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PCR基因擴增實(shí)驗室

作者:admin 出處:科瓦特發(fā)表時(shí)間:2021-01-11 08:43:42
 

PCR基因擴增實(shí)驗室介紹和標準:

PCR實(shí)驗室又叫基因擴增實(shí)驗室。PCR是聚合酶鏈式反應(PolymeraseChainReaction)的簡(jiǎn)稱(chēng)。是一種分子生物學(xué)技術(shù),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(guò)DNA基因追蹤系統,能迅速掌握患者體內的病毒含量,其精確度高達納米級別。

PCR實(shí)驗室必須建立嚴格的實(shí)驗室管理制度、建立標準化操作程序(SOP)、建立系列質(zhì)量管理文件等,確保實(shí)驗室日常運行符合國家衛生部的要求,確保檢測結果準確、確保實(shí)驗室衛生安全,確保實(shí)驗室長(cháng)期穩定運行.

PCR設計規范/PRINCIPLES

配置原則 室全PCR線(xiàn)實(shí)驗(高檔實(shí)驗室) 標準PCR實(shí)驗室(中檔實(shí)驗室) 普通實(shí)驗室(普通實(shí)驗室) 測序實(shí)驗室(專(zhuān)科實(shí)驗室)
開(kāi)展項目            涵蓋了目前分子生物學(xué)能開(kāi)展所有項目,達到國內甚至 一流CR實(shí)驗室水平。 檢測項目齊全,涵蓋了目前臨床需求的常規檢測項目,達到國內PCR標準實(shí)驗室的檢測水平。 臨床科室或小型醫院開(kāi)展PCR項目,檢測項目滿(mǎn)足臨床需求,達到或達不到國內PCR標準實(shí)驗室的標準。 開(kāi)展測序的所有檢測項目,達到標準PCR實(shí)驗室水平
項目 性            除開(kāi)展常規的檢測項目外,還需開(kāi)展高端項目,如測序項目、超敏PCR項目、腫瘤檢測等高端項目。 開(kāi)展項目技術(shù)性能基本滿(mǎn)足臨床需求,達到國內PCR標準實(shí)驗室的檢測水平。 開(kāi)展項目技術(shù)性只能滿(mǎn)足科室或小型醫院的當前需求,不具有 性。 PCR測序檢測項目,達到個(gè)體化診療的需求。
人員要求            至少有兩人,除經(jīng)過(guò)普通PCR上崗培訓外,要具有測序項目檢測實(shí)驗及結果分析能力。 至少有兩人,除經(jīng)過(guò)普通PCR上崗培訓外,要具有測序項目檢測實(shí)驗及結果分析能力。 至少有兩人,除經(jīng)過(guò)普通PCR上崗培訓外,要具有測序項目檢測實(shí)驗及結果分析能力。 至少有兩人,除經(jīng)過(guò)普通PCR上崗培訓外,要具有測序項目檢測實(shí)驗及結果分析能力。
 

PCR基因擴增實(shí)驗室技術(shù)參數:


區域 壓力 溫度 相對濕度 照明
PCR走廊 +5-0Pa 20-26度 40-60%RH 主實(shí)驗室≥300LX,其余房間20-300LX
PCR試劑準備區 +10Pa
PCR樣品制備區 +15Pa
PCR擴增及擴增產(chǎn)物分析區 -15-250Pa

基因擴增檢驗實(shí)驗室平面布局

1)臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室區域設置原則

1、 試劑儲存和準備區                                                          2、 標本制備區
PCR實(shí)驗室試劑準備區PCR產(chǎn)物擴增區
3、 擴增反應混合物配制和擴增區                                4、 擴增產(chǎn)物分析區
PCR擴增區PCR產(chǎn)物分析區

