· 实验室洁净系统 ·

 一、无菌室

概述：无菌室一般为4—5平方米、高 2.5米的独立小房间（与外间隔离），专辟于微生物实验室内，可以用彩钢板材和玻璃建造。无菌室外要设一个缓冲间，错开门向，以免气流带进杂菌。无菌室和缓冲间都必须密闭、室内装备的换气设备必须有空气过滤装置。在获得了无菌环境和无菌材料后，只有保持无菌状态，才能对某种特定的已知微生物进行研究。所以控菌能力和控菌稳定性是无菌室的核心验收指标。

技术说明：

在获得了无菌环境和无菌材料后，我们还要保持无菌状态，才能对某种特定的已知微生物进行研究或利用它们的功能，否则外界的各种微生物很容易混入。外界不相干的微生物混入的现象，在微生物学中我们叫做污染杂菌。防止污染是微生物学工作中十分关键的技术。一方面是彻底灭菌，另一方面防止污染，是无菌技术的两个方面。另外，我们还要防止所研究的微生物，特别是致病微生物或经过基因工程改造了的本来自然界不存在的微生物从我们的实验容器中逃逸到外界环境中去。为了这些目的，在微生物学中，有许多措施。

无菌室内的地面、墙壁必须平整，不易藏污纳垢，便于清洗。工作台的台面应该处于水平状态。无菌室和缓冲间都装有紫外线灯，无菌室的紫外线灯距离工作台面 1 米。工作人员进入无菌室应穿灭过菌的服装，戴帽子。

当前无菌室多存在于微生物工厂，一般实验室则使用超净台。超净台其主要功能是利用空气层流装置排除工作台面上部包括微生物在内的各种微小尘埃。通过电动装置使空气通过高效过滤器具后进入工作台面，使台面始终保持在流动无菌空气控制之下。而且在接近外部的一方有一道高速流动的气帘防止外部带菌空气进入。

在条件较困难的地方，也可以用木制无菌箱代替超净台。无菌箱结构简单，便于移动，箱正面开有两个洞，不操作时用推拉式小门挡住，操作时可以将双臂伸进去。正面上部装有玻璃，便于在内部操作，箱内部装有紫外线灯，从侧面小门可以放进去器具和菌种等。

    无菌室空气净化工程是属于生物净化工程的一种，一般无菌室要求的洁净度为万级，标准的微生物检测实验室都会专门开辟5~8个平方出来建造无菌室，无菌室只要够放置实验室样品及必需的设备即可，面积无需过大而造成浪费，面积过大对于做无菌室空气净化工程来说不仅仅是提高建造成本而已，日后的运行及维护费用也会高的令人惊讶。一般微生物检测按照实验室行业要求都需要在无菌室中进行，很多食品菌、微生物等都是在超净工作台中完成检测和化验的。

    随着社会科技发展，国家越来越重视食品安全问题，无菌室空气净化工程也在不断的普及。有了无菌室净化工程，将超净工作台放置于无菌室内操作，使实验环境更加洁净，实验样品不易于被污染。

    无菌室内配置了百级超净工作台也并不是所有细菌都可以进行实验的，一般常规的菌落总数、微生物培养、血细胞培养、研究、干细胞研究、大肠菌等实验可以在百级超净台进行。但是如果需要做致病细菌，为了达到保护实验室人员的安全问题，就必须得建造生物安全实验室，使用生物安全柜进行实验。该类实验不能在普通的无菌实验室中进行。

二、生物安全实验室

    概述：生物安全（biosafety）指避免危险生物因子造成实验室人员暴露，向实验室外扩散并导致危害的综合措施。

     WHO定义为“保护工作人员避免接触与所进行实验工作（临床或研究）有关的微生物因子的生物安全原则和技术的实践”。

     生物安全实验室（biosafety laboratory）是通过实验室设计建造、实验设备的配置、个人防护装备的使用，通过严格遵守预先制定的标准操作程序和管理规范等综合措施，确保操作生物危险因子的工作人员不受实验对象的伤害，确保周围环境不受其污染的实验室。 

实验室生物安全防护水平分级：

世界卫生组织（WHO）根据致病能力和传染的危险程度等，将传染性微生物划分为4类；根据设备和技术条件，将生物实验室也分为4级（一般称为P1、P2、P3、P4实验室），1级最低，4级最高。

P1实验室一般适用于对健康成年人无致病作用的微生物；

P2适用于对人和环境有中等潜在危害的微生物； 

P3适用于主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致死疾病的致病微生物或其毒素；

P4适用于对人体具有高度的危险性，通过汽溶胶途径传播或传播途径不明、目前尚无有效疫苗或治疗方法的致病微生物或其毒素。

生物实验室主体结构采用净化专用聚苯乙烯夹心复合彩钢板制作，地坪采用防霉抑菌的PVC多用途卷或环氧地坪漆，并配备不锈钢照明灯具和灭菌灯，高温高压灭菌消毒柜、生物安全柜等。

生物实验室的特点：机械强度高、保温隔热、隔音、防潮性能好，平整光滑易清洁、抑菌等。配备净化空调机组。

三、PCR实验室

     简介：Pcr实验室又叫基因扩增实验室。PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称。是一种分子生物学技术，用于放大特定的DNA片段，可看作生物体外的特殊DNA复制。通过DNA基因追踪系统，能迅速掌握患者体内的病毒含量，其精确度高达纳米级别，精确检测乙肝病毒在患者体内存在的数量、是否复制、是否传染、传染性有多强、是否必要服药、肝功能有否异常改变能及时判断病人最适合使用哪类抗病毒药物、判断药物疗效如何、给临床治疗提供了可靠的检验依据。

