分子检测方法能够通过扩增样本中的微量核酸来产生大量核酸。这虽然有利于实现灵敏的检测,但也存在通过实验室环境中扩增气溶胶扩散造成污染的可能性。在进行实验时,可以采取措施避免试剂、实验室设备和工作台空间的污染,因为此类污染可能会产生假阳性(或假阴性)结果。
为了降低污染的可能性,应始终遵循良好实验室规范。具体而言,应采取以下预防措施:
1. 处理试剂
2. 工作空间和设备的组织
3. 指定分子空间的使用和清洁建议
4. 一般分子生物学建议
5. 内部控制
6. 参考书目
1. 处理试剂
打开试剂管前,请短暂离心,以避免产生气溶胶。分装试剂以避免多次冻融和母液污染。所有试剂和反应管均应清晰标记并注明日期,并妥善保存所有实验中使用的试剂批号和批号记录。所有试剂和样品均应使用滤芯吸头移液。购买前,建议与制造商确认滤芯吸头是否与所用移液器的品牌匹配。
2. 工作空间和设备的组织
工作空间应合理组织,确保工作流程单向进行,从洁净区(PCR前)到脏污区(PCR后)。以下一般预防措施有助于降低污染风险。应为以下操作设置单独的指定房间,或至少在物理上隔离的区域:主混合物制备、核酸提取和DNA模板添加、扩增和扩增产物处理以及产物分析(例如凝胶电泳)。
在某些情况下,拥有 4 个独立的房间比较困难。一个可行的但不太理想的方案是在密闭区域(例如层流柜)进行 Mastermix 的制备。对于嵌套 PCR 扩增,第二轮反应的 Mastermix 制备应在 Mastermix 制备的“清洁”区域进行,但 PCR 产物的接种应在扩增室进行,如果可能的话,最好在专用密闭区域(例如层流柜)进行。
每个房间/区域均需配备一套单独且清晰标记的移液器、滤芯吸头、试管架、涡旋振荡器、离心机(如适用)、笔、通用试剂、实验服和手套盒,并放置在各自的工作台上。在指定区域之间移动时,必须洗手并更换手套和实验服。试剂和设备不得从脏污区域移至清洁区域。如果出现极端情况,需要将试剂或设备向后移动,则必须先用10%次氯酸钠消毒,然后用无菌水擦拭。
笔记
10%次氯酸钠溶液必须每日新鲜配制。用于消毒时,接触时间至少应为10分钟。
或者,如果当地安全建议不允许使用次氯酸钠,或者次氯酸钠不适合用于净化设备的金属部件,则可以使用经过验证的可作为 DNA 破坏表面净化剂的市售产品。
理想情况下,工作人员应遵守单向工作流程,当天不要从污染区(PCR后)返回清洁区(PCR前)。然而,有时这种情况不可避免。在这种情况下,工作人员必须彻底洗手、更换手套、穿着指定的实验服,并且不要带入任何他们想再次带出房间的设备,例如实验手册。在分子方法人员培训中,应强调此类控制措施。
使用后,应使用 10% 次氯酸钠(然后用无菌水去除残留漂白剂)、70% 乙醇或市售的经过验证的 DNA 破坏消毒剂清洁实验台。理想情况下,应安装紫外线 (UV) 灯,以便通过辐射进行消毒。然而,紫外线灯应仅限于封闭的工作区域,例如安全柜,以限制实验室工作人员的紫外线照射。请遵循制造商关于紫外线灯保养、通风和清洁的说明,以确保灯保持有效。
如果使用 70% 乙醇代替次氯酸钠,则需要用紫外线照射才能完成净化。
请勿使用次氯酸钠清洁涡旋和离心机;相反,请使用 70% 乙醇擦拭并暴露于紫外线下,或使用市售的 DNA 破坏性消毒剂。如果发生溢出,请咨询制造商以获取进一步的清洁建议。如果制造商的说明允许,应定期使用高压灭菌器对移液器进行消毒。如果移液器无法进行高压灭菌,则可以使用 10% 次氯酸钠(然后用无菌水彻底擦拭)或市售的 DNA 破坏性消毒剂进行清洁,然后进行紫外线照射即可。
如果定期使用高浓度次氯酸钠清洁,最终可能会损坏移液器的塑料和金属材质;请先查看制造商的建议。所有设备均需按照制造商建议的时间表定期校准。应指定专人负责确保严格遵守校准计划,维护详细的日志,并在设备上清晰地展示服务标签。
3. 指定分子空间的使用和清洁建议
PCR 前:试剂分装/预混液制备:该区域应是所有分子实验准备区域中最洁净的区域,最好是配备紫外线灯的专用层流柜。样本、提取的核酸和扩增的 PCR 产物不得在此区域处理。扩增试剂应存放在同一指定区域的冷冻柜(或根据制造商建议的冷藏柜)中,最好位于层流柜或 PCR 前区域旁边。每次进入 PCR 前区域或层流柜时都应更换手套。
