19PCR實驗室暖通設(shè)計(第三版)[特制材料]

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1、PCRPCR實驗室暖通設(shè)計探討實驗室暖通設(shè)計探討 韓磊峰、鄭若 2014.10 1高級教學(xué) 一一.PCR.PCR實驗概述實驗概述 二二.PCR.PCR實驗室平面布局實驗室平面布局 三三.PCR.PCR實驗室實驗室各房間主要功能和設(shè)備配置各房間主要功能和設(shè)備配置 四四.PCR.PCR實驗室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計實驗室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計 五五. .總結(jié)總結(jié) 2高級教學(xué) 一一.PCR.PCR實驗概述實驗概述 3高級教學(xué) PCR實驗是專門用來檢驗艾滋病、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種檢測手段。 1985年美國PE-Cetus公司人類遺傳研究室的 Mullis等發(fā)明了具有劃時代意義的P

2、CR技術(shù)。 1 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?4高級教學(xué) 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?PCRPCR(Polymerase Chain Reaction)即 聚合酶鏈式反聚合酶鏈式反 應(yīng)應(yīng)，又稱無細胞分子克隆系統(tǒng)或體外酶促基因擴增 法。是分子生物學(xué)研究和實驗的常規(guī)方法，也是生 物學(xué)、醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的實驗技術(shù)。 PCRPCR實驗實驗又稱臨床基因擴增實驗臨床基因擴增實驗，通過將病毒體 內(nèi)所含的基因進行擴增，即將微量的DNA大幅增加， 以測出一些病毒含量不高的感染者體內(nèi)是否含有特 定的病毒。 1 基本原理基本原理 5高級教學(xué) 二二. .PCRPCR實驗室實驗室平面布局平面布局 6高級教學(xué) 2 四個區(qū)域四個區(qū)域 試劑

3、試劑 配置室配置室 樣品樣品 處理室處理室 核酸核酸 擴增室擴增室 產(chǎn)物產(chǎn)物 分析室分析室 緩沖緩沖緩沖緩沖緩沖緩沖緩沖緩沖 PCRPCR專用走道專用走道 7高級教學(xué) 四個區(qū)域四個區(qū)域 上上 海海 第第 三三 人人 民民 醫(yī)醫(yī) 院院 2 平面布局平面布局 8高級教學(xué) 四個區(qū)域四個區(qū)域 上海復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院上海復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 2 平面布局平面布局 9高級教學(xué) 平面布局平面布局 四個區(qū)域四個區(qū)域 分散式分散式 各實驗用房彼此相距較遠，呈分散 布置形式。 各實驗之間不易相互干擾。 除各實驗室自身做好防護，防止外 界環(huán)境對實驗造成影響外，其它無特殊 條件要求。 2 布局形式布局形式 10高級

4、教學(xué) 平面布局平面布局 四個區(qū)域四個區(qū)域 組合式組合式 完成PCR四個實驗過程的實驗用房相 鄰布置，形成集中、獨立的實驗區(qū)域。 每個實驗室應(yīng)設(shè)置獨立緩沖間、實 驗室間應(yīng)設(shè)置帶消毒裝置的傳遞窗。 2 布局形式布局形式 11高級教學(xué) 三三. .PCRPCR實驗室實驗室的主要功能和設(shè)備配置的主要功能和設(shè)備配置 12高級教學(xué) 3 試劑儲存和準備區(qū)試劑儲存和準備區(qū) n主要功能主要功能 試劑的制備和貯存 試劑的分裝 主反應(yīng)混合液的制備 n設(shè)備配置設(shè)備配置 2-8和-15冰箱 混勻器 微量加樣器（覆蓋1-1000ul） 移動紫外燈（近工作臺面） 消耗品：一次性手套、一次性吸水紙、 耐高壓處理的離心管和加樣器

5、吸頭（帶濾心） 專用工作服和工作鞋 專用辦公用品 13高級教學(xué) 3 標本制備區(qū)標本制備區(qū) n主要功能主要功能 核酸(RNA、DNA)提取、貯存 擴增反應(yīng)管的制作 n設(shè)備配置設(shè)備配置 2-8C冰箱、-20C或-80C冰箱 高速臺式冷凍離心機 混勻器 水浴箱或加熱模塊 微量加樣器（覆蓋1-1000ul） 可移動紫外燈（近工作臺面） 生物安全柜生物安全柜 消耗品：一次性手套、一次性吸水紙、耐高壓處理 的離心管和加樣器吸頭（帶濾心） 專用工作服和工作鞋 專用辦公用品 如需處理大分子DNA，應(yīng)具有超聲波水浴儀 14高級教學(xué) 3 擴增反應(yīng)混合物配擴增反應(yīng)混合物配 置和擴增區(qū)置和擴增區(qū) n主要功能主要功能

