PCR實驗室建造知識與造價估算
PCR實驗室又叫基因擴增實驗室，PCR是聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction)的簡稱。是一種分子生物學技術，用于放大特定的DNA片段，可看作生物體外的特殊DNA復制。通過DNA基因追蹤系統(tǒng)，能迅速掌握患者體內的病毒含量，其精確度高達納米級別，精確檢測乙肝病毒在患者體內存在的數量、是否復制、是否傳染、傳染性有多強、是否必要服藥、肝功能有否異常改變能及時判斷病人最適合使用哪類抗病毒藥物、判斷藥物療效如何、給臨床治療提供了可靠的檢驗依據。 PCR是分子生物學研究和實驗的常規(guī)方法，廣泛應用于生物學各個領域，例如：艾滋病檢測、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的檢測和診斷，DNA指紋、個體識別、親子鑒定及法醫(yī)物證，動、植物檢疫，動物及其衍生產品檢測，動物飼料、化妝品、食品衛(wèi)生檢測，轉基因作物與轉基因微生物檢測等。 平均每1~2年發(fā)生一次傳染病重大疫情，如2003年的重癥急性呼吸綜合征（SARS冠狀病毒），2005年的禽流感病毒（HSN1禽流感病毒）, 2008年的手足口（腸道病毒），2011年的發(fā)熱伴血小板綜合征（新布尼亞病毒），2013年的流感病毒（H7N9病毒），2014年的禽流感（H10N8病毒）和埃博拉病毒，2015年禽流感病毒（H5N6病毒），2016年的塞卡病毒，以及目前的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19病毒）。疫情爆發(fā)突出表現為發(fā)病急、進展快、傳染性強，因而傳染病病原體的快速、準確鑒定，成控制疫情關鍵因素。此類疾病的診斷大部分是通過核酸擴增的方式來實現檢測的，而該過程均需要在高標準的PCR實驗室中由專業(yè)人士操作完成，因而PCR實驗室在傳染病重大疫情防控中的疾病診斷和服務成為不可或缺的力量。除了病毒類傳染病，PCR實驗室可開展的病原微生物檢測包括細菌類、真菌類以及原生動物等疾病的診斷，如臨床常見的巨細胞病毒、EB病毒、結核分枝桿菌、甲乙型流感病毒肺炎、支原體及衣原體感染、乙肝、丙肝、戊肝等，PCR實驗室在疾病診斷和控制中起到極為重要的作用。 標準的PCR實驗室分為四個區(qū)域:試劑貯存和準備區(qū)、樣品處理區(qū)、核酸擴增區(qū)、產物分析區(qū)。為避免交叉污染,進入各個工作區(qū)域必須嚴格遵循單一方向進行,即只能從試劑貯存和準備區(qū)→標本制備區(qū)→擴増反應混合物配制和擴增區(qū)→擴增產物分析區(qū)各實驗區(qū)之間的試劑及樣品傳遞應通過傳遞窗進行。
PCR實驗室可以是分散形式，也可以是組合形式。完成一組PCR實驗，通常應經過試劑配制、樣品處理、核酸擴增及產物分析四個實驗過程。
1、分散形式PCR實驗室： 所謂分散形式PCR實驗室，是指完成上述實驗過程的實驗用房彼此相距較遠，呈分散布置形式。對于這種布置形式的PCR驗室，由于各個實驗之間不易相互干擾，因此無需特殊條件要求。 2、組合形式PCR實驗室： 所謂組合形式PCR實驗室,是指完成PCR四個實驗過程的實驗用房相鄰布置，組成獨立實驗區(qū)域的形式。對于組合形式PCR實驗室，由于各個實驗間集中布置，容易造成相互干擾，因此，對總體布局以及屏障系統(tǒng)具有一定的要求。各室在入口處設緩沖間，以減少室內外空氣交換。 PCR實驗室主要功能 1、試劑儲存和準備區(qū)的功能是： 貯存試劑的制備、試劑的分裝和擴增反應混合液的準備，以及離心管、吸頭等消耗品的貯存和準備。貯存試劑和用于標本制備的消耗品等材料應當直接運送至試劑貯存和準備區(qū)，不能經過擴增檢測區(qū)，試劑盒中的陽性對照品及質控品不應當保存在該區(qū)，應當保存在標本處理區(qū)。 2、標本制備區(qū)的功能是： 核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴增反應管。對于涉及臨床樣本的操作，應符合生物安全二級實驗室防護設備、個人防護和操作規(guī)范的要求。由于在樣本混合、核酸純化過程中可能會發(fā)生氣溶膠所致的污染，可通過在本區(qū)內設立正壓條件，避免從鄰近區(qū)進入本區(qū)的氣溶膠污染。為避免樣本間的交叉污染，加入待測核酸后，必須蓋好含反應混合液的反應管。對具有潛在傳染危險性的材料，必須在生物安全柜內開蓋，并有明確的樣本處理和滅活程序。 3、核酸擴增區(qū)的功能是： DNA合成、DNA擴增及檢測。