1、核酸检测技术及质量控制核酸检测技术及质量控制常州市疾病预防控制中心 王凤鸣目目 录录一、一、PCR实验技术操作要点实验技术操作要点二、质量控制要点二、质量控制要点三、实验室生物安全管理三、实验室生物安全管理一、PCR实验技术操作要点常用仪器设备加样器PCR实验室应备有4套连续可调加样器，分别用于试剂准备、样本处理、扩增和产物检测四个试验区。加样器的类型l单道连续可调式移液器单道连续可调式移液器l多通道连续可调式移液器多通道连续可调式移液器l单道连续移液器单道连续移液器l单道移液管配合使用的移液器单道移液管配合使用的移液器加样器的使用加样器的校准l校准方式校准方式 计量局计量局 厂家厂家 自较自
2、较l时间时间 视使用频率定（视使用频率定（6个月个月-1年）年）加样器-注意事项 l 根据所需取液量选择相应的移液器及吸头，基因扩增实根据所需取液量选择相应的移液器及吸头，基因扩增实验要求使用带滤芯的吸头，防止交叉污染。验要求使用带滤芯的吸头，防止交叉污染。l吸取液体时应缓慢匀速吸取，避免液体溅到移吸取液体时应缓慢匀速吸取，避免液体溅到移液器头上；打出液体后拇指不应松开按钮，将液器头上；打出液体后拇指不应松开按钮，将吸液嘴压掉后再将拇指松开，避免液体回吸。吸液嘴压掉后再将拇指松开，避免液体回吸。l在调整取液量的旋钮时，不要用力过猛，并应在调整取液量的旋钮时，不要用力过猛，并应注意计数器显示的数
3、值不要超过其可调范围。注意计数器显示的数值不要超过其可调范围。l连续可调式移液器不可在无吸头时使用，吸头连续可调式移液器不可在无吸头时使用，吸头有液体时不可平放或倒置。有液体时不可平放或倒置。加样器-注意事项 （一）高速（冷冻）离心机（一）高速（冷冻）离心机l电机电机l转速转速 最低转速最低转速 最高转速最高转速l转头转头l消毒方式消毒方式l标准配件系统标准配件系统l噪音噪音高速（冷冻）离心机高速（冷冻）离心机-使用方法使用方法l离心机应放置在水平坚固的地板或平台上，并力求使机器离心机应放置在水平坚固的地板或平台上，并力求使机器处于水平位置以免离心时造成机器震动。处于水平位置以免离心时造成机器
4、震动。l打开电源开关，按要求装上所需的转头，将预先平衡好的打开电源开关，按要求装上所需的转头，将预先平衡好的样品放置于转头样品架上，关闭机盖。样品放置于转头样品架上，关闭机盖。l按功能选择键，设置各项要求：温度、速度、时间、加速按功能选择键，设置各项要求：温度、速度、时间、加速度及减速度，带电脑控制的机器还需按储存键，以便记忆度及减速度，带电脑控制的机器还需按储存键，以便记忆输入的各项信息。输入的各项信息。l待离心机完全停止转动时打开机盖，取出离心样品，用柔待离心机完全停止转动时打开机盖，取出离心样品，用柔软干净的布擦净转头和机腔内壁，待离心机腔内温度与室软干净的布擦净转头和机腔内壁，待离心机
5、腔内温度与室温平衡后方可盖上机盖。温平衡后方可盖上机盖。l机体应始终处于水平位置，外接电源系统的电压要匹机体应始终处于水平位置，外接电源系统的电压要匹配，并要求有良好的接地线。配，并要求有良好的接地线。l开机前应检查转头按装是否牢固，机腔有无异物掉入。开机前应检查转头按装是否牢固，机腔有无异物掉入。l离心机运行时，离心机周围离心机运行时，离心机周围30cm范围内不能有人和危范围内不能有人和危险物品。险物品。l挥发性或腐蚀性液体离心时，应使用带盖的离心管，挥发性或腐蚀性液体离心时，应使用带盖的离心管，并确保液体不外漏以免腐蚀机腔或造成事故。并确保液体不外漏以免腐蚀机腔或造成事故。高速（冷冻）离心
6、机高速（冷冻）离心机-使用方法使用方法l易燃易爆以及易与其他物质发生反应的物质不能易燃易爆以及易与其他物质发生反应的物质不能离心。离心。l在没有相应的防护措施时，不能离心有毒的、放在没有相应的防护措施时，不能离心有毒的、放射性的物质或病原微生物。射性的物质或病原微生物。l离心机运行时不可人为地打开盖子。离心机运行时不可人为地打开盖子。l如果转头和盖子有可见的腐蚀或磨损的痕迹，则如果转头和盖子有可见的腐蚀或磨损的痕迹，则应立即停止使用。应立即停止使用。l使用的玻璃或塑料离心管应能承受相应的离心力使用的玻璃或塑料离心管应能承受相应的离心力并大小合适。非金属转头不可用紫外照射。并大小合适。非金属转头
