立，缓冲间可有可无。如为一个区套一个区的模式，区间不能直通，应有缓冲间，供换工作服及鞋子用，并保证两个区域间始终处于完全分隔状态。

（4） 产物分析区应安装排风扇及其他抽风装置，持续负压。

二、 各区功能及主要设备

（1） 试剂准备区：扩增试剂的配置、分装和保存。未设缓冲间的试剂储存和准备区，工作区域为正压。用于扩增的试剂应冰冻储存。主要设备有天平、冰箱、离心机、加样器、振荡器、紫外灯。

（2） 样品制备区:实验室样品的混样和测试样品的制备。未设缓冲间时工作区域为负压或减压，可安装排风系统。所有的器具在使用前应经过彻底清洗并消毒，防止交叉污染。主要设备有冰箱、生物安全柜（或洁净工作台、排风柜）、离心机、加样器、振荡器、恒温水浴、上下水装置、废弃物容器、紫外灯。根据制备样品的性质和要求决定操作台是选用生物安全柜、洁净工作台还是排毒柜，如疾病控制中心、临床医学实验室一般选用生物安全柜，植物转基因、检疫等可选用排毒柜样品制备需要较高洁净条件的选用洁净工作台。

（3） 扩增区：PCR扩增反应体系的配置和模板的加入，核酸扩增。未设缓冲间的扩增区，工作间区域为负压或减压，可安装排风系统。加样应在超净工作台（生物安全柜）内进行，超净工作台的气流方向一选择垂流式。核酸扩增设备、冰箱、洁净工作台、离心机、加样器、废弃物容器、紫外灯。

（4） 扩增产物分析区：扩增产物的测定。未设缓冲间的扩增产物区，工作区域为负压或减压，用安装排风系统。若实验仅采用全自动扩增检测仪（如实时荧光定量PCR仪），可将扩增区与扩增产物分析区合并为一个区。本区所使用的仪器设备有酶标仪、洗板机、加样器和水浴锅等。

三、 实验室空条通风系统设计及压力控制

各个区域之间应具备单相的实验工艺流、物流、人流和气流，形成单相流程，形成单向流程的保护屏障，避免实验之间的相互干扰，防止核酸气溶胶对实验过程造成污染产生假性结果。

PCR实验室并没有严格的净化要求，但是为避免各个实验区域间交叉污染的可能性，宜采用全送全排的气流组织形式。同时，要严格控制送、排风的比例以保证个实验区的压力要求。

四、 实验室装修

实验室的墙体，包括顶棚，应结构牢固、气密性好；所有阴角宜采用圆弧形线条过渡；墙体内壁光洁、不吸附、耐腐蚀、易清洗消毒、；地面材料应满足无缝隙、无渗漏、光洁、耐腐蚀的要求。地面建议采用PVC卷材地面或自流坪地面，整体性好，便于进行清扫，耐腐蚀。没有条件的也可采用水磨石地面，或大块的瓷砖（≥800mm）接缝需要小于2mm。灯具要选取净化灯具，能达到便于清洗、不积尘的特点。

在三个实验区和三个缓冲区顶部以及传送窗内部安装有紫外灯，供消毒用。在试剂准备区和样品制备区还设置移动紫外灯，对实验桌进行局部消毒。

试剂和标本通过机械连锁不锈钢传递窗传递，保证试剂和标本在传递过程中不受污染。

试剂和样品通过机械连锁不锈钢（不建议使用电子连锁方式）传递窗传递，保证试剂和样品在传递过程中不受污染（人物分流）。

五、 注意问题

（1） 几个区域的大小设置情况，应该是试剂准备区、产物扩增区、扩增分析区、要小一些。样品制备区应大一些。因为样品制备室要防止一个生物安全柜和一个低温冰箱。

（2） 试剂准备区、样品制备区设立紧急洗眼器，以备不时之需。

（3） PCR实验室的结晶度可以根据用户的实际使用情况和资金投入来设计。