PCR實(shí)驗(yàn)室 ,  或稱為 PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室 ,  就是進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)所，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域。例如艾滋病、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的檢測(cè)和診斷、DNA指紋、個(gè)體識(shí)別、親子鑒定、法醫(yī)物證、動(dòng)植物檢疫、動(dòng)物及其衍生產(chǎn)品檢測(cè)、動(dòng)物飼料、化妝品、食品衛(wèi)生檢測(cè)、轉(zhuǎn)基因作物與轉(zhuǎn)基因微生物檢測(cè)等。
一、工藝要求
1、PCR實(shí)驗(yàn)室 ,  或稱為 PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室 ,  就是進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)所，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域。例如艾滋病、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的檢測(cè)和診斷、DNA指紋、個(gè)體識(shí)別、親子鑒定、法醫(yī)物證、動(dòng)植物檢疫、動(dòng)物及其衍生產(chǎn)品檢測(cè)、動(dòng)物飼料、化妝品、食品衛(wèi)生檢測(cè)、轉(zhuǎn)基因作物與轉(zhuǎn)基因微生物檢測(cè)等。該區(qū)域主要完成試劑和主反應(yīng)混合液的儲(chǔ)存、配制和封裝工作 。所有運(yùn)送到該區(qū)域的試劑和材料不應(yīng)經(jīng)過(guò)其他區(qū)域，試劑和原材料應(yīng)在本區(qū)內(nèi)儲(chǔ)存和制備。本區(qū)域的氣壓應(yīng)相對(duì)外界保持正壓。由于該區(qū)域有多種試劑，“安全" 應(yīng)是平面設(shè)計(jì)首要考慮因素。平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保持通風(fēng)流暢 、逃生暢通。首先實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置在房間的兩側(cè)，中間的過(guò)道全部通向走廊便于疏散。同時(shí)根據(jù)國(guó)際人體工程學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)通道設(shè)計(jì)為 1500mm，中間的通道可滿足兩邊坐人中間過(guò)人的要求。
2、標(biāo)本制備區(qū)
該區(qū)域的功能是樣本的保存 、核酸提取和貯存 、樣本加入擴(kuò)增反應(yīng)管和測(cè)定DNA 的合成 。樣本應(yīng)直接運(yùn)送至該區(qū)并儲(chǔ)存在本區(qū)內(nèi)，不得經(jīng)過(guò)其他區(qū)域。對(duì)于氣流壓力的控制，由于在本區(qū)內(nèi)加樣操作可能產(chǎn)生氣溶膠，為避免氣溶膠擴(kuò)散出去對(duì)外界造成污染，本區(qū)應(yīng)對(duì)外界保持負(fù)壓。從質(zhì)量控制的角度而言，本區(qū)相對(duì)于擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)以及擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)為正壓，以避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染。但當(dāng)涉病原微生物時(shí)，標(biāo)本制備區(qū)GB 19489-2008《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用安全》對(duì)BSL-2實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)安全要求，此時(shí)要本區(qū)相對(duì)于擴(kuò)增區(qū)為負(fù)壓，故涉及病原微生物操作時(shí) ,  在綜合考慮質(zhì)量控制、生物安全因素的前提下，整體上標(biāo)本制備區(qū)與擴(kuò)增區(qū)的壓力應(yīng)持平。即均為負(fù)壓，兩個(gè)相鄰房間之間的負(fù)壓值基本相當(dāng)。
3、擴(kuò)增區(qū)
