PCR是聚合酶鏈反應的縮寫。也稱為體外引物定向酶促擴增特定的DNA序列，PCR技術因其特異性強、靈敏度高、檢測樣品要求低、方便快捷等優點，被廣泛應用于各種臨床診斷中。目前，我國二級以上醫院開展PCR技術的各種臨床應用，PCR實驗室是開展PCR技術應用的設施，合理的實驗室設計可以保證檢測結果的可靠性。因此，PCR實驗室的設計和建設越來越受到建設單位的重視。

下面小編從PCR實驗室的布局和通風空控制系統兩個方面分析設計要點，供設計人員和施工單位相關人員參考。

一、PCR實驗室布局設計要點分析

1、平面功能區劃要點分析

根據《臨床基因擴增實驗室基本設置標準》第1.1條的要求，PCR實驗室一般由四個區域組成:試劑儲存區、標本制備區、擴增區和擴增分析區。

PCR實驗室區域的設置不是靜態的，以下情況需要說明:

(1)如果樣品在擴增前需要破碎，需要增加破碎樣品的區域;

（2）如果使用實時熒光PCR，擴增區和分析區可以合并成一個區域;

（3）如果使用全自動PCR分析儀，標本制備區、擴增區和分析區可合并為一個區域。

2、實驗室功能和設備設計要點分析

(1)試劑儲存區

該區域主要完成試劑和主要反應混合物的儲存、制備和包裝。運送到該區域的所有試劑和材料不得通過其他區域，試劑和原材料應在該區域儲存和準備。這個區域的氣壓相對于外界應該保持正。這一領域的設備主要包括冰箱、天平、混合器、低速離心機、進樣器、移動式紫外燈等。由于該區域試劑種類繁多，平面設計應首先考慮“安全”，平面設計應保持通風和逃生暢通。首先，測試臺布置在房間的兩側，中間走廊通向疏散走廊。同時，根據國際人體工程學標準，測試臺和測試臺的通道設計為1500毫米，中間通道可以滿足兩邊坐著的人和中間經過的人的要求。

(2)標本制備區

該區域的功能是保存樣品、提取和儲存核酸、將樣品加入擴增反應管和測定DNA合成。樣品應直接運輸至該區域并儲存在該區域，不得通過其他區域。對于氣流壓力的控制，該區域在采樣過程中可能會產生氣溶膠，為避免氣溶膠擴散到外界造成污染，該區域應保持負壓力;同時，該區域相對于擴增反應混合物制備和擴增區域以及擴增產物分析區域為正壓，以避免氣溶膠污染從鄰近區域進入該區域。

該區域的設備主要包括生物安全柜、進樣器、臺式高速離心機、低速離心機臺、水浴罐、冰箱、均質機和移動式紫外燈等。應注意，生物安全柜最好選擇b2型。該生物安全柜的所有吸入氣流和垂直氣流都經過高效過濾器過濾后排放到室外，不再進入生物安全柜循環或返回該區域。這種生物安全柜可以避免提取的核酸在柜內反復循環，造成樣品間的交叉“污染”和假陽性結果。

(3)擴增區

該區域的功能是DNA擴增和擴增片段的測定。此外，反應混合物的制備(來自試劑儲存和制備區)和制備的DNA模板的添加(來自標本制備區)也可以在該區域進行。為了控制氣流壓力，相對于鄰近區域為負壓，以避免氣溶膠從該區域泄漏。為了避免氣溶膠造成的污染，應該盡量減少在該區域不必要的行走。個別操作，如樣品添加，應在超凈站進行。

該領域的設備主要有核酸擴增熱循環儀、進樣器、超凈臺等。熱循環儀的電源應專用，并配備穩壓電源或不間斷電源，以防止電壓波動對放大測定的影響。

(4)分析區域

該區域的功能是分析擴增產物。這一地區可能會使用一些會導致基因突變的有毒物質，因此應特別注意實驗室人員的安全保護。對于氣流壓力的控制，該區域是PCR實驗的最后一步，且壓力應該是最低的，即相對于鄰近區域的負壓，以避免氣溶膠從該區域泄漏。為了避免氣溶膠造成的污染，應盡量減少該區域的不必要移動。

