1、PCRPCR实验室暖通设计探讨实验室暖通设计探讨韩磊峰、郑若2014.10一一.PCR.PCR实验概述实验概述二二.PCR.PCR实验室平面布局实验室平面布局三三.PCR.PCR实验室实验室各房间主要功能和设备配置各房间主要功能和设备配置四四.PCR.PCR实验室空调通风设计实验室空调通风设计五五.总结总结一一.PCR.PCR实验概述实验概述 PCR实验是专门用来检验艾滋病、乙型肝炎、禽艾滋病、乙型肝炎、禽疫病疫病等病毒感染性疾病的一种检测手段。1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mullis等发明了具有划时代意义的PCR技术。1实验目的实验目的实验目的实验目的 PCRPCR(P
2、olymerase Chain Reaction)即 聚合酶链式反应聚合酶链式反应，又称无细胞分子克隆系统或体外酶促基因扩增法。是分子生物学研究和实验的常规方法，也是生物学、医学临床等领域广泛应用的实验技术。PCRPCR实验实验又称临床基因扩增实验临床基因扩增实验，通过将病毒体内所含的基因进行扩增，即将微量的DNA大幅增加，以测出一些病毒含量不高的感染者体内是否含有特定的病毒。1基本原理基本原理二二.PCRPCR实验室实验室平面布局平面布局 2四个区域四个区域试剂试剂配置室配置室样品样品处理室处理室核酸核酸扩增室扩增室产物产物分析室分析室缓冲缓冲缓冲缓冲缓冲缓冲缓冲缓冲PCRPCR专用走道专用
3、走道四个区域四个区域 上上海海第第三三人人民民医医院院2平面布局平面布局四个区域四个区域上海复旦大学附属华山医院上海复旦大学附属华山医院2平面布局平面布局平面布局平面布局四个区域四个区域 分散式分散式 各实验用房彼此相距较远，呈分散布置形式。各实验之间不易相互干扰。除各实验室自身做好防护，防止外界环境对实验造成影响外，其它无特殊条件要求。2布局形式布局形式平面布局平面布局四个区域四个区域 组合式组合式 完成PCR四个实验过程的实验用房相邻布置，形成集中、独立的实验区域。每个实验室应设置独立缓冲间、实验室间应设置带消毒装置的传递窗。2布局形式布局形式三三.PCRPCR实验室实验室的主要功能和设备
4、配置的主要功能和设备配置 3试剂储存和准备区试剂储存和准备区n主要功能主要功能试剂的制备和贮存试剂的分装主反应混合液的制备n设备配置设备配置 2-8和-15冰箱 混匀器 微量加样器（覆盖1-1000ul）移动紫外灯（近工作台面）消耗品：一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理的离心管和加样器吸头（带滤心）专用工作服和工作鞋 专用办公用品 3标本制备区标本制备区n主要功能主要功能核酸(RNA、DNA)提取、贮存扩增反应管的制作n设备配置设备配置2-8C冰箱、-20C或-80C冰箱 高速台式冷冻离心机 混匀器 水浴箱或加热模块 微量加样器（覆盖1-1000ul）可移动紫外灯（近工作台面）生物安全柜生物
5、安全柜消耗品：一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理 的离心管和加样器吸头（带滤心）专用工作服和工作鞋 专用办公用品 如需处理大分子DNA，应具有超声波水浴仪 3扩增反应混合物配扩增反应混合物配置和扩增区置和扩增区n主要功能主要功能DNA或cDNA扩增n设备配置设备配置核酸扩增仪 微量加样器（覆盖1-1000ul）可移动紫外灯（近工作台面）消耗品：一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理 的离心管和加样器吸头（带滤心）专用工作服和工作鞋 专用办公用品 3扩增产物分析区扩增产物分析区n主要功能主要功能扩增片段的测定n设备配置设备配置视检验方法不同而定。基本仪器设备如下：微量加样器（覆盖1-1000ul
6、可移动紫外灯（近工作台面）消耗品：一次性手套、一次性吸水纸、加样器吸头（带滤心）专用工作服和工作鞋 专用办公用品四四.PCRPCR实验室实验室空调通风设计空调通风设计国家关于国家关于PCR实验室建设及管理的现行技术规范和标准实验室建设及管理的现行技术规范和标准*临床基因扩增检验实验室管理暂行办法 卫生部*临床基因扩增检验实验室基本设置标准*临床基因扩增检验实验室工作规范*医疗机构临床基因扩增检验实验室管理办法卫办医政发 【2010】194号*医疗机构临床基因扩增检验实验室工作导则*生物安全实验室建筑技术规范 GB50346-2011*实验室生物安全通用要求GB19489-2008*洁净厂房设
7、计规范GB500732013*微生物和生物医学实验室生物安全通用准则WS233-2002 中华人民共和国卫生部4设计依据设计依据设计依据设计依据4医疗机构临床基因扩增检验实验室工作导则 “对于涉及临床样本的操作，应符合生物安全生物安全二二级级实验室防护设备、个人防护和操作规范的要求。”设计参数设计参数BSL-2设计依据设计依据4生物安全实验室建筑技术规范 GB50346-2011设计参数设计参数设计依据设计依据4生物安全实验室建筑技术规范 GB50346-2011设计参数设计参数设计依据设计依据4临床基因扩增（PCR）检验实验室规范 标本制备区：“可通过在本区内设立设立正压正压条件条件避免从邻
