一、PCR實(shí)驗(yàn)室裝修知識
這里著重介紹PCR實(shí)驗(yàn)室裝修的功能區(qū)劃分,建議從3方面來考慮,即:普通實(shí)驗(yàn)區(qū)、污染控制區(qū)、氣流組織。
1.普通實(shí)驗(yàn)區(qū)
包括產(chǎn)物分析區(qū)、擴(kuò)增區(qū)、樣品制備區(qū)、試劑準(zhǔn)備區(qū)這4個區(qū)域。
2.污染控制區(qū)
此區(qū)域的規(guī)劃有3套方案,第1套為各功能間相互串通,以套間方式進(jìn)入人流/物流;第2套為設(shè)置獨(dú)立緩沖間,人流/物流分道,流程相鄰間設(shè)置物流傳遞窗;第3套為設(shè)置共用緩沖間/緩沖走廊。
3.氣流組織
各個區(qū)域之間應(yīng)具備單相的實(shí)驗(yàn)工藝流、物流、人流和氣流,形成單向流程的保護(hù)屏障,避免實(shí)驗(yàn)之間的相互干擾,防止核酸氣溶膠對實(shí)驗(yàn)過程造成污染產(chǎn)生假性結(jié)果。PCR實(shí)驗(yàn)室并沒有嚴(yán)格的凈化要求,但是為避免各個實(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,要嚴(yán)格控制送、排風(fēng)的比例以保證個實(shí)驗(yàn)區(qū)的壓力要求。
PCR實(shí)驗(yàn)室裝修的氣流組織需要從原始試劑混配室、DNA提取室、PCR擴(kuò)增室、檢測室、送風(fēng)口這5方面來考慮。
①原始試劑混配室:房間壓差為正壓,配備有潔凈工作臺,以防止其他功能間對本房間的污染。
②DNA提取室:房間壓差為負(fù)壓,配備有排風(fēng)系統(tǒng),以防止提取核酸產(chǎn)生的氣溶膠對工作人員的傷害及擴(kuò)散污染。
③PCR擴(kuò)增室:房間壓差為負(fù)壓,與DNA提取室一樣,配備有排風(fēng)系統(tǒng),以防止擴(kuò)增產(chǎn)物造成的擴(kuò)散污染。
④檢測室:房間壓差為負(fù)壓,與DNA提取室、PCR擴(kuò)增室一樣,配備有排風(fēng)系統(tǒng),以防止相關(guān)污染。
⑤送風(fēng)口:采用的是頂送風(fēng),側(cè)下回/排風(fēng)方式。
二、PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)知識
這里著重介紹PCR走廊、傳遞窗這2方面的最新知識。
1、PCR走廊
PCR走廊并不是標(biāo)配,進(jìn)深不夠時不要做PCR走廊,且PCR走廊會增加交叉污染。
Tips:這4個分區(qū)(試劑儲存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、核算擴(kuò)增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū))原本就不需連接在一起,且在物理空間上必須是完全相互獨(dú)立的,各區(qū)域無論在空間上還是在使用中,應(yīng)當(dāng)始終處于完全的分隔狀態(tài),不能有空氣的直接相通。
2、傳遞窗
并非必須設(shè)置(只要不涉及潔/污分流就不需要設(shè)置傳遞窗),但一般實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)/實(shí)驗(yàn)人員喜歡設(shè)置。
Tips:傳遞窗的本質(zhì)—同緩沖間,是物流的緩沖間。在PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中,試劑準(zhǔn)備和標(biāo)本制備間是重點(diǎn)保護(hù)的區(qū)域,此處最好不要加傳遞窗,防止交叉污染。實(shí)驗(yàn)中的污染風(fēng)險主要來自于核酸擴(kuò)增時的加樣行為,但由于操作在生物安全柜(起超凈臺的作用,最新做法)內(nèi)進(jìn)行,且確?諝獠煌庖,因此不存在污染。
三、PCR實(shí)驗(yàn)室的管理要點(diǎn):
1、樣品制備區(qū)
這個區(qū)域?qū)iT用作樣品的制備,在制備和操作用于核酸提取的試劑時應(yīng)該采取預(yù)防措施;
未設(shè)緩沖間時工作區(qū)域?yàn)樨?fù)壓或減壓,可安裝排風(fēng)系統(tǒng)。所有的器具在使用前應(yīng)經(jīng)過徹底清洗并消毒,防止交叉污染。主要設(shè)備有冰箱、生物安全柜(或潔凈工作臺、排風(fēng)柜)、離心機(jī)、加樣器、振蕩器、恒溫水浴、上下水裝置、廢棄物容器、紫外燈。根據(jù)制備樣品的性質(zhì)和要求決定操作臺是選用生物安全柜、潔凈工作臺還是排毒柜,如疾病控制中心、臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般選用生物安全柜,植物轉(zhuǎn)基因、檢疫等可選用排毒柜樣品制備需要較高潔凈條件的選用潔凈工作臺。