該區域的設備主要包括進樣器、電泳儀(槽)、電遷移儀、雜交爐或雜交箱、水浴箱、DNA測序儀、酶標儀和洗板機等。

3、人流和物流設計要點分析

（1）進入實驗室區域的工人應遵循以下路徑:

過道→緩沖室→實驗區

（2）員工離開實驗室的途徑是:

實驗區→緩沖室→走道

進入每一個區域必須嚴格按照單一方向，不同的工作區域應使用不同的工作服(如不同的顏色)。工人離開時不得脫下工作服。這種單向的人員流動可以降低由人員流動造成的交叉污染的風險。

所有進入實驗區的物品必須通過雙葉互鎖轉移窗，進入前可以消毒，實驗室內的所有物品必須通過轉移窗后才能轉移到實驗室外干凈的公共區域。這種有組織的單向貨物流動可以降低出錯和混亂的風險。

淺談PCR實驗室平面布局及通風空調系統設計

二、PCR實驗室通風空控制系統設計要點分析

1、溫度和濕度需求分析

如血液制品、疫苗等低溫低濕潔凈區域(如2~8℃，≤35%，C /d級)的要求不同，PCR實驗室對溫度和濕度一般沒有嚴格的要求。考慮到實驗人員的人體舒適度，環境溫度和濕度的設計參數控制相應的范圍內。

2、空氣體過濾和空氣分布分析

由于PCR實驗室在采樣過程中可能會產生氣溶膠，為了避免氣溶膠擴散到外界造成污染，也為了避免房間之間通過風管系統的交叉污染，實驗室建議采用新風系統。新鮮空氣經濕熱處理和三級(一級+中效+高效/次高效)過濾后送入室內;高效或次高效過濾器分別設置在每個房間的出風口。

在風量的計算中，我們通常采用間隙法來計算房間保持一定壓差時的排氣量或送風量。間隙法的公式如下:

其中δp——壓差，pa;

ρ——空氣體密度，取1.2kg/m;

V——風量，米/小時;

A——根據間隙寬度m計算的泄漏面積;

μ——常數，取0.72。

根據風量守恒:

v供氣-δv = v排氣

式中δv-壓差滲透風量，

當房間保持正壓時，該值為正。

當室內保持負壓時，該值為負。

當房間內無工藝設備排氣時，可通過換氣次數(工藝操作室12~15次/小時，緩沖室6~8次/小時)計算出房間供氣量，然后根據間隙法計算出房間排氣量。當房間有工藝設備(如生物安全柜)排風時，將設備排風量與滿足換氣次數所需的送風量進行比較，取兩者之間的較大值(一般情況下，設備排風量較大)，然后根據間隙法得到房間送風量。根據以上計算的風量作為設計依據，可以進行新風機組、排風機組和輔助風道風口的選擇和計算。

在配風方面，PCR實驗室空控制系統通常采用上送下排的非單向送風方式。房間上部的送風口應盡可能均勻布置，并與生物安全柜的操作面或其他有氣溶膠操作的地方保持一定距離;房間的下部通過設置在室內排氣通道上的出氣口排出。出風口底部距離地面0.1米。出風口通道應設置在室內污染風險最高的區域，出風口前方不應有障礙物。

3、壓力需求和控制分析

根據實驗流程，PCR實驗室一般有四個區域，包括試劑儲存和試劑制備區、標本制備區、擴增反應混合物制備和擴增區、擴增產物分析區，每個區域都有一個獨立的緩沖室。

根據臨床基因擴增實驗室的工作規范，為滿足清潔污水和防止交叉感染的要求，PCR的氣流方向應遵循單一方向，即只能從試劑儲存和試劑制備區→標本制備區→擴增反應混合物制備和擴增區→擴增產物分析區進行。

此外，通常還有生物安全柜、通風柜等生產設備。PCR實驗室排氣量大，間歇使用時間長，這與空控制系統的運行時間不一致，導致這些設備的房間在設備啟動和停止時容易失壓，原始的正常壓力梯度是瞬時的，這是PCR實驗室空調諧系統設計的難點。

以上就是PCR實驗室平面布局的相關介紹。更多實驗室相關資訊敬請關注我們。