7、不可用紫外照射。高速（冷冻）离心机高速（冷冻）离心机-使用方法使用方法全自动核酸提取仪全自动核酸提取仪基于核酸的分子诊断技术病毒颗粒DNARNAFQ-PCRRT-FQ PCR裂解荧光信号检测核酸提取荧光荧光PCR检测系统检测系统荧光定量PCR检测加样病毒荧光定量病毒荧光定量PCRPCR反应反应内容1份样品的量DEPC H2O2.875ulMaster MIX6.25ulRT-MIX0.125ul引物0.25ul探针0.25ul程序循环数温度反应时间115030min219515min3459515sec601min反应体系配置反应体系配置反应条件设置反应条件设置对照设置：对照设置：阴性对照：灭
8、菌双蒸水代替标本阴性对照：灭菌双蒸水代替标本阳性对照：提取好的阳性核酸标本阳性对照：提取好的阳性核酸标本典型荧光定量典型荧光定量PCR结果结果 阳性标本扩增曲线 阴性标本扩增曲线 二、质量控制要点PCR实验技术的质量控制要点 分子生物学实验室的质量控制涉及到整个基因检测扩增的所有阶段所有阶段，确保检测结果的准确性和可靠性，严禁各类交叉污染事故的发生。PCR实验技术的质量控制要点 PCR实验的过程主要包括：实验的过程主要包括：l标本处理与核酸提取标本处理与核酸提取l扩增试剂的准备扩增试剂的准备l核酸扩增与产物分析核酸扩增与产物分析l测定后的结果报告测定后的结果报告PCR实验技术的质量控制要点 l
9、高质量无污染无降解的核酸制备l严格实行分区操作试剂储存和准备区标本处理和核酸制备区核酸扩增区扩增产物分析区l实验人员的操作技能理想的理想的PCRPCR实验室分区设计模式实验室分区设计模式产物分析区产物分析区空气流向空气流向空气流向空气流向空气流向空气流向空气流向空气流向缓冲间缓冲间缓冲间缓冲间缓冲间缓冲间专用走廊专用走廊工作流向工作流向扩增区扩增区标本制备区标本制备区试剂准备区试剂准备区n各区独立各区独立n注意风向注意风向n因地制宜因地制宜n方便工作方便工作“十六字口诀十六字口诀”PCR实验室设计的一般原则标本处理与核酸提取的质量控制l核酸提取试剂的选择l核酸扩增试剂的选择l试剂的分装保存l试
10、剂的配置l对照的设立l核酸扩增仪器l扩增参数的设定扩增产物的检测与分析l荧光定量l普通凝胶电泳l毛细管电泳污染的控制和预防l常见污染的来源l控制污染的措施l消除污染的措施三、实验室生物安全管理为什么关注实验室生物安全？为什么关注实验室生物安全？ 三起SARS疫情后期的实验室感染事件M2003年9月8日：新加坡国立大学实验室，在P3实验室同时开展西尼罗病毒与SARS病毒的研究，一位27岁华人研究员感染；M2003年12月6日：台湾省国防大学预防医学研究所，一名47岁的中校研究员，在P3实验室内清理SARS实验后的废弃物时，未戴手套，因而感染；M2004年4月22日：中国CDC病毒所，跨室开展SA
11、RS病毒研究，并引发三代、9例 病例、1例死亡；另有两例 “隐性”感染者。人员生物安全概念薄弱和技术操作不当；生物安全概念薄弱和技术操作不当；生物安全柜和高压灭菌容器的不正常生物安全柜和高压灭菌容器的不正常使用或使用或使用不当；不当；样品传递、接受和使用、装有冻干感染性物质安样品传递、接受和使用、装有冻干感染性物质安瓿的打开；瓿的打开；匀浆器、组织研磨器、摇床、搅拌器和超声处理匀浆器、组织研磨器、摇床、搅拌器和超声处理器的使用；器的使用；离心机内装有潜在感染性物质的离心管发生破裂离心机内装有潜在感染性物质的离心管发生破裂生物安全的概念生物安全的概念l实验室生物安全实验室生物安全 避免危险生物因