PCR 预处理区域或层流柜在使用前后应按如下方式清洁:用 70% 乙醇或市售 DNA 破坏消毒剂擦拭柜内所有物品,例如移液器、吸头盒、涡旋振荡器、离心机、试管架、笔等,并使其干燥。如果是封闭的工作区域,例如层流柜,则将罩子置于紫外线下照射 30 分钟。
笔记
请勿将试剂暴露在紫外线下;只有在清洁后才能将其放入试剂柜中。如果进行逆转录PCR,用能够分解接触RNA酶的溶液擦拭表面和设备也可能有帮助。这有助于避免因RNA酶降解而导致的假阴性结果。净化后,在制备预混液之前,应再次更换手套,然后试剂柜即可使用。
PCR 前:核酸提取/模板添加:
核酸提取和处理必须在第二个指定区域进行,并使用单独的移液器、滤芯吸头、试管架、干净手套、实验服和其他设备。该区域还用于将模板、对照和趋势线添加到Mastermix管或板中。为避免正在分析的提取核酸样本受到污染,建议在处理阳性对照或标准品前更换手套,并使用单独的移液器。PCR试剂和扩增产物不得在此区域移液。样品应存放在同一区域的指定冰箱或冰柜中。样品工作区应与Mastermix区域一样进行清洁。
PCR 后:扩增和扩增产物的处理
该指定区域用于扩增后处理,应与 PCR 前区域物理隔离。该区域通常包含热循环仪和实时荧光定量PCR平台,理想情况下应配备层流柜,用于将第一轮 PCR 产物添加到第二轮反应中(如果进行嵌套 PCR)。由于污染风险高,不得在此区域处理 PCR 试剂和提取的核酸。该区域应配备单独的手套、实验服、板架和试管架、移液器、滤芯吸头、试剂盒和其他设备。试管在打开前必须离心。样品工作区应采用与母液混合液区域相同的清洁方式。
PCR 后:产物分析
此房间用于放置产品检测设备,例如凝胶电泳槽、电源组、紫外透射仪和凝胶成像系统。该区域应配备单独的手套、实验服、板架和试管架、移液器、滤芯吸头、试剂盒和其他设备。除上样染料、分子标记物、琼脂糖凝胶和缓冲液外,其他试剂不得带入此区域。样品工作区应采用与母液混合区相同的清洁方式。
重要提示
理想情况下,如果已在 PCR 后操作室进行过工作,则不应在同一天进入 PCR 前操作室。如果无法避免,请确保先彻底洗手,并在操作室穿着专用实验服。实验室记录簿和文件如果在 PCR 后操作室使用过,则不得带入 PCR 前操作室;如有必要,请复印打印实验方案/样本 ID 等文件。
4. 一般分子生物学建议
使用无粉手套以避免抑制实验。正确的移液技术对于减少污染至关重要。错误的移液操作会导致液体喷溅和气溶胶的产生。以下链接提供了正确的移液方法:Gilson 移液指南、Anachem 移液技术视频、打开前请先离心试管,并小心打开试管以避免喷溅。使用后请立即盖紧试管,以避免引入污染物。
进行多个反应时,请准备一份包含常用试剂(例如水、dNTP、缓冲液、引物和酶)的预混液,以最大程度地减少试剂转移次数并降低污染风险。建议将预混液置于冰上或冷块上。使用热启动酶可能有助于减少非特异性产物的产生。含有荧光探针的试剂应避光保存,以免降解。
5. 内部控制
在所有反应中,应设置已充分表征并确认的阳性和阴性对照,以及无模板对照,并针对定量反应设置多点滴定趋势线。阳性对照的强度不应过高,以免造成污染风险。进行核酸提取时,应设置阳性和阴性提取对照。
建议在每个区域张贴清晰的指示,以便用户了解行为规则。在临床样本中检测出极低浓度DNA或RNA的诊断实验室,可能需要采取额外的安全措施,在PCR前室设置略微正压的空气处理系统,在PCR后室设置略微负压的空气处理系统。
最后,制定质量保证 (QA) 计划将大有裨益。该计划应包括试剂主库存和工作库存清单、试剂盒和试剂的储存规则、质控结果报告、员工培训计划、故障排除算法以及必要时的补救措施。
6. 参考书目
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发布时间:2020-07-16