為避免氣溶膠所致的污染，應當盡量減少在本區(qū)內的走動。必須注意的是，所有經過檢測的反應管不得在此區(qū)域打開。 4、擴增產物分析區(qū)的功能是： 擴增片段的進一步分析測定，如雜交、酶切電泳、變性高效液相分析、測序等。核酸擴增后產物的分析方法多種多樣，如膜上或微孔板或芯片上探針雜交方法（放射性核素標記或非放射性核素標記）、直接或酶切后瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳、Southern轉移、核酸測序方法、質譜分析等。 擴增產物分析區(qū)是PCR實驗室最主要的擴增產物污染來源，因此應注意避免通過本區(qū)的物品及工作服將擴增產物帶出。在使用PCR-ELISA方法檢測擴增產物時，必須使用洗板機洗板，廢液必須收集至1 mol/L HCl中，并且不能在實驗室內傾倒，而應當至遠離PCR實驗室的地方棄掉。用過的吸頭也必須放至1 mol/L HCl中浸泡后再放到垃圾袋中按程序處理，如焚燒。由于本區(qū)有可能會用到某些可致基因突變和有毒物質如溴化乙錠、丙烯酰胺、甲醛或放射性核素等，故應當注意實驗人員的安全防護。 PCR實驗室設計主要依據及標準 《醫(yī)療器械生產質量管理規(guī)范附錄體外診斷試劑》、《醫(yī)療器械生產質量管理規(guī)范體外診斷試劑現場檢查指導原則》條款中，明確對PCR試劑的生產和檢驗環(huán)境做出規(guī)定。此外現行衛(wèi)生行業(yè)的法規(guī)、標準以及相關文獻中對于PCR檢驗實驗室均作出規(guī)定，主要涉及《全國臨床檢驗規(guī)程》（第三版）、《醫(yī)療機構臨床基因擴增管理辦法》、《醫(yī)療機構臨床基因擴增檢驗實驗室工作導則》及《臨床診斷中聚合酶鏈反應（PCR）技術的應用》等行業(yè)標準的相關要求。 PCR實驗室建設要點 1、主體結構 主體為潔凈彩鋼板和鋁合金型材。房間內外角均采用鋁合金50內圓角鋁，解決了易污染、積灰、清洗困難的問題。結構牢固，線條簡潔美觀大方，密封性能好。 2、標準的三區(qū)分隔和壓差控制 將PCR過程分為試劑制備、樣品制備和PCR擴增檢測三個獨立的實驗區(qū)。整個區(qū)域有一個整體緩沖走廊。每個獨立的實驗區(qū)都有一個緩沖區(qū)。 PCR實驗室空調通風系統(tǒng)設計及壓力控制PCR實驗室并沒有嚴格的凈化要求,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,要嚴格控制送、排風的比例以保證各實驗區(qū)的壓力要求。 3、消毒 紫外線燈安裝在三個實驗區(qū)、三個緩沖區(qū)的頂部和轉移窗內進行消毒。在試劑制備區(qū)和標本制備區(qū)還設置移動式紫外線燈，對實驗臺進行局部消毒。 4、機械連鎖不銹鋼傳遞窗 試劑和標本通過機械聯(lián)鎖不銹鋼（不推薦電子聯(lián)鎖）傳輸窗口傳輸，確保試劑和標本在傳輸過程中不受污染（人物分流）。 5、地面 地面一般采用PVC卷材地面或自流地板，整體性好。易清潔，耐腐蝕。也可以使用水磨石地面，或大瓷磚（至少800mm×800mm）接縫需要小于2mm。盡量避免產塵和積塵現象。 6、照明 燈具應選用凈化燈具，便于清潔、無塵。 PCR實驗室主要儀器設備 1、試劑準備區(qū)儀器設備主要有冰箱、超凈臺、加樣器、混勻器、天平和離心機等,加樣器、天平除了要專用外,還應定期校準。試劑分裝應在超凈臺中進行擴增反應混合液應使用分子生物學級的,試劑制備好后應有質檢:一是否有污染、二是檢測試劑的擴增效果； 2、標本制備區(qū)儀器設備主要有生物安全柜、加樣器、離心機、溫育儀、混勻器等； 3、擴增區(qū)的主要儀器是核酸擴增儀、超凈臺、微量加樣器、離心機可移動紫外燈。擴増儀需進行校準。并配備UPS電源,以防止由于電壓的波動,停電對擴增效果的影響。 4、分析區(qū)所使用的儀器設備主要有酶標儀、洗板機、加樣器和水浴箱、DNA測序儀等。 例如下圖所示： PCR實驗室裝修建設主要造價估價 PCR實驗室對潔凈和恒溫恒濕有不同需求，所以一般會分為以下幾類： 1、對潔凈度沒有明確要求的PCR實驗室整體裝修造價約2500~3000元/㎡； 2、潔凈度為十萬級的恒溫恒濕潔凈要求的PCR實驗室整體裝修造價約3000~4000元/㎡； 以上估價是按以往項目經驗總結的大概估價，僅供參考，其包含內容：彩鋼板裝飾裝修、地面、電氣照明插座、紫外線滅菌、空調通風系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、實驗家具和給排水等內容。不含實驗儀器設備、消防和環(huán)保處理部份。