12、子造成实验室人员暴露、向实验室外扩散并导致危害的综合措施。l生物安全三个方面：生物安全三个方面： 一指人类的健康安全；二指人类赖以生存的农业生物安全；三指与人类生存有关的环境生物安全。微生物实验室生物安全微生物实验室生物安全l三项技术措施三项技术措施l样品隔离技术（机械、气幕样品隔离技术（机械、气幕) )：防止传染因子进：防止传染因子进入环境接触人体入环境接触人体l定向气流技术（负压系统定向气流技术（负压系统) )：防止传染因子扩散：防止传染因子扩散l消毒灭菌技术（物理、化学消毒灭菌技术（物理、化学) )：灭活传染因子：灭活传染因子实验室可以分为实验室可以分为l基础实验室基础实验室 一级生物安
13、全水平一级生物安全水平l基础实验室基础实验室 二级生物安全水平二级生物安全水平l防护实验室防护实验室 三级生物安全水平三级生物安全水平l最高防护实验室最高防护实验室 四级生物安全水平四级生物安全水平l根据操作不同危险度等级微生物所需的实验室设计根据操作不同危险度等级微生物所需的实验室设计特点、建筑构造、防护设施、仪器、操作以及操作特点、建筑构造、防护设施、仪器、操作以及操作程序来决定实验室的生物安全水平。程序来决定实验室的生物安全水平。实验室生物安全防护屏障实验室生物安全防护屏障l一级防一级防护屏障护屏障l生物安生物安全柜和全柜和个人防个人防护装备护装备等构成等构成的防护的防护屏障。屏障。生物
14、安全柜生物安全柜 高效空气过滤器高效空气过滤器l。李燕44实验室生物安全防护屏障实验室生物安全防护屏障l二级防护屏障二级防护屏障l设施结构和通风系统等构成的设施结构和通风系统等构成的防护屏障。防护屏障。“盒中盒盒中盒”的结构的结构实验室生物安全防护水平分级实验室生物安全防护水平分级l生物安全水平分级生物安全水平分级l根据生物因子危害程度和采取的防护措施，将根据生物因子危害程度和采取的防护措施，将生物安全防护水平（生物安全防护水平（biosafety levelbiosafety level，BSLBSL）分为分为4 4级（级（BSL-1BSL-1、BSL-2BSL-2、BSL-3BSL-3、B
15、SL-4BSL-4表示）；表示）；动物实验室以动物实验室以ABSL-1ABSL-1、ABSL-2ABSL-2、ABSL-3ABSL-3、ABSL-ABSL-4 4表示。表示。与一般生物洁净室的区别与一般生物洁净室的区别1.1.工作目的工作目的BSLBSL实验室：实验室： 保护工作人员和环境为主，也保护产品。保护工作人员和环境为主，也保护产品。安全是首要考虑因素。安全是首要考虑因素。生物洁净室：以保护产品（工作对象）为主。洁净是首生物洁净室：以保护产品（工作对象）为主。洁净是首要考虑因素要考虑因素2.2.污染物的种类和来源污染物的种类和来源BSL实验室：为目标微生物。内部产生。实验室：为目标微生
16、物。内部产生。生物洁净室：粉尘（可能的热源）和微生物。外部进入生物洁净室：粉尘（可能的热源）和微生物。外部进入以及人的活动产生。以及人的活动产生。与一般生物洁净室的区别与一般生物洁净室的区别3.3.空气污染物处理方式空气污染物处理方式BSL实验室：平面布局和气流流向的作用实验室：平面布局和气流流向的作用, 产生环节在一产生环节在一级屏障内进行个体防护。级屏障内进行个体防护。生物洁净室：主要通过进气净化生物洁净室：主要通过进气净化 减少活动。减少活动。4.4.洁洁、污概念BSL实验室：凡有目标微生物即视为污；实验室：凡有目标微生物即视为污； 凡无目标微生物即视为洁；凡无目标微生物即视为洁；对各环
17、节洁、污应仔细分析。对各环节洁、污应仔细分析。生物洁净室：粉尘、微生物（特别是超标者）和废弃物均生物洁净室：粉尘、微生物（特别是超标者）和废弃物均视为污。视为污。与一般生物洁净室的区别与一般生物洁净室的区别5.5.排气处理方式排气处理方式BSL实验室：不允许室内实验室：不允许室内 室外；室外； 排气须净化，不许回风。排气须净化，不许回风。生物洁净室：一般室内生物洁净室：一般室内 室外；室外；排气可回风。排气可回风。6.6.实验室软、硬件的作用实验室软、硬件的作用BSL实验室：对工作人员保护，实验室软件应是决定性的；实验室：对工作人员保护，实验室软件应是决定性的； 对环境保护，实验室硬件应是决定