      实验室分为四个区域，进入各工作区域必须严格按照单一方向进行，不同的工作区域使用不同的工作服（例如不同的颜色）。工作人员离开各工作区域时，不得将工作服带出，四区域分别为： 1.试剂配制区 2.样品处理区3.核酸扩增区 4.产物分析区， 如使用全自动分析仪，区域可适当合并。 

PCR实验室可以是分散形式，也可以是组合形式。完成一组PCR实验，通常应经过试剂配制、样品处理、核酸扩增及产物分析四个实验过程，若实验工艺需要，还应增加样品粉碎过程。 

1.分散形式PCR实验室

      所谓分散形式PCR实验室，是指完成上述实验过程的实验用房彼此相距较远，呈分散布置形式。对于这种布置形式的PCR实验室，由于各个实验之间不易相互干扰，因此无需特殊条件要求。 

    2.组合形式PCR实验室 

     所谓组合形式PCR实验室, 是指完成PCR四个实验过程的实验用房相邻布置，组成独立实验区域的形式。对于组合形式PCR实验室，由于各个实验间集中布置，容易造成相互干扰，因此，对总体布局以及屏障系统具有一定的要求。各室在入口处设缓冲间，以减少室内外空气交换。试剂配制室及样品处理室宜呈微正压，以防外界含核酸气溶胶的空气进入，造成污染；核酸扩增室及产物分析室应呈微负压，以防含核酸的气溶胶扩散出去污染试剂与样品。 

    如果使用荧光PCR仪，扩增室和产物分析室可以合并。 

若房间进深允许，可设PCR内部专用走廊。需要指出的是在减少室内外空气交换方面，缓冲间比专用走廊更有意义。 各个区域之间应具备单向的实验工艺流、物流、人流与气流，形成单向流程的保护屏障，避免实验之间的相互干扰，防止核酸气溶胶对实验过程造成污染产生假性结果。 实验室的墙体，包括顶棚，应结构牢固、气密性好；所有阴角宜采用圆弧形线条过渡；墙体内壁光洁、不吸附、耐腐蚀、易清洗消毒；地面材料应满足无缝隙、无渗漏、光洁、耐腐蚀的要求。

四、恒温恒湿实验室

    恒温恒湿实验室采用智能化的控制模式，实现对机组制冷、除湿、加热、加湿等功能，

从而达到对室内环境温、湿度的精确控制。

      随着现代社会经济发展，人们对工业生立环境的空气温湿度要求越来越高，恒温恒湿环境控制设备应该用领域也越来越广泛。制冷配件以及电气控制元件，完全按照欧洲工业标准设计制造，具有可靠、高效、控制清密等特点。机组广泛应用各行业的工作厂房车间、展览馆、档案馆、实验室场所，专业创造精密恒温恒湿的工业空调环境。

   恒温恒湿实验室构成

    1、实验室装修：要求严格的保温隔湿性能，建议实验室四个立面采用彩钢复合板（为了满足防火要求，一般采用岩棉彩钢板。但是岩棉保温性能差，最好是在岩棉彩钢板外侧再加封一层酚醛铝箔保温板，增加外墙保温性能，能够有效的节能减耗），为了保证密闭性，顶面应采用彩钢板密封，在顶面再加封酚醛铝箔板保温，地面则采用酚醛保温板进行保温隔湿处理；对于透视窗，要求采用双层中空玻璃窗。

    2、实验室空调：实验室空调是温湿度控制的心脏，要求精度高，故障率低。所以必须要求空调能调节制冷量，目前有两种方式：一种是变频调节，另一种是冷冻水调节方式。

      变频调节：实际上就是通过改变供电性质而改变压缩机的功率，让压缩机实现低负荷工作或者过负荷工作，同时调节制冷系统的节流量，所以必须添加非常多的繁琐的环节，而且各环节必须完美匹配，否则出现故障。现实也的确如此，故障率非常高。

      冷冻水型机组：采用7℃左右的冷水作为冷源，通过电动阀开大或者关小来控制水流量，从而轻易控制制冷量，而电动阀结构象家用水龙头一样简单，所以故障率几乎为零，控制效果最为稳定。通合理计算房间的热湿负荷和空气露点来匹配好风量、冷量、加热量、加湿量，在通过PLC控制各个部件的无级调控，在选择灵敏度高线性好的传感器，可以做到温度±0.5℃，湿度±2%。此种方式需要通过每个实验室的实际面积和负荷来进行计算匹配，所以没有标准成型机组，都为定制加工型。一般都用组合式空调箱组合配比来实现，所以缺点是占地面积较大，整个系统稳定性差，系统维护复杂，出现问题后修复困难。

    3、通风方式

    通风方式经历过好几个历史阶，从最初的底出风，到上自然送风，到上散流器送风，到现在最先进的上风管+微孔天花送风，下地板回风方式，整个实验室送风柔和、均匀，温湿度控制非常稳定。

    4、新风系统

    新风系统的第一作用是为工作人员提供生理新鲜空气，其对实验室温湿度的稳妥定性也功不可没，也是必不可少的设备：为了让实验室不受外界的干扰，必须向实验室提供新风，以保持实验室气压为正，这样外界的空气进入不了实验室，确保实验室长年温湿度稳妥定。