热点 | PCR实验室整体建设攻略

目前我国新冠疫情防控正处于“外防输入、内防反弹”新阶段。在国务院印发的《关于进一步做好疫情期间新冠病毒检测有关工作的通知》中指出防控要常态化、扩大化，要进一步加强实验室建设，提高新冠病毒检测能力，具体要求如下：

基因扩增检测实验室也叫PCR实验室，是采用PCR技术应用于临床基因诊断的工作场所。PCR实验室有严格的质量保证程序，对环境因素有较高的要求，并严格遵循规章制度。规范化的PCR实验室管理是PCR技术本身需要，也是临床应用该技术的前提。

PCR检验试剂的准备—样品的制备—核酸（或）蛋白等目标物质的提取—PCR扩增实验—产物分析（电泳、凝胶成像等）或者荧光定量—结果判定—结果表达，出具检验报告。若采用“一步法”核酸提取技术，可在常温下快速裂解病原体，无需加热煮沸和换管，通过简单的操作即可实现样本核酸的快速提取。若采用荧光定量PCR，则扩增和产物分析在同一个步骤中进行。

原则上PCR实验室应当设置四个区域：试剂准备区、样品制备区、扩增区、产物分析区。但以新冠病毒核酸检测为例，基于荧光定量PCR技术平台的实验室设计，可主要设置3个区域：试剂准备区、样品制备区与扩增区（即将产物分析区与扩增区合并）。

PCR实验室平面布局图

1、试剂贮存和准备区

该实验区主要进行的操作为贮存试剂的制备、试剂的分装和主反应混合液的制备。试剂和用于标本制作的材料应直接运送至该区，不得经过其他区域。试剂原材料必须贮存在本区内，并在本区内制备成所需的贮存试剂。仪器设备主要有冰箱、超净台、加样器、混匀器、天平和离心机等。

2、标本制备区

该区域主要进行的操作为临床标本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、贮存及其加入至扩增反应管和测定RNA时cDNA的合成。仪器设备主要有生物安全柜、加样器、离心机、温育仪、混匀器等。若采用“一步法”核酸提取平台，则无需使用温育仪、高速离心机等设备。

3、扩增反应混合物配制和扩增区

该区域主要进行的操作为DNA或cDNA扩增。扩增区主要配备PCR实验室核心仪器PCR仪，需配备专门UPS电源。

4、扩增产物分析区

该区域主要进行的操作为扩增片段的测定。如使用全自动封闭分析仪器检测，此区域可不设。

实验室的整体设计和运作直接影响到检测结果的准确度、稳定性和生物安全等。PCR实验室整体解决方案包括规划设计管理、仪器试剂配套、技术服务支持、人员专业培训等多个方面，是一体化、多元化的系统解决方案，在设计落地过程中，需重点关注以下三方面：

1、高精度、简便化

PCR检测精确度偏低的情况下容易出现“假阴性”和漏检情况，临床检测对线性范围、灵敏度、特异性、操作简单等标准快速提升的需求极其迫切，核酸检测整体方案将向高精度、简便化进一步发展。以新冠病毒检测为例，圣湘生物自主研发的新型冠状病毒核酸试剂，可搭配一步法核酸免提取技术，在常温下快速裂解病原体，无需加热煮沸和换管，通过简单的操作即可实现样本核酸的快速提取，将生物安全及气溶胶风险降到最低；可在2小时内完成96个样本的检测，灵敏度可达到200copies/ml。

2、自动化、系统化

据统计，50%-70%的检验结果误差出现在分析前处理阶段。临床诊断试剂和设备已经出现自动化、系统化的发展趋势。圣湘生物拥有5款自主研发的全自动核酸提取仪器，搭载 “DNA/RNA一步法”技术，可供客户根据具体需求进行选择，实现自动化大批量核酸提取和检测。

3、一体化、小型化

新技术的发展使复杂的临床检验向床边检验转变，小巧、简便且精确的床旁化检验仪器已然兴起。在疫情等突发应急事件中，在乡镇卫生院、社区医院里，小型化、即时检验仪器较大型设备更能发挥独到作用。圣湘生物iPonatic(POCT)核酸检测分析仪于2020年4月22日通过国家药品监督管理局三类审批，结合适应快速扩增的反应体系和引物探针设计，可在较短时间内实现简便、快速的分子检测流程。

综上可见，PCR实验室整体解决方案是全方位、多元化的系统，包括设计承建、设备配套、试剂耗材、人员培训、现场验收、咨询指导、新开项目临床学术交流、科研课题合作等多方面专业支持和服务。为此，具备产业化运作能力、一体化研发技术平台、有丰富合作经验积累和优良质量服务保障的合作供应商将更具优势。