6、DNA或cDNA擴增 n設(shè)備配置設(shè)備配置 核酸擴增儀 微量加樣器（覆蓋1-1000ul） 可移動紫外燈（近工作臺面） 消耗品：一次性手套、一次性吸水紙、耐高壓處理 的離心管和加樣器吸頭（帶濾心） 專用工作服和工作鞋 專用辦公用品 15高級教學(xué) 3 擴增產(chǎn)物分析區(qū)擴增產(chǎn)物分析區(qū) n主要功能主要功能 擴增片段的測定 n設(shè)備配置設(shè)備配置 視檢驗方法不同而定?；緝x器設(shè)備如下： 微量加樣器（覆蓋1-1000ul） 可移動紫外燈（近工作臺面） 消耗品：一次性手套、一次性吸水紙、加樣器吸頭 （帶濾心） 專用工作服和工作鞋 專用辦公用品 16高級教學(xué) 四四. .PCRPCR實驗室實驗室空調(diào)通風(fēng)設(shè)計空調(diào)通風(fēng)設(shè)

7、計 17高級教學(xué) 國家關(guān)于國家關(guān)于PCR實驗室建設(shè)及管理的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和標準實驗室建設(shè)及管理的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和標準 *臨床基因擴增檢驗實驗室管理暫行辦法 衛(wèi)生部 *臨床基因擴增檢驗實驗室基本設(shè)置標準 *臨床基因擴增檢驗實驗室工作規(guī)范 *醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室管理辦法衛(wèi)辦醫(yī) 政發(fā) 【2010】194號 *醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室工作導(dǎo)則 *生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范 GB50346-2011 *實驗室生物安全通用要求GB19489-2008 *潔凈廠房設(shè)計規(guī)范GB500732013 *微生物和生物醫(yī)學(xué)實驗室生物安全通用準則WS233- 2002 中華人民共和國衛(wèi)生部 4 設(shè)計依據(jù)設(shè)計

8、依據(jù) 18高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室工作導(dǎo)則 “對于涉及臨床樣本的操作，應(yīng)符合生物安全生物安全二二 級級實驗室防護設(shè)備、個人防護和操作規(guī)范的要求。” 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) BSL-2 19高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范 GB50346-2011 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 20高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范 GB50346-2011 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 21高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 臨床基因擴增（PCR）檢驗實驗室規(guī)范 標本制備區(qū)：“可通過在本區(qū)內(nèi)設(shè)立設(shè)立正壓正壓條件條件避免 從鄰近區(qū)進入本區(qū)的氣溶膠污染?！?擴

9、增區(qū)：“可降低本區(qū)的氣壓降低本區(qū)的氣壓以避免氣溶膠從本區(qū) 漏出?！?擴增產(chǎn)物分析區(qū)：“采用負壓負壓條件或減壓情況條件或減壓情況下 (如安裝排風(fēng)扇)可減少擴增產(chǎn)物從本區(qū)擴散至前面區(qū)域 的可能性?！?設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 22高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 區(qū)域潔凈度 等級 最小換氣 次數(shù)（次/ 小時） 與室外方向上相 鄰相通房間最小 壓差(Pa) 溫度 （） 相對濕度 （%） 風(fēng)速 （m/s） 噪聲 dB（A） 試劑儲存 和準備區(qū) 81210182640600.1560 標本制備 區(qū) 8158182640600.1560 擴增反應(yīng) 混合物配 制和擴增 區(qū) 815-101826406

10、00.1560 擴增產(chǎn)物 分析區(qū) 815-15182640600.1560 緩沖間 -6018274060-60 PCR專用走 廊 -6518274060-60 PCR 實驗室室內(nèi)設(shè)計參數(shù) 23高級教學(xué) n空調(diào)負荷構(gòu)成 圍護結(jié)構(gòu)負荷 人員負荷（一般少于常規(guī)） 照明負荷 設(shè)備負荷（冰箱、儀器設(shè)備） 新風(fēng)負荷（最大組成部分） 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 4 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 24高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 4 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 n全空氣系統(tǒng) 三級過濾（初效+中效+高效） 空調(diào)風(fēng)機變頻，選用運行曲線陡降型 對于設(shè)有生物安全柜的房間設(shè)置獨立的變 風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng) 全面排風(fēng)與生物安

11、全柜排風(fēng)分開設(shè)置 25高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) n凈化風(fēng)機盤管+變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng) 凈化風(fēng)機盤管送、回風(fēng)口可以采用低阻低阻 高中效過濾高中效過濾 4 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 26高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) n凈化風(fēng)機盤管+變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng) 凈化風(fēng)機盤管送、回風(fēng)口可以采用低阻低阻 高中效過濾器高中效過濾器 4 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 超低阻高中效過濾器對大氣菌的過濾效率達到超低阻高中效過濾器對大氣菌的過濾效率達到95% 27高級教學(xué) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) n凈化風(fēng)機盤管+變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng) 凈化風(fēng)機盤管送、回風(fēng)口可以采用低阻低阻 高中效過濾器高中效過濾器 新風(fēng)系統(tǒng)根

