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PCR实验室建设知识及费用估算

文章作者:zhuobo 发布时间:2022-02-22 16:50:36 浏览次数:0

  PCR实验室也叫基因扩增实验室,PCR是聚合酶链式反应的缩写。是一种分子生物学技术,用于扩增特定的DNA片段,可视为体外特殊的DNA复制。通过DNA基因追踪系统,可以快速掌握患者体内的病毒含量,其准确度高达纳米级。可以准确检测患者体内乙肝病毒的数量、复制、感染、传染性强、是否需要服药、肝功能是否有异常变化。可以及时判断哪些抗病毒药物最适合患者,判断药物疗效,为临床治疗提供可靠的检查依据。

  PCR是分子生物学研究和实验的常规方法,广泛应用于生物学的各个领域,如:艾滋病、乙型肝炎、禽类疾病和癌基因的检测和诊断、DNA指纹、个体识别、亲子鉴定和法医学证据、动植物检疫、动物及其衍生产品检测、动物饲料、化妆品和食品卫生检测、转基因作物和转基因微生物检测等。

  传染病大流行平均每1~2年发生一次,如2003年严重急性呼吸综合征(SARS冠状病毒)、2005年禽流感病毒(HSN1禽流感病毒)、2008年手足口病(肠道病毒)、2011年发热伴血小板综合征(新布尼亚病毒)、2013年流感病毒(H7N9病毒)。2014年的禽流感(H10N8病毒)和伊波拉病毒,2015年的禽流感病毒(H5N6病毒),2016年的塞卡病毒,以及目前的新型冠状病毒(新冠肺炎病毒)。疫情的特点是起病急、进展快、传染性强,因此快速准确地鉴定传染病病原体是控制疫情的关键因素。这类疾病的诊断多通过核酸扩增检测,而这一过程需要在高标准的PCR实验室中由专业人员完成,因此PCR实验室在重大传染病防控中的诊断和服务成为不可或缺的力量。PCR实验室可开展的病原微生物检测除病毒性传染病外,还包括细菌、真菌、原虫等疾病的诊断,如巨细胞病毒、EB病毒、结核分枝杆菌、甲型和乙型流感病毒肺炎、支原体和衣原体感染、乙型肝炎、丙型肝炎、戊型肝炎等。PCR实验室在疾病诊断和控制中发挥着极其重要的作用。

  标准PCR实验室分为四个区域:试剂储存和制备区、样品处理区、核酸扩增区和产物分析区。为了避免交叉污染,进入每个工作区必须严格遵循单一方向,即只有试剂储存和制备区、样品制备区、扩增反应混合物制备区和扩增区,扩增产物分析区的实验区之间的试剂和样品的转移要通过转移窗进行。

  PCR实验室可以以分散或组合的形式存在。完成一套PCR实验,通常有四个实验过程:试剂准备、样品处理、核酸扩增和产物分析。

  1.分散式PCR实验室:

  所谓分散式PCR实验室,是指完成上述实验过程的实验室彼此相距甚远,呈分布式分布。对于PCR实验室的这种布置,不需要特殊的条件,因为各个实验不容易相互干扰。

  2.联合PCR实验室:

  所谓组合式PCR实验室,是指将完成PCR四个实验过程的实验室相邻布置,形成独立实验区的形式。对于组合式PCR实验室,由于各个实验室的集中布局,容易造成相互干扰,所以对整体布局和无特定病原体有一定要求。每个房间在入口处设置缓冲室,减少室内外空气交换。

  PCR实验室的主要功能

  1.试剂储存和制备区的功能是:储存试剂的制备,试剂的分装和扩增反应混合物的制备,以及消耗品如离心管和吸头的储存和制备。用于标本制备的储存试剂、耗材等材料应直接运送到试剂储存和制备区,不能经过扩增检测区。试剂盒中的阳性对照品和质控品不应存放在该区域,而应存放在标本处理区。

  2.标本制备区的作用是提取、储存核酸(RNA和DNA)并将其加入扩增反应管。涉及临床样本的操作,应符合生物安全二级实验室防护设备、个人防护和操作规范的要求。因为气溶胶造成的污染可能发生在样品混合和核酸纯化的过程中,我们可以在这个区域设置正压条件,避免气溶胶污染从邻近区域进入这个区域。为了避免样品之间的交叉污染,在加入待测核酸后,必须覆盖含有反应混合物的反应管。对于潜在的感染性材料,必须在生物安全柜中打开盖子,并有明确的样品处理和灭活程序。

