PCR实验室的生物安全

临床PCR实验室生物安全克州人民医院高峰outline总论一BSL-2级实验室生物安全二PCR实验室生物安全三总论凡是为预防、诊断、治疗任何人类疾病或损伤、或者评价人类健康而对人体的物质进行生物、微生物、血清化学、血液、生物物理、细胞或者其他类型检验的部门，统称为临床实验室实验室每天要处理来自临床的标本，如血液、穿刺液、分泌物等，对这些“未知疾病标本”无法得知其危险程度，因此，每个临床实验室每天都面临生物安全隐患真菌病毒细菌临床实验室危害源危害源生物源危害化学源危害物理源危害寄生虫易燃性、腐蚀性、有毒性、强酸性化学品等电器设备、辐射、噪声等生物源危害来源：临床实验室中处理的病人标本（细菌、病毒、真菌、寄生虫）细菌（bacteria）结核杆菌Mycobacteriumtuberculosis.Rod-shapedBacterium白喉杆菌Corynebacteriumdiphtheriae.Rod,clubed-shapedBacterium(causesdiphtheria)病毒（viruses）狂犬病病毒RabiesDNA肿瘤病毒DNAtumorviruses脊髓灰质炎病毒polioHarrington和Shannon在1976年的调查中发现，结核分枝杆菌、乙型肝炎病毒与志贺菌已成为英国临床实验室工作人员最为常见的职业性感染原因临床实验室生物污染的原因及种类空气污染水的污染人体污染物体表面的污染空气污染内：平面布局、气流方向——合理死角区域——缩小外：直接外排或扩散————高效过滤————密闭或压力差水、人体、物体表面污染实验过程中产生的大量污水——特殊处理后排放工作人员实验室感染（接触、吸入）——专门防护规程物体表面污染（溅出、溢出、穿用错误等）——正确操作化学源危害含义：临床实验室内的部分化学品具有易燃、可燃、刺激、腐蚀性或剧毒性等危害物理源危害来源：噪音辐射紫外线电磁场其他实验室工作人员在实验过程中受到实验室生物污染而发生的感染实验室感染东北农大师生因动物实验感染严重传染病2010年12月，东北农业大学30名学生在实验室进行“羊活体解剖学实验”，因实验动物购买未按《黑龙江省实验动物管理条例》，未要求养殖场出具有关检疫合格证明，使28人被感染布鲁氏菌病布病结核2003年9月9日，新加坡一名患者被确诊感染了非典病毒。这名27岁的男子是新加坡国立大学专门研究西尼罗病毒的微生物实验室的一名研究生。由11名专家组成的国际调查小组认为，不恰当的实验程序、以及西尼罗病毒样本与非典冠状病毒在实验室里的交叉感染，可能是这名患者感染非典病毒的原因新加坡的实验室SARS感染事件实验室感染的途径空气传播：接种环、吸管、注射器使用时经口传播直接接种：针刺、划伤等黏膜接触：如HIV能通过眼结膜进入人体节肢动物媒介（叮咬等）消化道摄入传播实验室感染的发生率(Britain)志贺菌临床实验室感染0.322‰沙门菌临床实验室感染0.137‰其他肠道致病菌如弧菌属细菌、弯曲菌属细菌及大肠埃希菌等的实验室感染率极低职业HIV感染OccupationallyacquiredAIDScasesorHIVinfectionsreportedtiCDCthrough1992OccupationNo.(%)ofoccupationaltransmissionsLaboratorytechnician25(24.8)Nurse26(25.7)Physician13(12.8)Medicaltechnician/paramedic7(6.9)Dentist/dentaltechnician6(5.9)Healthaide/attendant6(5.9)Housekeeper/maintenanceworker6(5.9)Morguetechnician3(3.0)Technician/therapist3(