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PCR實驗室建設知識及費用估算

文章作者:zhuobo 發布時間:2022-02-22 16:50:36 瀏覽次數:0

  PCR實驗室也叫基因擴增實驗室,PCR是聚合酶鏈式反應的縮寫。是一種分子生物學技術,用于擴增特定的DNA片段,可視為體外特殊的DNA復制。通過DNA基因追蹤系統,可以快速掌握患者體內的病毒含量,其準確度高達納米級??梢詼蚀_檢測患者體內乙肝病毒的數量、復制、感染、傳染性強、是否需要服藥、肝功能是否有異常變化??梢约皶r判斷哪些抗病毒藥物最適合患者,判斷藥物療效,為臨床治療提供可靠的檢查依據。

  PCR是分子生物學研究和實驗的常規方法,廣泛應用于生物學的各個領域,如:艾滋病、乙型肝炎、禽類疾病和癌基因的檢測和診斷、DNA指紋、個體識別、親子鑒定和法醫學證據、動植物檢疫、動物及其衍生產品檢測、動物飼料、化妝品和食品衛生檢測、轉基因作物和轉基因微生物檢測等。

  傳染病大流行平均每1~2年發生一次,如2003年嚴重急性呼吸綜合征(SARS冠狀病毒)、2005年禽流感病毒(HSN1禽流感病毒)、2008年手足口病(腸道病毒)、2011年發熱伴血小板綜合征(新布尼亞病毒)、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,以及目前的新型冠狀病毒(新冠肺炎病毒)。疫情的特點是起病急、進展快、傳染性強,因此快速準確地鑒定傳染病病原體是控制疫情的關鍵因素。這類疾病的診斷多通過核酸擴增檢測,而這一過程需要在高標準的PCR實驗室中由專業人員完成,因此PCR實驗室在重大傳染病防控中的診斷和服務成為不可或缺的力量。PCR實驗室可開展的病原微生物檢測除病毒性傳染病外,還包括細菌、真菌、原蟲等疾病的診斷,如巨細胞病毒、EB病毒、結核分枝桿菌、甲型和乙型流感病毒肺炎、支原體和衣原體感染、乙型肝炎、丙型肝炎、戊型肝炎等。PCR實驗室在疾病診斷和控制中發揮著極其重要的作用。

  標準PCR實驗室分為四個區域:試劑儲存和制備區、樣品處理區、核酸擴增區和產物分析區。為了避免交叉污染,進入每個工作區必須嚴格遵循單一方向,即只有試劑儲存和制備區、樣品制備區、擴增反應混合物制備區和擴增區,擴增產物分析區的實驗區之間的試劑和樣品的轉移要通過轉移窗進行。

  PCR實驗室可以以分散或組合的形式存在。完成一套PCR實驗,通常有四個實驗過程:試劑準備、樣品處理、核酸擴增和產物分析。

  1.分散式PCR實驗室:

  所謂分散式PCR實驗室,是指完成上述實驗過程的實驗室彼此相距甚遠,呈分布式分布。對于PCR實驗室的這種布置,不需要特殊的條件,因為各個實驗不容易相互干擾。

  2.聯合PCR實驗室:

  所謂組合式PCR實驗室,是指將完成PCR四個實驗過程的實驗室相鄰布置,形成獨立實驗區的形式。對于組合式PCR實驗室,由于各個實驗室的集中布局,容易造成相互干擾,所以對整體布局和無特定病原體有一定要求。每個房間在入口處設置緩沖室,減少室內外空氣交換。

  PCR實驗室的主要功能

  1.試劑儲存和制備區的功能是:儲存試劑的制備,試劑的分裝和擴增反應混合物的制備,以及消耗品如離心管和吸頭的儲存和制備。用于標本制備的儲存試劑、耗材等材料應直接運送到試劑儲存和制備區,不能經過擴增檢測區。試劑盒中的陽性對照品和質控品不應存放在該區域,而應存放在標本處理區。

  2.標本制備區的作用是提取、儲存核酸(RNA和DNA)并將其加入擴增反應管。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、個人防護和操作規范的要求。因為氣溶膠造成的污染可能發生在樣品混合和核酸純化的過程中,我們可以在這個區域設置正壓條件,避免氣溶膠污染從鄰近區域進入這個區域。為了避免樣品之間的交叉污染,在加入待測核酸后,必須覆蓋含有反應混合物的反應管。對于潛在的感染性材料,必須在生物安全柜中打開蓋子,并有明確的樣品處理和滅活程序。

  3.核酸擴增區的功能有:DNA合成、DNA擴增和檢測。為了避免氣溶膠造成的污染,我們應該盡量減少在這個地區的步行。必須注意的是,所有測試過的反應管不得在該區域打開。

  4.擴增產物分析區的功能是:對擴增片段的進一步分析和測定,如雜交、酶切電泳、變性高效液相分析、測序等。分析核酸擴增后產物的方法有很多,如膜或微孔板或芯片上的探針雜交(放射性核素標記或非放射性核素標記)、直接或酶消化后的瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳、Southern轉移、核酸測序、質譜等。

  擴增產物分析區是PCR實驗室中最重要的擴增產物。

  物污染來源,因此應注意避免通過本區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1mol/LHCl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1mol/LHCl中浸泡后再放到垃圾袋中按程序處理,如焚燒。由于本區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

  《醫療器械生產質量管理規范附錄體外診斷試劑》、《醫療器械生產質量管理規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境做出規定。此外現行衛生行業的法規、標準以及相關文獻中對于PCR檢驗實驗室均作出規定,主要涉及《全國臨床檢驗規程》(第三版)、《醫療機構臨床基因擴增管理辦法》、《醫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》等行業標準的相關要求。

PCR實驗室建設

  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。整個區域有一個整體緩沖走廊。每個獨立的實驗區都有一個緩沖區。

  PCR實驗室空調通風系統設計及壓力控制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的壓力要求。

  3、消毒

  紫外線燈安裝在三個實驗區、三個緩沖區的頂部和轉移窗內進行消毒。在試劑制備區和標本制備區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鎖不銹鋼(不推薦電子聯鎖)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。

  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/㎡;

  以上估價是我公司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、自控系統、實驗家具和給排水等內容。不含實驗儀器設備、消防和環保處理部份。

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