【实验室必备】核酸防污染全攻略！气溶胶退散！

  在分子实验和生物安全实验室中，气溶胶污染是导致假阳性结果、样本交叉污染甚至实验室感染的"隐形杀手"。这种肉眼不可见的微小颗粒（通常由离心、移液、剧烈震荡等操作产生）不仅会干扰核酸检测的准确性，还可能造成实验室大面积污染，严重时甚至会导致实验室停摆，因此必须通过实验室合理分区、消毒流程的标准化、全面的质量控制(5M1E)来科学防范。

图1.离心管开盖过程，核酸气溶胶溢出示意图

一、科学合理的实验室布局

对于一个PCR实验室而言,科学合理的实验室布局是确保实验顺利开展的基础条件

1. 分区设计原则

（1）基础分区配置：

-区标准：试剂准备区（含储存功能）、标本制备区、核酸扩增区、产物分析区

（2）空间管理要求：

各区域物理隔离（完全独立不相通）;专用缓冲间设置;单向工作流设计（试剂→标本→扩增→分析;严格禁止物品/人员逆向流动

2. 压力梯度系统

（1）压力规范：

四区模式：压力梯度逐级递减

区间压差≥5Pa（关键区域可加大压差）

（2）通风要求：

进/出风口立体错位布置;防止空气回流（排风不重复吸入);独立通风系统

3. 操作管理规范

区域专用设备（禁止跨区使用);分区工作服制度;独立清洁消毒体系;物品单向传递系统

注：三区设计适用于快速检测等特定场景，四区设计符合传统PCR实验规范，实际选择需根据检测项目特点及生物安全等级要求确定。压力梯度管理是防止气溶胶污染的核心控制措施^[1]。

图2. PCR 实验室操作室组成示意图

二、系统化的清洁消毒体系:

消毒的基本原则：应先由清洁区域再污染区域的方向进行消毒

消毒的对象:实验设备(生物安全柜)、玻璃器皿表层、实验室空气、工作的台面和地面、

操作的方法:

首先采用75%乙醇溶液对实验区域进行喷雾处理，可有效促进空气中气溶胶颗粒的凝聚沉降

结束后，应使用500 mg/L含氯消毒剂对工作台面及地面进行擦拭消毒。含氯消毒剂的主要作用机制是生成低分子量、强氧化性的次氯酸（HClO），通过氧化作用直接破坏核酸结构，从而有效清除塑料、玻璃和金属等表面的核酸污染, 由于含氯消毒剂的强氧化性，可能腐蚀金属设备或精密仪器，建议此类物品改用核酸清除剂进行清洁，以避免损伤。核酸清除剂具有靶向性强、高效低毒的特点，其作用机制是通过产生活性氧自由基（ROS），诱导核酸片段的氧化降解，从而实现有效清除^[2]。

终末消毒操作规范：实验人员完成台面擦拭消毒后，需在撤离实验室前开启固定式紫外灯及移动紫外灯车，对实验环境空气及工作台面进行联合照射消毒，持续作用60分钟。紫外线消毒通过诱导微生物核酸中嘧啶二聚体的形成（如254 nm UV），直接破坏其结构，实现消毒和核酸清除作用。此外，185 nm UV可激发臭氧生成，臭氧的强氧化性和弥散性可弥补紫外线直线传播的局限，增强消毒效果而紫外线可能伤害实验人员，使用时需做好防护^[3]。

三、其他方面:人机料法环(5M1E)

人(man)

个人防护:实验人员须穿戴工作服、帽子、口罩及无粉手套，污染时立即更换,当发生气溶胶泄漏时，应立即屏住呼吸并迅速撤离污染区域

机(Machine)

设备配置;

使用生物安全柜,生物安全实验室的空气排放需经HEPA（高效颗粒空气）过滤器处理，以有效截留病原微生物等有害气溶胶颗粒，确保排出空气的安全洁净^[4]。

设备维护:核酸检测实验室应配备必要设备，安装后需验证性能，并制定定期维护计划，确保检测质量和安全

料(Material)

试剂与耗材检查

使用前需检查试剂及耗材包装完整性，确保无破损、渗漏等异常情况。

试剂配制操作规范

加样要求：

样本开盖应在生物安全柜或正压环境中快速完成，加样后立即用硅胶塞或试管帽密封，避免交叉污染影响检测结果

使用移液器时，吸液需缓慢匀速，避免液体飞溅或残留于吸头。

避免反复抽吸，防止交叉污染或气溶胶产生。

排液后，应先卸下吸头再松开按钮，以防液体回吸。

阴/阳性对照与质控品的操作规范

1. 作用与风险

阴/阳性对照用于监控污染，但阳性对照和质控品在混匀、振荡时可能产生气溶胶，成为潜在污染源。

2.操作要求

配制与复融：应在生物安全柜内进行，且待所有样本上机后再操作，避免交叉污染。

混匀与离心：确保管盖拧紧，混匀时避免液体溅出；离心后收集管壁残留液体，减少开盖污染风险。

开盖处理：开盖后静置≥5秒，待生物安全柜清除气溶胶后再转移，降低污染概率。

法(Method)

标准化流程：样本处理顺序-先检测样本，再处理阳性对照/质控品。

环（Environment）

1.环境监测

每月对实验室进行环境监测，评估污染风险及消毒效果：

表面监测（擦拭法）：冰箱/门把手、实验台面、生物安全柜、传递窗等高频接触区域。

空气监测（沉降法）：各实验分区空气质量检测。

若任一监测结果不合格，需加强清洁消毒，直至复检合格

2.废弃物处理

实验结束后，废弃试剂及耗材需密封于自封袋中，按医疗废物规范处置^[1]。

参考文献:

[1].薛秀荣,来祝檩,韩惠云. 浅谈核酸检测实验室防污染措施 [J]. 中国卫生产业, 2018, 15 (26): 144-145. DOI:10.16659/j.cnki.1672-5654.2018.26.144.

[2].李云龙,张健,魏艳秋,等.分子诊断实验室去除核酸污染的方法学研究[J].生物工程学报,2021,37(02):673-679.DOI:10.13345/j.cjb.200390.

[3]安超,施嘉楠,何瑞芬,等.应用不同消毒方法清除新型冠状病毒核酸污染的效果观察[J].西安交通大学学报(医学版),2022,43(02):273-277.

[4] 气溶胶污染与防控https://mp.weixin.qq.com/s/kGpq

图2 来源:胡贵.实验室核酸气溶胶采集检测及清除研究[D].湖南工业大学,2024.DOI:10.27730/d.cnki.ghngy.2024.000033.