8、近区进入本区的气溶胶污染。”扩增区：“可降低本区的气压降低本区的气压以避免气溶胶从本区漏出。”扩增产物分析区：“采用负压负压条件或减压情况条件或减压情况下(如安装排风扇)可减少扩增产物从本区扩散至前面区域的可能性。”设计参数设计参数设计依据设计依据4设计参数设计参数区域洁净度等级最小换气次数（次/小时）与室外方向上相邻相通房间最小压差(Pa)温度（）相对湿度（%）风速（m/s）噪声dB（A）试剂储存和准备区81210182640600.1560标本制备区8158182640600.1560扩增反应混合物配制和扩增区815-10182640600.1560扩增产物分析区815-151826406
9、00.1560缓冲间-6018274060-60PCR专用走廊-6518274060-60PCR 实验室室内设计参数n空调负荷构成围护结构负荷人员负荷（一般少于常规）照明负荷设备负荷（冰箱、仪器设备）新风负荷（最大组成部分）设计依据设计依据设计参数设计参数4空调设计空调设计设计依据设计依据设计参数设计参数4空调设计空调设计n全空气系统 三级过滤（初效+中效+高效）空调风机变频，选用运行曲线陡降型对于设有生物安全柜的房间设置独立的变 风量新风系统全面排风与生物安全柜排风分开设置设计依据设计依据设计参数设计参数n净化风机盘管+变风量新风系统净化风机盘管送、回风口可以采用低低阻阻 高中效过滤高中效过
10、滤4空调设计空调设计设计依据设计依据设计参数设计参数n净化风机盘管+变风量新风系统净化风机盘管送、回风口可以采用低低阻阻 高中效过滤器高中效过滤器4空调设计空调设计超低阻高中效过滤器对大气菌的过滤效率达到超低阻高中效过滤器对大气菌的过滤效率达到95%设计依据设计依据设计参数设计参数n净化风机盘管+变风量新风系统净化风机盘管送、回风口可以采用低低阻阻 高中效过滤器高中效过滤器新风系统根据房间内生物安全柜的运行情况变频运行全面排风与生物安全柜排风分开设置4空调设计空调设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4通风设计通风设计n全面通风换气次数6次/小时送风采用新风机组经热、湿处理及三级
11、初效+中效+亚高效）过滤后送入室内排风口设置于房间的下部，且在排风口设置高效过滤器新风机组和排风机均采用变频机组，以应对工况的改变n局部排风生物安全柜，柜口面风速0.5m/s；采用级B2型生物安全柜生物安全柜排风系统单独设置，高空排放，且在排风入口设置高效过滤器，室外排风口高于所在建筑物屋面2m以上多台生物安全柜并联运行时应采用变风量排风系统，其新风补风系统也应变风量运行空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4通风设计通风设计新、排风系统变风量运行示意图通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4气流组织设计气流组织设计n为避免交叉污染，PCR实验室空气流向必
12、须严格遵循单一方向进行，即只能从试剂贮存和准备区标本制备区扩增反应混合物配制和扩增区扩增产物分析区 n气流组织采用上送下排，送风口和排风口布置应使室内气流停滞的空间降低到最小程度n在生物安全柜操作面或其他有气溶胶操作地点的上方附近不得设送风口n高效过滤器排风口应设在室内被污染风险最高的区域，单向布置，不得有障碍通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4气流组织设计气流组织设计气流组织设计气流组织设计通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4压差控制压差控制缝隙法缝隙法计算实验室及缓冲间保持一定压力时所需要的送风量和排风量计算公式：（ASHRAE
13、handbook-HVAC application）其中 P-压差（Pa）-空气密度，取1.2kg/m3 V -流量，m3/h;A-根据缝隙宽度计算的泄漏面积，m2;常数，取0.72；n缝隙法计算气流组织设计气流组织设计通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4压差控制压差控制安装压差控制器压差控制器测量实验室、缓冲间与参照区域间的实际压差，和设定值进行比较，根据控制器的PID运算得出偏差值，以此为信号控制送风阀的动作，进而对房间送风量及送/排风量差进行调节，从而最终控制房间的压差值。n压差控制器控制 条件：闭环控制变风量调节阀响应时间小于1S风量平衡相应时间小于3S气
14、流组织设计气流组织设计通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4压差控制压差控制压差控制压差控制气流组织设计气流组织设计通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4其他设置其他设置空调及通风系统采用间歇运行压差控制压差控制气流组织设计气流组织设计通风设计通风设计空调设计空调设计设计参数设计参数设计依据设计依据4其他设置其他设置全空气系统空调箱内宜设置光催化空气杀菌消毒类装置；净化风机盘管宜在回风口设置光催化空气杀菌消毒类装置五五.总结总结总结总结5PCR实验室要严格贯彻既有安全工作制度或安全标准操作程序，所有操作应符合国家相关规范要求。建筑布局上对PCR实验室进行合理分区。严格控制各实验室房间的压力梯度，防止扩增产物污染样本。设置净化空调系统和杀菌消毒装置，减少室内现存污染物对实验的影响。
