核酸檢測(cè)趨向常態(tài)化
近期，北京的疫情日趨平緩，當(dāng)?shù)啬壳耙策M(jìn)一步擴(kuò)大了檢測(cè)范圍，對(duì)全體市民開放核酸檢測(cè)工作，加大排查力度，系統(tǒng)化的進(jìn)行疫情控制，北京有可能在武漢以及牡丹江后，成為第三個(gè)采取全城核酸檢測(cè)的城市。
核酸檢測(cè)是目前最為有效的排查新冠病毒的檢測(cè)手段，需要對(duì)有患病風(fēng)險(xiǎn)者進(jìn)行呼吸道采樣，并送至專門的醫(yī)療核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步進(jìn)行分析工作。
核酸檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室又稱PCR實(shí)驗(yàn)室或是基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室。PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction)的簡(jiǎn)稱。是一種分子生物學(xué)技術(shù)，用于放大特定的DNA片段，其特點(diǎn)是能將微量的DNA大幅增加，是分子生物學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)的常規(guī)方法，PCR實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用于生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域。PCR實(shí)驗(yàn)室并非檢測(cè)新冠病毒專用，其檢測(cè)范圍廣泛，涵蓋艾滋病檢測(cè)、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、親子鑒定及法醫(yī)物證等等。
PCR實(shí)驗(yàn)室通常由四間核心檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室組成，分別為試劑存儲(chǔ)、樣本制備、基因擴(kuò)增及產(chǎn)物分析，每間房間需搭配緩沖間，條件允許下設(shè)置PCR專用走廊，主要核心實(shí)驗(yàn)室也可以根據(jù)采用的檢驗(yàn)設(shè)備，將房間相應(yīng)合并。
PCR實(shí)驗(yàn)室需要嚴(yán)格的壓力控制，由于房間的工藝不同，需要設(shè)置嚴(yán)格的壓力梯度，使氣流采取指定流向，避免試劑原料與樣本發(fā)生交叉污染，以及防止病毒樣本通過氣溶膠形式外溢感染。
試劑準(zhǔn)備：主要作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應(yīng)混合液的制備區(qū)域，試劑原材料必須貯存在本區(qū)內(nèi)，并在本區(qū)內(nèi)制備成所需檢驗(yàn)試劑。本區(qū)需要保證實(shí)驗(yàn)室潔凈空氣從實(shí)驗(yàn)室向外流出，避免外界污染本區(qū)域內(nèi)的實(shí)驗(yàn)試劑與樣本材料（正壓需求）
樣品制備：該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為樣本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴(kuò)增反應(yīng)管和測(cè)定DNA的合成，該區(qū)域需要保證潔凈空氣流向，以避免從鄰近區(qū)進(jìn)入本區(qū)的氣溶膠污染 （正壓需求）
＊當(dāng)前作為新冠病毒檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，則需要將本間設(shè)定為負(fù)壓房間，避免潛在病毒樣品通過氣溶膠傳播外溢至相鄰區(qū)域，造成感染風(fēng)險(xiǎn)。
基因擴(kuò)增：該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為DNA擴(kuò)增。此外，已制備的DNA模板 (來(lái)自樣本制備區(qū))的加入和主反應(yīng)混合液(來(lái)自試劑貯存和制備區(qū))制備成反應(yīng)混合液等也可在本區(qū)內(nèi)進(jìn)行。在進(jìn)行測(cè)定反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生相關(guān)氣溶膠反應(yīng)，需避免其從本區(qū)漏出對(duì)相鄰區(qū)域產(chǎn)生污。（負(fù)壓需求）
產(chǎn)物分析：該區(qū)域主要進(jìn)行的操作為擴(kuò)增片段的測(cè)定。 本區(qū)是主要的擴(kuò)增產(chǎn)物污染來(lái)源，因此對(duì)本區(qū)的壓力梯度的要求為避免擴(kuò)增產(chǎn)物從本區(qū)擴(kuò)散至其它區(qū)域 （負(fù)壓需求）
因此，如何維持PCR實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定的壓力梯度，尤其在具有生物安全柜等排風(fēng)設(shè)施存在的時(shí)候與傳遞窗開啟關(guān)閉時(shí)，保證指定氣流流向是PCR實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)控制的關(guān)鍵因素。
PCR實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)控制
當(dāng)前一般的PCR實(shí)驗(yàn)室在壓力控制上會(huì)遇到顯著的挑戰(zhàn)，采用傳統(tǒng)的蝶閥或是壓力有關(guān)性的定變風(fēng)量閥控制會(huì)面臨風(fēng)量控制不精確的問題，同時(shí)需要克服傳遞窗與門啟閉時(shí)帶來(lái)的風(fēng)管靜壓波動(dòng)問題，由于采用的是壓力有關(guān)性控制閥門，在整體系統(tǒng)風(fēng)量發(fā)生化變時(shí)，由于靜壓波動(dòng)，很容易形成風(fēng)量忽大忽小的問題，進(jìn)一步影響整體區(qū)域的壓力梯度穩(wěn)定。