12、據(jù)房間內(nèi)生物安全柜的運行 情況變頻運行 全面排風(fēng)與生物安全柜排風(fēng)分開設(shè)置 4 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 28高級教學(xué) 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 n全面通風(fēng) 換氣次數(shù)6次/小時 送風(fēng)采用新風(fēng)機組經(jīng)熱、濕處理及三級（初 效+中效+亞高效）過濾后送入室內(nèi) 排風(fēng)口設(shè)置于房間的下部，且在排風(fēng)口設(shè)置 高效過濾器 新風(fēng)機組和排風(fēng)機均采用變頻機組，以應(yīng)對 工況的改變 n局部排風(fēng) 生物安全柜，柜口面風(fēng)速0.5m/s；采用級 B2型生物安全柜 生物安全柜排風(fēng)系統(tǒng)單獨設(shè)置，高空排放， 且在排風(fēng)入口設(shè)置高效過濾器，室外排風(fēng)口高 于所在建筑物屋面2m以上 多臺生物安全柜并聯(lián)運行

13、時應(yīng)采用變風(fēng)量排 風(fēng)系統(tǒng)，其新風(fēng)補風(fēng)系統(tǒng)也應(yīng)變風(fēng)量運行 29高級教學(xué) 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 新、排風(fēng)系統(tǒng)變風(fēng)量運行示意圖 30高級教學(xué) 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 n為避免交叉污染，PCR實驗室空氣流向必須嚴 格遵循單一方向進行，即只能從試劑貯存和準備 區(qū)標本制備區(qū)擴增反應(yīng)混合物配制和擴增區(qū) 擴增產(chǎn)物分析區(qū) n氣流組織采用上送下排，送風(fēng)口和排風(fēng)口布置 應(yīng)使室內(nèi)氣流停滯的空間降低到最小程度 n在生物安全柜操作面或其他有氣溶膠操作地點 的上方附近不得設(shè)送風(fēng)口 n高效過濾器

14、排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在室內(nèi)被污染風(fēng)險最高 的區(qū)域，單向布置，不得有障礙 31高級教學(xué) 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 32高級教學(xué) 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 壓差控制壓差控制 縫隙法縫隙法計算實驗室及緩沖間保持一定壓力時所需 要的送風(fēng)量和排風(fēng)量 計算公式： （ASHRAE handbook-HVAC application） 其中 P-壓差（Pa） -空氣密度，取1.2kg/m3 V -流量，m3/h; A-根據(jù)縫隙寬度計算的泄漏面積，m2; 常數(shù)，取0.72

15、； n縫隙法計算 33高級教學(xué) 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 壓差控制壓差控制 安裝壓差控制器壓差控制器 測量實驗室、緩沖間與參照區(qū)域間的實際壓差， 和設(shè)定值進行比較，根據(jù)控制器的PID運算得出 偏差值，以此為信號控制送風(fēng)閥的動作，進而 對房間送風(fēng)量及送/排風(fēng)量差進行調(diào)節(jié)，從而最 終控制房間的壓差值。 n壓差控制器控制 條件： 閉環(huán)控制 變風(fēng)量調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時間小于1S 風(fēng)量平衡相應(yīng)時間小于3S 34高級教學(xué) 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 壓差控制壓差控制

16、 35高級教學(xué) 壓差控制壓差控制 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 其他設(shè)置其他設(shè)置 空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)采用間歇運行 36高級教學(xué) 壓差控制壓差控制 氣流組織設(shè)計氣流組織設(shè)計 通風(fēng)設(shè)計通風(fēng)設(shè)計 空調(diào)設(shè)計空調(diào)設(shè)計 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 4 其他設(shè)置其他設(shè)置 全空氣系統(tǒng)空調(diào)箱內(nèi)宜 設(shè)置光催化空氣殺菌消毒 類裝置； 凈化風(fēng)機盤管宜在回風(fēng)口 設(shè)置光催化空氣殺菌消毒 類裝置 37高級教學(xué) 五五. .總結(jié)總結(jié) 38高級教學(xué) 總結(jié)總結(jié) 5 PCR實驗室要嚴格貫徹既有安全工作制度或安全標準 操作程序，所有操作應(yīng)符合國家相關(guān)規(guī)范要求。 建筑布局上對PCR實驗室進行合理分區(qū)。 嚴格控制各實驗室房間的壓力梯度，防止擴增產(chǎn)物污 染樣本。 設(shè)置凈化空調(diào)系統(tǒng)和殺菌消毒裝置，減少室內(nèi)現(xiàn)存污 染物對實驗的影響。 39高級教學(xué) 40高級教學(xué)