如使用全自動(dòng)分析儀,區域可適當合并。

2)各工作區域必須有明確的標記,避免不同工作區域內的設備、物品混用。

3)進(jìn)入各工作區域必須嚴格按照單一方向進(jìn)行,即試劑儲存和準備區—>標本制備區—>擴增反應混合物配制和擴增區—>擴增產(chǎn)物分析區。

4)不同的工作區域使用不同的工作服(例如不同的顏色)。工作人員離開(kāi)各工作區域時(shí),不得將工作服帶出。

 PCR基因擴增實(shí)驗室平面圖

PCR基因擴增實(shí)驗室平面圖

PCR擴增檢驗實(shí)驗室原則上分為三個(gè)單獨的工作區域:試劑貯存和準備區、標本制備區、擴增和擴增產(chǎn)物分析區。為避免交叉污染,進(jìn)入各個(gè)工作區域必須嚴格遵循單一方向進(jìn)行,即只能從試劑貯存和準備區→標本制備區→擴增和擴增產(chǎn)物分析區。各實(shí)驗區之間的試劑及樣品傳遞應通過(guò)傳遞窗進(jìn)行。

(1)試劑貯存和準備區

該實(shí)驗區主要進(jìn)行的操作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應混合液的制備。試劑和用于樣品制作的材料應直接運送至該區,不得經(jīng)過(guò)其他區域。試劑原材料必須貯存在本區內,并在本區內制備成所需的貯存試劑。對與氣流壓力的控制,本區應對外界保持微正壓。

(2)標本制備區

該區域主要進(jìn)行的操作為樣本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴增反應管和測定DNA的合成。本區的壓力梯度要求為:相對于鄰近區域為正壓,以避免從鄰近區進(jìn)入本區的氣溶膠污染。另外,由于在加樣操作中可能會(huì )發(fā)生氣溶膠所致的污染,所以應避免在本區內不必要的走動(dòng)。

(3-4)擴增和擴增產(chǎn)物分析區

該區域主要進(jìn)行的操作為DNA擴增和擴增片段的測定。此外,已制備的DNA模板(來(lái)自樣本制備區)的加入和主反應混合液(來(lái)自試劑貯存和制備區)制備成反應混合液等也可在本區內進(jìn)行。本區的壓力梯度要求為:相對于鄰近區域為負壓,以避免氣溶膠從本區漏出。為避免氣溶膠所致的污染,應盡量減少在本區內的不必要的走動(dòng)。個(gè)別操作如加樣等應在超凈臺內進(jìn)行。

PCR區完成以后,需要分析樣品并解釋數據,應該留出一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于反應后處理樣品的地方。后PCR活動(dòng)中使用的所用試劑、一次性耗材和儀器都必須是專(zhuān)門(mén)用于這一目的,決不能把實(shí)驗室這一區域的試劑或儀器用于任何前PCR活動(dòng)。產(chǎn)物分析區如使用全自動(dòng)分析儀,區域可適當合并。

(5)緩沖區與沖洗區

整個(gè)區域有一個(gè)整體緩沖走廊。每個(gè)獨立實(shí)驗區設置有緩沖區,同時(shí)各區通過(guò)氣壓調節,使整個(gè)PCR實(shí)驗過(guò)程中試劑和標本免受氣溶膠的污染并降低擴增產(chǎn)物對人員和環(huán)境的污染。

可打開(kāi)緩沖區Ⅰ,緩沖區Ⅱ和PCR擴增區的排風(fēng)扇往外排氣,在實(shí)驗區的外墻上和各扇門(mén)上都安裝有風(fēng)量可調的回風(fēng)口,空氣通過(guò)回風(fēng)口向室內換氣。外面有用于實(shí)驗后消毒,消毒區域有專(zhuān)用清洗液和專(zhuān)用潔凈洗手池,以及消毒紙巾。

若房間進(jìn)深允許,可設PCR內部專(zhuān)用走廊。需要指出的是在減少室內外空氣交換方面,緩沖間比專(zhuān)用走廊更有意義。

各個(gè)區域之間應具備單向的實(shí)驗工藝流、物流、人流與氣流,形成單向流程的保護屏障,避免實(shí)驗之間的相互干擾,防止核酸氣溶膠對實(shí)驗過(guò)程造成污染產(chǎn)生假性結果。

PCR實(shí)驗室案例欣賞


以下為科瓦特設計的疾控中心PCR基因擴增實(shí)驗室的整體建設:

1、主體結構:

主體為彩鋼板、鋁合金型材。室內所有陰角、陽(yáng)角均采用鋁合金50內圓角鋁,從而解決容易污染、積塵、不易清掃等問(wèn)題。結構牢固,線(xiàn)條簡(jiǎn)明,美觀(guān)大方,密封性好。