科仕控制針對(duì)當(dāng)前PCR實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)空調(diào)控制，采用具有壓力無(wú)關(guān)性的文丘里閥作為整體實(shí)驗(yàn)室風(fēng)量控制的關(guān)鍵設(shè)備。通過壓力無(wú)關(guān)性的文丘里閥進(jìn)行送、排風(fēng)量控制，文丘里閥具備快速平衡風(fēng)管內(nèi)靜壓變化的功能，有效維持各房間的送排風(fēng)量穩(wěn)定，由于文丘里閥具有快速調(diào)節(jié)風(fēng)量與快速平衡靜壓波動(dòng)特性，可以非常迅速的完成風(fēng)量平衡，進(jìn)一步穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的壓力梯度。
在PCR實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)控制中，最常遇到的挑戰(zhàn)即是在具有生物安全柜的房間（多在樣品制備間設(shè)置），當(dāng)生物安全柜開啟時(shí)，因?yàn)榕棚L(fēng)量變化引起的房間壓力波動(dòng)，嚴(yán)重的可以進(jìn)一步影響區(qū)域的壓力梯度。目前常用的控制方式，設(shè)置全室排風(fēng)與生物安全柜排風(fēng)互相切換，當(dāng)生物安全柜開啟時(shí)，全室排風(fēng)關(guān)閉，當(dāng)生物安全柜關(guān)閉時(shí)，全室排風(fēng)切換，兩者排風(fēng)值相等，通過切換來(lái)穩(wěn)定房間送排風(fēng)量。此控制方式雖然可以滿足房間壓力的穩(wěn)定，但在生物安全柜不使用時(shí)，房間全室排風(fēng)仍維持過多的排風(fēng)量，換句話說，房間的換氣次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出該房間的需求，在PCR實(shí)驗(yàn)室全新風(fēng)系統(tǒng)下，增加不必要的耗能。
理想的控制方式應(yīng)該采用文丘里閥進(jìn)行風(fēng)量追蹤變化，平衡房間風(fēng)量變化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定的同時(shí)達(dá)成節(jié)能效果。在房間內(nèi)生物安全柜開啟時(shí)，通過變風(fēng)量文丘里閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，減小房間全室排風(fēng)量，并根據(jù)設(shè)定的差值風(fēng)量，來(lái)增加房間送風(fēng)量，保證送排風(fēng)維持一定的差值，當(dāng)生物安全柜不使用時(shí)，調(diào)節(jié)房間排風(fēng)量，滿足維持房間最小所需的換氣次數(shù)排風(fēng)量，送風(fēng)根據(jù)排風(fēng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，保持一定的差值風(fēng)量，這樣可以在生物安全柜不使用時(shí)，有效降低不必要的排風(fēng)，達(dá)成節(jié)能效果。
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由于采用的是壓力無(wú)關(guān)性的文丘里閥，在進(jìn)行風(fēng)量變化時(shí)，不會(huì)受風(fēng)管內(nèi)靜壓波動(dòng)而影響所需風(fēng)量，采用文丘里閥控制的系統(tǒng)，也可以通過自適應(yīng)管道靜壓波動(dòng)，很好的保證相鄰區(qū)域的壓力差，更好的維持整體實(shí)驗(yàn)區(qū)域的壓力梯度穩(wěn)定。
設(shè)置變風(fēng)量文丘里閥的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)于長(zhǎng)期的節(jié)能效益，在實(shí)驗(yàn)室不使用或是處于非值班工況，可以相應(yīng)的降低并維持要求最小換氣次數(shù)，這對(duì)于全新風(fēng)系統(tǒng)的PCR實(shí)驗(yàn)室，有顯著的節(jié)能效果。此外，在疫情結(jié)束之后，通過變風(fēng)量文丘里閥的快速調(diào)節(jié)與操作便利性，可以很好的將“樣品制備間”切換回正壓模式，以滿足常規(guī)PCR檢驗(yàn)項(xiàng)目的需求，無(wú)須再通過停機(jī)重新調(diào)試，減少相應(yīng)的人力與時(shí)間成本。
由于當(dāng)前全球疫情形式暫未明朗，核酸檢測(cè)的需求仍處在高需求狀態(tài)，PCR實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)仍屬于當(dāng)務(wù)之急，在進(jìn)行大量檢測(cè)工作時(shí)，保證操作人員的安全性與檢測(cè)的準(zhǔn)確度，則需要對(duì)PCR實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)控制有更進(jìn)一步要求。針對(duì)未來(lái)國(guó)家醫(yī)療環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)τ诠?jié)能效果與”平疫轉(zhuǎn)換”的彈性切換，則有更強(qiáng)烈的需求，PCR實(shí)驗(yàn)室作為檢測(cè)科學(xué)醫(yī)療基礎(chǔ)，需要更多的重視與投入，為我國(guó)醫(yī)學(xué)發(fā)展，創(chuàng)造更多價(jià)值。
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