  3.核酸扩增区的功能有:DNA合成、DNA扩增和检测。为了避免气溶胶造成的污染,我们应该尽量减少在这个地区的步行。必须注意的是,所有测试过的反应管不得在该区域打开。

  4.扩增产物分析区的功能是:对扩增片段的进一步分析和测定,如杂交、酶切电泳、变性高效液相分析、测序等。分析核酸扩增后产物的方法有很多,如膜或微孔板或芯片上的探针杂交(放射性核素标记或非放射性核素标记)、直接或酶消化后的琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、Southern转移、核酸测序、质谱等。

  扩增产物分析区是PCR实验室中最重要的扩增产物。

  物污染来源,因此应注意避免通过本区的物品及工作服将扩增产物带出。在使用PCR-ELISA方法检测扩增产物时,必须使用洗板机洗板,废液必须收集至1mol/LHCl中,并且不能在实验室内倾倒,而应当至远离PCR实验室的地方弃掉。用过的吸头也必须放至1mol/LHCl中浸泡后再放到垃圾袋中按程序处理,如焚烧。由于本区有可能会用到某些可致基因突变和有毒物质如溴化乙锭、丙烯酰胺、甲醛或放射性核素等,故应当注意实验人员的安全防护。

  PCR实验室设计主要依据及标准

  《医疗器械生产质量管理规范附录体外诊断试剂》、《医疗器械生产质量管理规范体外诊断试剂现场检查指导原则》条款中,明确对PCR试剂的生产和检验环境做出规定。此外现行卫生行业的法规、标准以及相关文献中对于PCR检验实验室均作出规定,主要涉及《全国临床检验规程》(第三版)、《医疗机构临床基因扩增管理办法》、《医疗机构临床基因扩增检验实验室工作导则》及《临床诊断中聚合酶链反应(PCR)技术的应用》等行业标准的相关要求。

PCR实验室建设

  PCR实验室建设要点

  1、主体结构

  主体为洁净彩钢板和铝合金型材。房间内外角均采用铝合金50内圆角铝,解决了易污染、积灰、清洗困难的问题。结构牢固,线条简洁美观大方,密封性能好。

  2、标准的三区分隔和压差控制

  将PCR过程分为试剂制备、样品制备和PCR扩增检测三个独立的实验区。整个区域有一个整体缓冲走廊。每个独立的实验区都有一个缓冲区。

  PCR实验室空调通风系统设计及压力控制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、排风的比例以保证各实验区的压力要求。

  3、消毒

  紫外线灯安装在三个实验区、三个缓冲区的顶部和转移窗内进行消毒。在试剂制备区和标本制备区还设置移动式紫外线灯,对实验台进行局部消毒。

  4、机械连锁不锈钢传递窗

  试剂和标本通过机械联锁不锈钢(不推荐电子联锁)传输窗口传输,确保试剂和标本在传输过程中不受污染(人物分流)。

  5、地面

  地面一般采用PVC卷材地面或自流地板,整体性好。易清洁,耐腐蚀。也可以使用水磨石地面,或大瓷砖(至少800mm 800mm)接缝需要小于2mm。尽量避免产尘和积尘现象。

  6、照明

  灯具应选用净化灯具,便于清洁、无尘。

  PCR实验室主要仪器设备

  1、试剂准备区仪器设备主要有冰箱、超净台、加样器、混匀器、天平和离心机等,加样器、天平除了要专用外,还应定期校准。试剂分装应在超净台中进行扩增反应混合液应使用分子生物学级的,试剂制备好后应有质检:一是否有污染、二是检测试剂的扩增效果;

  2、标本制备区仪器设备主要有生物安全柜、加样器、离心机、温育仪、混匀器等;

  3、扩增区的主要仪器是核酸扩增仪、超净台、微量加样器、离心机可移动紫外灯。扩増仪需进行校准。并配备UPS电源,以防止由于电压的波动,停电对扩增效果的影响。

  4、分析区所使用的仪器设备主要有酶标仪、洗板机、加样器和水浴箱、DNA测序仪等。

  PCR实验室装修建设主要造价估价:

  PCR实验室对洁净和恒温恒湿有不同需求,所以一般会分为以下几类:

  1、对洁净度没有明确要求的PCR实验室整体装修造价约2500~3000元/㎡;

  2、洁净度为十万级的恒温恒湿洁净要求的PCR实验室整体装修造价约3000~4000元/㎡;

  以上估价是我公司按以往项目经验总结的大概估价,仅供参考,其包含内容:彩钢板装饰装修、地面、电气照明插座、紫外线灭菌、空调通风系统、自控系统、实验家具和给排水等内容。不含实验仪器设备、消防和环保处理部份。

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