2、標準的三區分隔和氣壓調節:

將PCR過(guò)程分成試劑準備、標本制備和PCR擴增、分析三個(gè)(或)四個(gè)獨立的實(shí)驗區。整個(gè)區域有一個(gè)整體緩沖走廊。每個(gè)獨立實(shí)驗區設置有緩沖區,同時(shí)各區通過(guò)氣壓調節,使整個(gè)PCR實(shí)驗過(guò)程中試劑和標本免受氣溶膠的污染并降低擴增產(chǎn)物對人員和環(huán)境的污染。

可打開(kāi)緩沖區Ⅰ,緩沖區Ⅱ和PCR擴增區的排風(fēng)扇往外排氣,在實(shí)驗區的外墻上和各扇門(mén)上都安裝有風(fēng)量可調的回風(fēng)口,空氣通過(guò)回風(fēng)口向室內換氣。

3、消毒:

在三個(gè)實(shí)驗區和三個(gè)緩沖區頂部以及傳送窗內部安裝有紫外燈,供消毒用。在試劑準備區和標本制備區還設置移動(dòng)紫外線(xiàn)燈,對實(shí)驗桌進(jìn)行局部消毒。

4、機械連鎖不銹鋼傳遞窗:

試劑和標本通過(guò)機械連鎖不銹鋼(不建議使用電子連鎖方式)傳遞窗傳遞,保證試劑和標本在傳遞過(guò)程中不受污染(人物分流)。

5、地面

地面建議使用PVC卷材地面或自流坪地面,整體性好。便于進(jìn)行清掃,耐腐蝕。沒(méi)有條件的也可采用水磨石地面,或大塊的瓷磚(至少800mm×800mm)接縫需要小于2mm。

6、照明

 

燈具要選用凈化燈具,能達到便于清洗、不積塵的特點(diǎn)。

科瓦特PCR實(shí)驗室案例展示:

PCR實(shí)驗室細節圖PCR產(chǎn)物分析區
                      生物安全標識                                                   產(chǎn)物擴增區
PCR實(shí)驗室產(chǎn)物分析區PCR緩沖區
                        PCR標本制備區                                         PCR緩沖區
PCR洗手消毒區PCR換衣處

                            PCR洗手消毒區                                          PCR沐浴換衣區
PCR通風(fēng)與消防區PCR控制系統
   PCR通風(fēng)與消防區 (不同區域工作人員衣服不同)                    PCR負壓控制區

在建設的過(guò)程中應注意:

●規范的安裝流程和全面的服務(wù)流程。

●嚴格按照規范科學(xué)設計的安裝流程。

●安裝前需要確定以下安裝條件,如:電源電壓,電源進(jìn)線(xiàn)位置,電話(huà)網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)位置,進(jìn)水水壓,最小安裝空間,地面平整度,通風(fēng)孔、進(jìn)水管和下水管的位置等,理想狀態(tài)的空間尺寸和通風(fēng)口尺寸。

PCR即聚合酶鏈式反應,是分子生物學(xué)研究和實(shí)驗的常規方法,也是生物學(xué)、醫學(xué)臨床等領(lǐng)域廣泛應用的實(shí)驗技術(shù)。其特點(diǎn)是能將微量的DNA大幅增加。實(shí)驗室分為四個(gè)區域,進(jìn)入各工作區域必須嚴格按照單一方向進(jìn)行,不同的工作區域使用不同的工作服(例如不同的顏色)。工作人員離開(kāi)各工作區域時(shí),不得將工作服帶出,

PCR整體實(shí)驗室區域分別為:

1.試劑配制區

2.樣品處理區

3.核酸擴增區

PCR實(shí)驗室可以是分散形式,也可以是組合形式。完成一組PCR實(shí)驗,通常應經(jīng)過(guò)試劑配制、樣品處理、核酸擴增及產(chǎn)物分析四個(gè)實(shí)驗過(guò)程,若實(shí)驗工藝需要,還應增加樣品粉碎過(guò)程。

