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PCR實(shí)驗(yàn)室建造知識(shí)與造價(jià)估算
從0開始搞懂PCR實(shí)驗(yàn)室建造
PCR實(shí)驗(yàn)室又叫基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室，PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction)的簡(jiǎn)稱。是一種分子生物學(xué)技術(shù)，用于放大特定的DNA段，可看作生物體外的特殊DNA復(fù)制。通過DNA基因追蹤系統(tǒng)，能迅速掌握患者體內(nèi)的病毒含量，其精度高達(dá)納米級(jí)別，檢測(cè)乙肝病毒在患者體內(nèi)存在的數(shù)量、是否復(fù)制、是否傳染、傳染性有多強(qiáng)、是否必要服藥、肝功能有否異常改變能及時(shí)判斷病人適合使用哪類抗病藥物、判斷藥物療效如何、給臨床治療提供了可靠的檢驗(yàn)依據(jù)。
PCR是分子生物學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)的常規(guī)方法，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，例如：艾滋病檢測(cè)、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的檢測(cè)和診斷，DNA指紋、個(gè)體識(shí)別、親子鑒定及法醫(yī)物證，動(dòng)、植物檢疫，動(dòng)物及其衍生產(chǎn)品檢測(cè)，動(dòng)物飼料、化妝品、食品衛(wèi)生檢測(cè)，轉(zhuǎn)基因作物與轉(zhuǎn)基因微生物檢測(cè)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，以及目前的病毒肺炎。疫情爆發(fā)突出表現(xiàn)為發(fā)病急、進(jìn)展快、傳染性強(qiáng)，因而傳染病病原體的快速、準(zhǔn)確鑒定，成控制疫情關(guān)鍵因素。此類疾病的診斷大部分是通過核酸擴(kuò)增的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的，而該過程均需要在高標(biāo)準(zhǔn)的PCR實(shí)驗(yàn)室中由專業(yè)人士操作完成，因而PCR實(shí)驗(yàn)室在傳染病重大疫情防控中的疾病診斷和服務(wù)成為*的力量。除了病毒類傳染病，PCR實(shí)驗(yàn)室可開展的病原微生物檢測(cè)包括細(xì)菌類、真菌類以及原生動(dòng)物等疾病的診斷，如臨床常見的巨細(xì)胞病毒、EB病毒、結(jié)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(shí)驗(yàn)室在疾病診斷和控制中起到極為重要的作用。
標(biāo)準(zhǔn)的PCR實(shí)驗(yàn)室分為四個(gè)區(qū)域:試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)、樣品處理區(qū)、核酸擴(kuò)增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū)。為避免交叉污染,進(jìn)入各個(gè)工作區(qū)域必須嚴(yán)格遵循單一方向進(jìn)行,即只能從試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)→標(biāo)本制備區(qū)→擴(kuò)増反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)→擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)各實(shí)驗(yàn)區(qū)之間的試劑及樣品傳遞應(yīng)通過傳遞窗進(jìn)行。
PCR實(shí)驗(yàn)室可以是分散形式，也可以是組合形式。完成一組PCR實(shí)驗(yàn)，通常應(yīng)經(jīng)過試劑配制、樣品處理、核酸擴(kuò)增及產(chǎn)物分析四個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。
1、分散形式PCR實(shí)驗(yàn)室：
所謂分散形式PCR實(shí)驗(yàn)室，是指完成上述實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)用房彼此相距較遠(yuǎn)，呈分散布置形式。對(duì)于這種布置形式的PCR驗(yàn)室，由于各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間不易相互干擾，因此無(wú)需特殊條件要求。
2、組合形式PCR實(shí)驗(yàn)室：
所謂組合形式PCR實(shí)驗(yàn)室,是指完成PCR四個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)用房相鄰布置，組成獨(dú)立實(shí)驗(yàn)區(qū)域的形式。對(duì)于組合形式PCR實(shí)驗(yàn)室，由于各個(gè)實(shí)驗(yàn)間集中布置，容易造成相互干擾，因此，對(duì)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(shè)緩沖間，以減少室內(nèi)外空氣交換。
PCR實(shí)驗(yàn)室主要功能
1、試劑儲(chǔ)存和準(zhǔn)備區(qū)的功能是：
貯存試劑的制備、試劑的分裝和擴(kuò)增反應(yīng)混合液的準(zhǔn)備，以及離心管、吸頭等消耗品的貯存和準(zhǔn)備。貯存試劑和用于標(biāo)本制備的消耗品等材料應(yīng)當(dāng)直接運(yùn)送至試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)，不能經(jīng)過擴(kuò)增檢測(cè)區(qū)，試劑盒中的陽(yáng)性對(duì)照品及質(zhì)控品不應(yīng)當(dāng)保存在該區(qū)，應(yīng)當(dāng)保存在標(biāo)本處理區(qū)。
2、標(biāo)本制備區(qū)的功能是：
核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴(kuò)增反應(yīng)管。對(duì)于涉及臨床樣本的操作，應(yīng)符合生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室防護(hù)設(shè)備、個(gè)人防護(hù)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(huì)發(fā)生氣溶膠所致的污染，可通過在本區(qū)內(nèi)設(shè)立正壓條件，避免從鄰近區(qū)進(jìn)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(cè)核酸后，必須蓋好含反應(yīng)混合液的反應(yīng)管。對(duì)具有潛在傳染危險(xiǎn)性的材料，必須在生物安全柜內(nèi)開蓋，并有明確的樣本處理和滅活程序。
3、核酸擴(kuò)增區(qū)的功能是：
DNA合成、DNA擴(kuò)增及檢測(cè)。為避免氣溶膠所致的污染，應(yīng)當(dāng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)的走動(dòng)。必須注意的是，所有經(jīng)過檢測(cè)的反應(yīng)管不得在此區(qū)域打開。
4、擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)的功能是：