18、性的；对环境保护，实验室硬件应是决定性的；生物洁净室：均很重要，但硬件设施作用比较大。生物洁净室：均很重要，但硬件设施作用比较大。与一般生物洁净室的区别与一般生物洁净室的区别7.7.压力递增方向压力递增方向BSL实验室：缓冲室准备室主实验室实验室：缓冲室准备室主实验室生物洁净室：缓冲室准备室主洁净室生物洁净室：缓冲室准备室主洁净室 保护对象保护对象 操作区操作区 压力压力 气体排气体排 放方式放方式 设备设备 结构结构 设备设备 造价造价 生物安全柜生物安全柜 操作者、操作者、 样品、环境样品、环境 负压负压 净化后排放净化后排放 复杂复杂 较贵较贵 洁净工作台洁净工作台 样品样品 正压正压
19、直接排放直接排放 简单简单 便宜便宜 生物安全柜与洁净工作台的区别生物安全柜与洁净工作台的区别BSL-1BSL-1实验室实验室1) 1) 实验室的门应有可视窗并可锁闭。实验室的门应有可视窗并可锁闭。2) 2) 实验室门口设挂衣装置，个人便装与工作服分开。实验室门口设挂衣装置，个人便装与工作服分开。3) 3) 实验室各表面平整、易清洁、不渗水、耐腐蚀。实验室各表面平整、易清洁、不渗水、耐腐蚀。4) 4) 实验台面防水，耐腐蚀、耐热。实验台面防水，耐腐蚀、耐热。5) 5) 橱柜和实验台牢固，保持一定距离以便于清洁。橱柜和实验台牢固，保持一定距离以便于清洁。6) 6) 实验室可以利用自然通风。如果采
20、用机械通风，应实验室可以利用自然通风。如果采用机械通风，应避免交叉污染。避免交叉污染。BSL-1BSL-1实验室实验室7) 7) 如有可开启的窗户，应设置纱窗。如有可开启的窗户，应设置纱窗。8) 8) 保证工作照明，避免不必要的反光和强光。保证工作照明，避免不必要的反光和强光。9) 9) 有适当的消毒设备。有适当的消毒设备。10) 10) 若操作有毒、刺激性、放射性挥发物质，应在风若操作有毒、刺激性、放射性挥发物质，应在风险评估的基础上，配备适当的负压排风柜。险评估的基础上，配备适当的负压排风柜。11) 11) 应设应急照明装置；应有足够的电力供应。应设应急照明装置；应有足够的电力供应。12)
21、 12) 应有防止节肢动物和啮齿动物进入的措施。应有防止节肢动物和啮齿动物进入的措施。典型的一级生物典型的一级生物安全水平实验室安全水平实验室BSL-2BSL-2实验室实验室1) 1) 满足满足BSL-1BSL-1的要求。的要求。2) 2) 实验室门可自动关闭实验室门可自动关闭, ,门禁系统。门禁系统。3) 3) 应在实验室工作区配备洗眼装置。应在实验室工作区配备洗眼装置。4) 4) 应在实验室或其所在的建筑内配备高压蒸汽灭菌器应在实验室或其所在的建筑内配备高压蒸汽灭菌器或其他适当的消毒灭菌设备。或其他适当的消毒灭菌设备。5) 5) 应在操作病原微生物的实验间内配备生物安全柜。应在操作病原微生
22、物的实验间内配备生物安全柜。6) 6) 应有可靠的电力供应。应有可靠的电力供应。BSL-2BSL-2实验室实验室生物危害警告标志。生物危害警告标志。典型的二级生物典型的二级生物安全水平实验室安全水平实验室生物安全柜生物安全柜l生物安全柜的要求生物安全柜的要求: :l颗粒经颗粒经HEPAHEPA过滤去除过滤去除l气流为层流气流为层流l气流有方向气流有方向生物安全柜的分级生物安全柜的分级lI I级级生物安全柜：保护生物安全柜：保护工作人员和环境工作人员和环境lIIII级级生物安全柜：保护生物安全柜：保护工作人员、环境和试样工作人员、环境和试样（产品）（产品）lIIIIII级级生物安全柜：采生物安全柜：采用手套箱更严格地保护用手套箱更严格地保护工作人员、环境和试样工作人员、环境和试样（产品）（产品）Class II Class II 生物安全柜生物安全柜 与其它操作区域相分离；与其它操作区域相分离； 远离主要通道；远离主要通道； 与气道有与气道有 一定距离；一定距离； 与实验室入口保持一定距离。与实验室入口保持一定距离。生物安全柜摆放位置生物安全柜摆放位置李燕61生物安全柜的使用生物安全柜的使用个人防护装备个人防护装备l实验室防护服实验室防护服l面部及身体保护面部及身体保护l手套手套l鞋（套）鞋（套）l呼吸防护呼吸防护【 尾 声 】谢谢 谢！谢！