該區(qū)域的功能是DNA擴(kuò)增和擴(kuò)增片段的測(cè)定。此外反應(yīng)混合液  (來(lái)自試劑貯存和制備區(qū))  制備成反應(yīng)混合液和已制備的DNA模板  (來(lái)自標(biāo)本制備區(qū))  的加入等也可在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行。對(duì)于氣流壓力的控制， 相對(duì)于鄰近區(qū)域?yàn)樨?fù)壓，以避免氣溶膠從本區(qū)漏出。為避免氣溶膠所致的污染，應(yīng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)不必要的走動(dòng)。個(gè)別操作如加樣等應(yīng)在超凈臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。
4、產(chǎn)物分析區(qū)
該區(qū)域的功能是擴(kuò)增產(chǎn)物的分析。該區(qū)域可能會(huì)用到某些可致基因突變的有毒物質(zhì)，應(yīng)特別注意實(shí)驗(yàn)人員的安全防護(hù)。對(duì)于對(duì)于氣流壓力的控制，該區(qū)域是PCR實(shí)驗(yàn)的最后一 步，壓力應(yīng)為zui低，相對(duì)于鄰近區(qū)域?yàn)樨?fù)負(fù)壓，以避免氣溶膠從本區(qū)漏出。為避免氣溶膠所致的污染，應(yīng)盡量減少在本區(qū)內(nèi)不必要的走動(dòng)。
二、平面布局
1、功能分區(qū)要求
PCR實(shí)驗(yàn)室原則上分為試劑準(zhǔn)備區(qū)、樣品制備區(qū)、擴(kuò)增區(qū)和擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)四個(gè)工作區(qū)域， 各工作區(qū)域應(yīng)設(shè)緩沖間，工作區(qū)與緩沖間宜安裝連鎖裝置。不同功能的工作區(qū)應(yīng)是分隔獨(dú)立的，各工作區(qū)有明顯的標(biāo)志，不能直通，如果緊密相連，需安裝物品傳遞窗。
前兩區(qū)為擴(kuò)增前，后兩區(qū)為擴(kuò)增后區(qū)，擴(kuò)增前區(qū)與擴(kuò)增后區(qū)應(yīng)嚴(yán)格分開(kāi)。
實(shí)驗(yàn)材料 、試劑、記錄紙、筆、清潔材料等，只能從擴(kuò)增前區(qū)流向擴(kuò)增后區(qū)，即從試劑準(zhǔn)備區(qū)、樣品制備區(qū)、擴(kuò)增區(qū)輸送到擴(kuò)展產(chǎn)物分析區(qū)，不得逆向流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室的氣流也應(yīng)從擴(kuò)增前區(qū)流向擴(kuò)增后區(qū)，不得逆向流動(dòng)。
試劑準(zhǔn)備區(qū) 、擴(kuò)增區(qū) 、擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)，空間可以相對(duì)小一些。
樣品制備區(qū)要放置生物安全柜和低溫冰箱，空間應(yīng)大一些。通常每間面積為15~20m2 ,  整個(gè)區(qū)域面積為60~80m2 。
PCR實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的設(shè)置并不是一成不變的 ,  以下幾種情況需要說(shuō)明：
(1)  如果樣本在擴(kuò)增之前需要粉碎處理 ,  則需要增加一個(gè)區(qū)域用于樣品的粉碎。
(2)  如果采用實(shí)時(shí)熒光PCR法，則擴(kuò)增區(qū)和分析區(qū)可以合并為一個(gè)區(qū)。
(3)  如果采用全自動(dòng)化PCR分析儀，則標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增區(qū)和分析區(qū)可以合并為一個(gè)區(qū)。
2、緩沖間的設(shè)置
影響空氣在不同區(qū)域之間傳播污染的主要因素包括壓差、溫差以及門(mén)的卷吸作用和人的裹帶作用。壓差是空氣從高壓一側(cè)通過(guò)門(mén)窗縫隙流向低壓一側(cè)時(shí)的阻力，其隔離作用限制于房間的門(mén)、窗等開(kāi)口處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)候，一旦門(mén)打開(kāi)，兩個(gè)房間之間的壓差將瞬間降低為零。因此壓差屬于靜態(tài)隔離的一種措施，在開(kāi)門(mén)狀態(tài)下起不到隔離作用。門(mén)開(kāi)啟時(shí)， 由于溫差、門(mén)的卷吸作用和人的裹帶作用 ,  會(huì)引起短時(shí)間、大風(fēng)量的室內(nèi)外空氣交換，產(chǎn)生交叉污染。
由以上分析可知，實(shí)驗(yàn)室門(mén)開(kāi)啟時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣的外泄。因此，對(duì)于PCR實(shí)驗(yàn)室，分區(qū)之前應(yīng)分別設(shè)置獨(dú)立的緩沖間，保證緩沖間的門(mén)不同時(shí)開(kāi)啟。同時(shí)可進(jìn)一步設(shè)計(jì)合理的壓差梯度控制措施進(jìn)行全過(guò)程的“動(dòng)態(tài)隔離 "。在建筑設(shè)施上，緩沖間是阻隔室內(nèi)外空氣流通即交叉污染的首要措施。因此 , 各工作區(qū)均需設(shè)置緩沖間。