沙龙会

核酸检测趋向常态化 

近期，北京的疫情日趋平缓，当地目前也进一步扩大了检测范围
，对全体市民开放核酸检测工作，加大排查力度，系统化的进行疫情控制
，北京有可能在武汉以及牡丹江后
，成为第三个采取全城核酸检测的城市。

核酸检测是目前最为有效的排查新冠病毒的检测手段，需要对有患病风险者进行呼吸道采样，并送至专门的医疗核酸检测实验室进一步进行分析工作。

核酸检测实验室又称PCR实验室或是基因扩增实验室。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，其特点是能将微量的DNA大幅增加，是分子生物学研究和实验的常规方法，PCR实验室广泛应用于生物学各个领域
。PCR实验室并非检测新冠病毒专用，其检测范围广泛，涵盖艾滋病检测
、乙型肝炎、禽疫病、癌基因的检测和诊断
，DNA指纹、个体识别、亲子鉴定及法医物证等等
。 

PCR实验室通常由四间核心检验实验室组成，分别为试剂存储

、样本制备
、基因扩增及产物分析，每间房间需搭配缓冲间，条件允许下设置PCR专用走廊，主要核心实验室也可以根据采用的检验设备
，将房间相应合并。

PCR实验室需要严格的压力控制，由于房间的工艺不同
，需要设置严格的压力梯度，使气流采取指定流向，避免试剂原料与样本发生交叉污染，以及防止病毒样本通过气溶胶形式外溢感染
。 

试剂准备：主要作为贮存试剂的制备、试剂的分装和主反应混合液的制备区域
，试剂原材料必须贮存在本区内
，并在本区内制备成所需检验试剂。本区需要保证实验室洁净空气从实验室向外流出，避免外界污染本区域内的实验试剂与样本材料（正压需求）     

样品制备
：该区域主要进行的操作为样本的保存、核酸(RNA、DNA)提取
、贮存及其加入至扩增反应管和测定DNA的合成
，该区域需要保证洁净空气流向，以避免从邻近区进入本区的气溶胶污染 （正压需求） 

＊当前作为新冠病毒检测实验室时
，则需要将本间设定为负压房间，避免潜在病毒样品通过气溶胶传播外溢至相邻区域，造成感染风险。  

基因扩增
：该区域主要进行的操作为DNA扩增。此外，已制备的DNA模板 (来自样本制备区)的加入和主反应混合液(来自试剂贮存和制备区)制备成反应混合液等也可在本区内进行
。在进行测定反应时会产生相关气溶胶反应
，需避免其从本区漏出对相邻区域产生污
。（负压需求） 

产物分析：该区域主要进行的操作为扩增片段的测定。 本区是主要的扩增产物污染来源
，因此对本区的压力梯度的要求为避免扩增产物从本区扩散至其它区域 （负压需求）  

因此，如何维持PCR实验室稳定的压力梯度，尤其在具有生物安全柜等排风设施存在的时候与传递窗开启关闭时
，保证指定气流流向是PCR实验室通风空调控制的关键因素。 

PCR实验室通风空调控制

当前一般的PCR实验室在压力控制上会遇到显著的挑战，采用传统的蝶阀或是压力有关性的定变风量阀控制会面临风量控制不精确的问题
，同时需要克服传递窗与门启闭时带来的风管静压波动问题，由于采用的是压力有关性控制阀门，在整体系统风量发生化变时
，由于静压波动，很容易形成风量忽大忽小的问题，进一步影响整体区域的压力梯度稳定。

沙龙会控制针对当前PCR实验室的通风空调控制，采用具有压力无关性的文丘里阀作为整体实验室风量控制的关键设备。通过压力无关性的文丘里阀进行送、排风量控制
，文丘里阀具备快速平衡风管内静压变化的功能

，有效维持各房间的送排风量稳定，由于文丘里阀具有快速调节风量与快速平衡静压波动特性，可以非常迅速的完成风量平衡，进一步稳定区域内的压力梯度

。

在PCR实验室通风空调控制中，最常遇到的挑战即是在具有生物安全柜的房间（多在样品制备间设置），当生物安全柜开启时，因为排风量变化引起的房间压力波动，严重的可以进一步影响区域的压力梯度
。目前常用的控制方式，设置全室排风与生物安全柜排风互相切换，当生物安全柜开启时
，全室排风关闭，当生物安全柜关闭时，全室排风切换，两者排风值相等，通过切换来稳定房间送排风量。此控制方式虽然可以满足房间压力的稳定，但在生物安全柜不使用时
，房间全室排风仍维持过多的排风量，换句话说
，房间的换气次数远远超出该房间的需求，在PCR实验室全新风系统下，增加不必要的耗能

。

理想的控制方式应该采用文丘里阀进行风量追踪变化，平衡房间风量变化
，进一步实现压力稳定的同时达成节能效果
。在房间内生物安全柜开启时，通过变风量文丘里阀进行调节，减小房间全室排风量，并根据设定的差值风量，来增加房间送风量
，保证送排风维持一定的差值
，当生物安全柜不使用时
，调节房间排风量，满足维持房间最小所需的换气次数排风量，送风根据排风进行联动，保持一定的差值风量，这样可以在生物安全柜不使用时，有效降低不必要的排风
，达成节能效果

。

由于采用的是压力无关性的文丘里阀，在进行风量变化时，不会受风管内静压波动而影响所需风量，采用文丘里阀控制的系统，也可以通过自适应管道静压波动，很好的保证相邻区域的压力差
，更好的维持整体实验区域的压力梯度稳定。

设置变风量文丘里阀的另一个优势体现于长期的节能效益

，在实验室不使用或是处于非值班工况，可以相应的降低并维持要求最小换气次数
，这对于全新风系统的PCR实验室，有显著的节能效果
。此外
，在疫情结束之后，通过变风量文丘里阀的快速调节与操作便利性，可以很好的将“样品制备间”切换回正压模式

，以满足常规PCR检验项目的需求
，无须再通过停机重新调试，减少相应的人力与时间成本。

由于当前全球疫情形式暂未明朗，核酸检测的需求仍处在高需求状态
，PCR实验室的建设仍属于当务之急，在进行大量检测工作时
，保证操作人员的安全性与检测的准确度，则需要对PCR实验室的通风控制有更进一步要求。针对未来国家医疗环境的发展趋势，医疗领域对于节能效果与”平疫转换”的弹性切换
，则有更强烈的需求
，PCR实验室作为检测科学医疗基础，需要更多的重视与投入

，为我国医学发展
，创造更多价值
。

--END--