一、分散形式PCR實(shí)驗室

所謂分散形式PCR實(shí)驗室,是指完成上述實(shí)驗過(guò)程的實(shí)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實(shí)驗室,由于各個(gè)實(shí)驗之間不易相互干擾,因此無(wú)需特殊條件要求。

pcr實(shí)驗室

二、組合形式PCR實(shí)驗室

所謂組合形式PCR實(shí)驗室,是指完成PCR四個(gè)實(shí)驗過(guò)程的實(shí)驗用房相鄰布置,組成獨立實(shí)驗區域的形式。對于組合形式PCR實(shí)驗室,由于各個(gè)實(shí)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。試劑配制室及樣品處理室宜呈微正壓,以防外界含核酸氣溶膠的空氣進(jìn)入,造成污染;核酸擴增室及產(chǎn)物分析室應呈微負壓,以防含核酸的氣溶膠擴散出去污染試劑與樣品。

如果使用熒光PCR儀,擴增室和產(chǎn)物分析室可以合并。

若房間進(jìn)深允許,可設PCR內部專(zhuān)用走廊。需要指出的是在減少室內外空氣交換方面,緩沖間比專(zhuān)用走廊更有意義。

各個(gè)區域之間應具備單向的實(shí)驗工藝流、物流、人流與氣流,形成單向流程的保護屏障,避免實(shí)驗之間的相互干擾,防止核酸氣溶膠對實(shí)驗過(guò)程造成污染產(chǎn)生假性結果。

實(shí)驗室的墻體,包括頂棚,應結構牢固、氣密性好;所有陰角宜采用圓弧形線(xiàn)條過(guò)渡;墻體內壁光潔、不吸附、耐腐蝕、易清洗消毒;地面材料應滿(mǎn)足無(wú)縫隙、無(wú)滲漏、光潔、耐腐蝕的要求.。

PCR實(shí)驗室設置和驗收

擬設置臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室的醫療機構按照《臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室基本設置標準》籌建實(shí)驗室;籌建完成后,由法定代表人向衛生部臨檢中心提出技術(shù)驗收申請。

申請時(shí)需提交以下材料:

(一)《醫療機構執業(yè)許可證》復印件;

(二)可行性研究報告;

1、擬設臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室機構的所在地醫療衛生資源狀況、本機構的基本情況、對臨床基因擴增檢驗的需求以及臨床基因擴增實(shí)驗室運行的預測分析;

2、擬設臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室的設置平面圖;

3、擬設臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室將開(kāi)展的檢驗項目、實(shí)驗設備條件和有關(guān)技術(shù)人員資料

PCR實(shí)驗室驗收條件:

1根據衛生部臨檢中心規定,凡是根據需要開(kāi)展PCR檢測實(shí)驗室建設的醫療機構均通過(guò)衛生臨床檢驗中心實(shí)驗室驗收并取得合格證書(shū)方可開(kāi)展工作。二級以上醫院方可設立PCR實(shí)驗室,含專(zhuān)科醫院。

2驗收規定:

三級醫院由衛生部臨床檢驗中心組織專(zhuān)家(一般均為各省臨床檢驗中心主任)進(jìn)行,二級醫院由各個(gè)省臨床檢驗中心組織專(zhuān)家(一般為本省醫療機構主任級別專(zhuān)家)進(jìn)行驗收。按照《臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室基本設置標準》對提出申請的臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室進(jìn)行技術(shù)驗收。驗收完成后,在20日內將驗收報告寄送至申請機構。

驗收人員組成:一個(gè)驗收小組一般為3人,其中一人為聯(lián)絡(luò )小組組長(cháng),其他為其他省臨床檢驗中心主任或者本省醫院內任職專(zhuān)家。

PCR實(shí)驗室所在科室規定:根據規定,PCR檢測應該由各醫院的檢驗科開(kāi)展,其他科室如傳染科,皮膚科等,要求開(kāi)展并申請驗收的,應該事先由各省臨床檢驗中心認可。

PCR實(shí)驗室人員規定:根據規定,PCR實(shí)驗室操作人員至少2名,且有PCR上崗培訓合格證。

PCR實(shí)驗室設備:PCR實(shí)驗室內所需要的醫療設備均需要取得相關(guān)醫療器械注冊許可證,檢測試劑均需要取得新藥證書(shū)和藥品生產(chǎn)文號,熒光定量PCR不得使用超過(guò)五年。

PCR實(shí)驗室認證實(shí)施規定:

PCR實(shí)驗室認證驗收時(shí),均會(huì )給定未知標本5份(一般是HBV-DNA,可能是近一兩年的衛生部臨床檢驗中心室間質(zhì)控品),要求待認證實(shí)驗室做實(shí)驗并打印報告單作為驗收的重要實(shí)驗依據。一般要求5份標本的定量結果必須在范圍值之內,否則不合格。

PCR實(shí)驗室各區域管理規定:
 


試劑準備區工作制度

一、實(shí)驗人員進(jìn)入該區須更換工作服,穿本區專(zhuān)用綠色工作服,戴帽子、口罩及更換專(zhuān)用拖鞋。

二、實(shí)驗員在試劑準備區接收標本、準備實(shí)驗用的試劑。

三、實(shí)驗員每天收齊標本,驗收登記后,將標本通過(guò)傳遞窗送入標本制備區。四、在試劑準備區配置好試劑后放入冰箱內備用。需要時(shí)通過(guò)傳遞窗送入標本制備區。

五、每天的標本及配置的試劑須登記記錄,應書(shū)寫(xiě)工整詳細,使用本區專(zhuān)用的、帶有本室標識的記錄本、紙和筆。

六、將本區廢棄物裝入本室垃圾袋中,有專(zhuān)人將垃圾帶出實(shí)驗室交醫院集中處理。

七、實(shí)驗后須使用含氯消毒液及75%的乙醇擦拭實(shí)驗臺面,紫外燈消毒30分鐘,記錄紫外燈、冰箱、離心機等儀器的使用情況。
PCR篩查檢測工作人員

標本制備區工作制度

一、實(shí)驗人員進(jìn)入該區須更換工作服,穿上本區專(zhuān)用藍色工作服,戴帽子、口罩及更換專(zhuān)用拖鞋。

二、把已準備好的試劑放入冰箱試劑存放專(zhuān)區暫存。

三、記錄溫濕度計讀數、冰箱的溫度。

四、嚴格按照SOP文件及試劑盒要求進(jìn)行實(shí)驗操作,加樣好的PCR管須通過(guò)傳遞窗送入擴增及產(chǎn)物區。

五、使用本區專(zhuān)用的移液器及吸頭,使用過(guò)的離心管、吸頭須置于盛有含氯消毒液的廢液缸中,實(shí)驗完畢后及時(shí)處理。將本區廢棄物裝入本室垃圾袋中,有專(zhuān)人將垃圾帶出實(shí)驗室交醫院集中處理。

六、使用本區專(zhuān)用的帶有本區標識的記錄本、紙和筆,其他區的用品不得帶入本區。

七、實(shí)驗完畢關(guān)閉所有儀器,記錄儀器使用時(shí)間和運行狀態(tài)。

八、實(shí)驗后須使用含氯消毒液及75%的乙醇擦拭實(shí)驗臺面,紫外燈消毒30分鐘,記錄紫外燈、冰箱、離心機等儀器的使用情況。

PRC產(chǎn)物分析工作人員

擴增及產(chǎn)物分析區工作制度

一、實(shí)驗人員進(jìn)入該區須更換工作服,穿上本區專(zhuān)用粉紅色工作服,戴帽子、口罩及更換專(zhuān)用拖鞋。

二、記錄溫濕度計讀數、冰箱的溫度。

三、本區主要進(jìn)行目的基因的擴增及分析,須熟悉各擴增儀的使用,擴增分析完后,記錄結果。

四、得到當天室內質(zhì)控結果后,及時(shí)記錄在室內質(zhì)控圖上并進(jìn)行分析。

五、試驗完畢后關(guān)掉擴增儀,記錄儀器使用時(shí)間和運行狀態(tài)。

六、每周由實(shí)驗室負責人對進(jìn)行清潔維護并記錄。

七、擴增分析完后的反應管,須裝入本室垃圾袋中,有專(zhuān)人將垃圾帶出實(shí)驗室交醫院集中處理。

八、使用本區專(zhuān)用的帶有本區標識的記錄本、紙和筆,其他區的用品不得帶入本區。

九、實(shí)驗后須使用含氯消毒液及75%的乙醇擦拭實(shí)驗臺面,紫外燈消毒30分鐘,記錄紫外燈、冰箱、離心機等儀器的使用情況。


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