工程案例
PCR擴(kuò)增檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室原則上分為四個(gè)單獨(dú)的工作區(qū)域:試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)、擴(kuò)增產(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)增反應(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。
2、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。
2.1、試劑貯存和準(zhǔn)備區(qū)
該實(shí)驗(yàn)區(qū)主要進(jìn)行的操作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應(yīng)混合液的制備。凈化實(shí)驗(yàn)室必須控制實(shí)驗(yàn)室的潔凈度,對新風(fēng)進(jìn)行過濾,使實(shí)驗(yàn)室達(dá)到一定的凈化要求。其中排風(fēng)系統(tǒng)是重點(diǎn),對于保證實(shí)驗(yàn)室相對負(fù)壓環(huán)境和有效過濾室內(nèi)污染排風(fēng)起著重要的作用。試劑和用于樣品制作的材料應(yīng)直接運(yùn)送至該區(qū),不得經(jīng)過其他區(qū)域。試劑原材料必須貯存在本區(qū)內(nèi),并在本區(qū)內(nèi)制備成所需的貯存試劑。 對與氣流壓力的控制,本區(qū)并沒有嚴(yán)格的要求。
2.2、標(biāo)本制備區(qū)
該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為樣本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴(kuò)增反應(yīng)管和測定DNA的合成。 本區(qū)的壓力梯度要求為:相對于鄰近區(qū)域?yàn)檎龎?,以避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染。另外,由于在加樣操作中可能會發(fā)生氣溶膠所致的污染,所以應(yīng)避免在本區(qū)內(nèi)不必要的走動(dòng)。
2.3、擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)
該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為DNA擴(kuò)增。此外,已制備的DNA模板 (來自樣本制備區(qū))的加入和主反應(yīng)混合液(來自試劑貯存和制備區(qū))制備成反應(yīng)混合液等也可在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行。 本區(qū)的壓力梯度要求為:相對于鄰近區(qū)域?yàn)樨?fù)壓,以避免氣溶膠從本區(qū)漏出。為避免氣溶膠所致的污染,應(yīng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)的不必要的走動(dòng)。個(gè)別操作如加樣等應(yīng)在超凈臺內(nèi)進(jìn)行。
2.4、擴(kuò)增產(chǎn)物分析(Analyse)區(qū)
該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為擴(kuò)增片段的測定。 本區(qū)是最主要的擴(kuò)增產(chǎn)物污染來源,因此對本區(qū)的壓力梯度的要求為:相對于鄰近區(qū)域?yàn)樨?fù)壓,以避免擴(kuò)增產(chǎn)物從本區(qū)擴(kuò)散至其它區(qū)域。
3、污染的預(yù)防與控制
PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的核心(core)問題是如何避免污染。在實(shí)際工作中,常見的有以下幾種污染類型:擴(kuò)增產(chǎn)物的污染;天然基因組DNA的污染;試劑的污染以及標(biāo)本間的污染。由于一旦發(fā)生污染,實(shí)驗(yàn)就必須停止,直到找到污染源為止,而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果必須作廢,需重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所以發(fā)生污染后再圍繞(circumfuse)實(shí)驗(yàn)室來尋找污染源不但耗時(shí)而且繁瑣(fán suǒ),浪費(fèi)人力物力。因此要避免污染,首先應(yīng)是預(yù)防,而不是排除。
3.1、工作區(qū)域的嚴(yán)格劃分
3.2、合理的系統(tǒng)設(shè)置
3.3、 標(biāo)準(zhǔn)的操作
3.4、嚴(yán)格的管理
3.5、完備的實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施
完備的實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施是保證實(shí)驗(yàn)工作的必要條件,應(yīng)根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不同配備相應(yīng)的設(shè)備和儀器,如超凈工作臺、離心機(jī)、加樣器等。潔凈實(shí)驗(yàn)室主要用于微生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、基因重組以及生物制品等研究使用的實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)稱潔凈實(shí)驗(yàn)室-生物安全實(shí)驗(yàn)室。無菌試驗(yàn)室、生物安全實(shí)驗(yàn)室由主實(shí)功能驗(yàn)室與其他實(shí)驗(yàn)室及輔助功能用房組成。