擴(kuò)增片段的進(jìn)一步分析測(cè)定，如雜交、酶切電泳、變性高效液相分析、測(cè)序等。核酸擴(kuò)增后產(chǎn)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(biāo)記或非放射性核素標(biāo)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(zhuǎn)移、核酸測(cè)序方法、質(zhì)譜分析等。
擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)是PCR實(shí)驗(yàn)室主要的擴(kuò)增產(chǎn)物污染來(lái)源，因此應(yīng)注意避免通過本區(qū)的物品及工作服將擴(kuò)增產(chǎn)物帶出。在使用PCR-ELISA方法檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物時(shí)，必須使用洗板機(jī)洗板，廢液必須收集至1 mol/L HCl中，并且不能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)傾倒，而應(yīng)當(dāng)至遠(yuǎn)離PCR實(shí)驗(yàn)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(huì)用到某些可致基因突變和有毒物質(zhì)如溴化乙錠、丙烯酰胺、甲醛或放射性核素等，故應(yīng)當(dāng)注意實(shí)驗(yàn)人員的安全防護(hù)。
PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)主要依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)
《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范附錄體外診斷試劑》、《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范體外診斷試劑現(xiàn)場(chǎng)檢查指導(dǎo)原則》條款中，明確對(duì)PCR試劑的生產(chǎn)和檢驗(yàn)環(huán)境做出規(guī)定。此外現(xiàn)行衛(wèi)生行業(yè)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)文獻(xiàn)中對(duì)于PCR檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室均作出規(guī)定，主要涉及《全國(guó)臨床檢驗(yàn)規(guī)程》（第三版）、《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增管理辦法》、《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室工作導(dǎo)則》及《臨床診斷中聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)的應(yīng)用》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。
PCR實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要點(diǎn)
1、主體結(jié)構(gòu)
主體為潔凈彩鋼板和鋁合金型材。房間內(nèi)外角均采用鋁合金50內(nèi)圓角鋁，解決了易污染、積灰、清洗困難的問題。結(jié)構(gòu)牢固，線條簡(jiǎn)潔美觀大方，密封性能好。
2、標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)增檢測(cè)三個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)區(qū)。整個(gè)區(qū)域有一個(gè)整體緩沖走廊。每個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)區(qū)都有一個(gè)緩沖區(qū)。
PCR實(shí)驗(yàn)室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及壓力控制PCR實(shí)驗(yàn)室并沒有嚴(yán)格的凈化要求,但是為避免各個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí),要嚴(yán)格控制送、排風(fēng)的比例以保證各實(shí)驗(yàn)區(qū)的壓力要求。
3、消毒
紫外線燈安裝在三個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)、三個(gè)緩沖區(qū)的頂部和轉(zhuǎn)移窗內(nèi)進(jìn)行消毒。在試劑制備區(qū)和標(biāo)本制備區(qū)還設(shè)置移動(dòng)式紫外線燈，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行局部消毒。
4、機(jī)械連鎖不銹鋼傳遞窗
試劑和標(biāo)本通過機(jī)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(biāo)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(chǎn)塵和積塵現(xiàn)象。
6、照明
燈具應(yīng)選用凈化燈具，便于清潔、無(wú)塵。
PCR實(shí)驗(yàn)室主要儀器設(shè)備
1、試劑準(zhǔn)備區(qū)儀器設(shè)備主要有冰箱、超凈臺(tái)、加樣器、混勻器、天平和離心機(jī)等,加樣器、天平除了要外,還應(yīng)定期校準(zhǔn)。試劑分裝應(yīng)在超凈臺(tái)中進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)混合液應(yīng)使用分子生物學(xué)級(jí)的,試劑制備好后應(yīng)有質(zhì)檢:一是否有污染、二是檢測(cè)試劑的擴(kuò)增效果；
2、標(biāo)本制備區(qū)儀器設(shè)備主要有生物安全柜、加樣器、離心機(jī)、溫育儀、混勻器等；
3、擴(kuò)增區(qū)的主要儀器是核酸擴(kuò)增儀、超凈臺(tái)、微量加樣器、離心機(jī)可移動(dòng)紫外燈。擴(kuò)増儀需進(jìn)行校準(zhǔn)。并配備UPS電源,以防止由于電壓的波動(dòng),停電對(duì)擴(kuò)增效果的影響。
4、分析區(qū)所使用的儀器設(shè)備主要有酶標(biāo)儀、洗板機(jī)、加樣器和水浴箱、DNA測(cè)序儀等。
例如下圖所示：
PCR實(shí)驗(yàn)室裝修建設(shè)主要造價(jià)估價(jià)
PCR實(shí)驗(yàn)室對(duì)潔凈和恒溫恒濕有不同需求，所以一般會(huì)分為以下幾類：
1、對(duì)潔凈度沒有明確要求的PCR實(shí)驗(yàn)室整體裝修造價(jià)約2500~3000元/㎡；
2、潔凈度為十萬(wàn)級(jí)的恒溫恒濕潔凈要求的PCR實(shí)驗(yàn)室整體裝修造價(jià)約3000~4000元/㎡；
以上估價(jià)祿米實(shí)驗(yàn)室是按以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的大概估價(jià)，僅供參考，其包含內(nèi)容：彩鋼板裝飾裝修、地面、電氣照明插座、紫外線滅菌、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)家具和給排水等內(nèi)容。不含實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、消防和環(huán)保處理部份。