1)PCR產(chǎn)物和帶有要擴(kuò)增序列的產(chǎn)物DNA克隆不能在這個房間操作。
2)組織培養(yǎng)物、組織標(biāo)本和血清樣品都帶進(jìn)樣品準(zhǔn)備間處理,以根據(jù)應(yīng)用的需要提取DNA或RNA。
3)用于樣品處理的工具不能被用作普通分子克隆的工具,也不能用作操作靶序列。
4)DNA樣品應(yīng)該用有專門的防護(hù)或正壓活塞式移液管操作,以防止在吸取樣品時有氣溶膠遺留。
5)大體積樣品應(yīng)該用單獨(dú)包裝的無菌一次性移液管吸取。
6)管子打開前都要簡短離心以減少氣溶膠的產(chǎn)生,而且管子不能用力崩開,這樣會產(chǎn)生氣溶膠。
7)任何時候都應(yīng)該穿實(shí)驗(yàn)服和帶手套,手套要經(jīng)常更換,尤其在抽提過程中每一步之間都要更換。實(shí)驗(yàn)服要專門用于樣品準(zhǔn)備間,經(jīng)常清洗。
2、樣品準(zhǔn)備和RNA-PCR
RNA-PCR的額外步驟需要額外的樣品操作,這樣增加了樣品之間污染的機(jī)會。為了避免這一問題,反轉(zhuǎn)錄一步可以在樣品準(zhǔn)備區(qū)進(jìn)行。在RNA-PCR中應(yīng)用UNG以防止污染的方法也有報道。
3、前PCR區(qū)
必須有專門用于準(zhǔn)備各種反應(yīng)的區(qū)域,這個區(qū)域必須保持干凈,而且沒有來自克隆和樣品準(zhǔn)備的污染。前PCR區(qū)必須要有試劑和準(zhǔn)備,特別是專門用于前PCR區(qū)的正壓活塞式移液管。
4、PCR實(shí)驗(yàn)室試劑的操作
未設(shè)緩沖間的試劑儲存和準(zhǔn)備區(qū),工作區(qū)域?yàn)檎龎。用于擴(kuò)增的試劑應(yīng)冰凍儲存。主要設(shè)備有天平、冰箱、離心機(jī)、加樣器、振蕩器、紫外燈。
1)所用的所有溶液都應(yīng)該沒有核酸和(或)核酸酶(DNase和RNase)污染。
2)所有PCR試劑中使用的水都應(yīng)該是高質(zhì)量的-新鮮蒸餾的去離子水,用0.22μm過濾的,并且是高壓滅菌。
3)在20℃到25℃貯存的試劑建議加點(diǎn)像疊氮鈉一類的抗微生物劑,在擴(kuò)增試劑或樣品制備試劑中加入貯存的試劑0.025%的疊氮鈉不抑制擴(kuò)增反應(yīng)。
4)所用試劑都應(yīng)該以大體積配制,實(shí)驗(yàn)一下看試劑是否滿意,然后分裝成僅夠一次使用的量進(jìn)行貯存。
5)所有試劑和樣品準(zhǔn)備過程中都要使用一次性滅菌的瓶子和管子。
6)新配制的試劑在用于準(zhǔn)備新的標(biāo)本之前應(yīng)該加以檢驗(yàn)。
7)樣品準(zhǔn)備和前PCR區(qū)所使用的移液管在不使用時都應(yīng)該小心保存。
5、在前PCR區(qū)建立PCR混合物
1)可以把即刻可用的“主混合物”溶液配好、分裝并保存在-20℃或4℃,在實(shí)驗(yàn)室只涉及到擴(kuò)增一種或少數(shù)幾種特異序列時這樣做很有用。
2)如果你的實(shí)驗(yàn)室使用多套引物,以致于配制包括所有試劑的單一反應(yīng)混合物不夠經(jīng)濟(jì),可以考慮分裝保存夠一天的PCR成分。
3)作為一個規(guī)則,應(yīng)該保存一套陰性、弱陽性和強(qiáng)陽性對照樣品來分析樣品配制和PCR前過程的效率和潔凈程度。而且,你也希望通過使用一個已知的弱陽性樣品來驗(yàn)證你的樣品緩沖液以證明里面不含擴(kuò)增抑制物。
4)陰性樣品要與每組樣品同時做,以分析是否存在樣品與樣品之間的污染以及是否存在PCR產(chǎn)物的污染,陰性對照應(yīng)該包括核酸以外的所有試劑。
5)當(dāng)做陽性對照時,有兩個理由決定了應(yīng)該使用最少數(shù)量的核酸。
6)由于必須有對照反應(yīng),對照模板的特點(diǎn)應(yīng)該予以考慮。
6、后PCR區(qū)
PCR完成以后,需要分析樣品并解釋數(shù)據(jù),應(yīng)該留出一個專門用于反應(yīng)后處理樣品的地方。后PCR活動中使用的所用試劑、一次性耗材和儀器都必須是專門用于這一目的,決不能把實(shí)驗(yàn)室這一區(qū)域的試劑或儀器用于任何前PCR活動。