3.0)Respiratorytherapist2(2.0)Surgicaltechnician2(2.0)OtherHCW2(2.0)Total101AdaptedfromD.L.Sewell,Clinicalmicrobiologyreviews,1995,389-405临床实验室安全管理•硬件管理实验室设备个人防护设备生物安全防护（biosafetycontainment）指在实验室环境下处理和保存感染性物质的过程中采用的一系列的防护措施，包括一级防防和二级防护一级防护与二级防护一级防护：包括规范操作技术与规程，配置适当的安全设备，保护操作人员和室内直接环境免遭感染性物质的污染二级防护：包括合理的实验室设施设计和严格规范的操作流程，用以保护实验室外环境免受感染性物质污染个体防护装备个体防护装备装备避免的危害安全性特征实验服、隔离衣、连体衣污染衣服·背面开口·罩在日常服装外鞋袜碰撞和喷溅·不露脚趾护目镜碰撞和喷溅·防碰撞镜片·侧面有护罩安全眼镜碰撞·防碰撞镜片·侧面有护罩面罩碰撞和喷溅·罩住整个面部·发生意外时易于取下个体防护装备装备避免的危害安全性特征防毒面具吸入气溶胶·在设计上包括一次性使用的、整个面部或一半面部空气净化的、整个面部或加罩的动力空气净化的以及供气的防毒面具手套直接接触微生物·得到微生物学认可的一次性乳划破胶、乙烯树脂或聚腈类材料·保护手·网孔结构生物安全柜环境空气→进入工作台→过滤→样本→高效过滤→排入室内或室外采用负压装置，形成气幕防护屏障，保护操作人员安全实验室分区清洁区：包括办公室、休息室、培养基室等半污染区：包括缓冲间、更衣室和卫生通道等污染区：包括样本收集区、处理区、培养区和废弃物处理区等实验室的出口和通道必须保持畅通无阻，不准堆放物品、垃圾、装置或设备出口通路BSL-2级实验室生物安全二级生物安全防护实验室安全操作规程1.禁止非工作人员进入实验室。参观实验室等特殊情况须经实验室负责人批准后方可进入。2.接触微生物或含有微生物的物品后，脱掉手套后和离开实验室前要洗手。3.禁止在工作区饮食、饮水、吸烟、处理隐形眼镜、化妆及储存食物。4.以移液器吸取液体，禁止口吸。二级生物安全防护实验室安全操作规程5.制定尖锐器具的安全操作规程。6.按照实验室安全规程操作，降低溅出和气溶胶的产生。7.每天至少消毒一次工作台面，活性物质溅出后要随时消毒。8.所有培养物、废弃物在运出实验室之前必须进行灭活，如高压灭活。需运出实验室灭活的物品必须放在专用密闭容器内。9.制定有效的防鼠防虫措施。二级生物安全防护实验室安全操作规程10.实验室入口处须贴上生物危险标志,内部显著位置须贴上有关的生物危险信息,包括使用传染性材料的名称,负责人姓名和电话号码。11.进行感染性实验时，禁止他人进入实验室，或必须经实验室负责人同意后方可进入。免疫耐受或正在使用免疫抑制剂的工作人员必须经实验室负责人同意方可在实验室或动物房内工作。二级生物安全防护实验室安全操作规程12.实验室入口处须贴上生物危险标志，注明危险因子、生物安全级别、需要的免疫、负责人姓名和电话、进入实验室的特殊要求及离开实验室的程序。13.工作人员应接受必要的免疫接种和检测(如乙型肝炎疫苗、卡介苗等)。14.并根据需要定期收集血清样本，应有检测报告，如有问题及时处理。二级生物安全防护实验室安全操作规程15.将生物安全程序纳入标准操作规范或生物安全手册，由实验室负责人专门保管，工作人员在进入实验室之前要阅读规范并按照规范要求操作。16.工作人员要接受有关的潜在危险知识的培训，掌握预防暴露以及暴露后的处理程序。每年要接受一次最新的培训。17.严格遵守下列规定，防止利器损伤：二级生物安全防护实验室安全操作规程17.1除特殊情况(肠道外注射和静脉切开等)外，禁止在实验室使用针、注射器及其他利器。尽可能使用塑料器材代替玻璃器材。17.2尽可能应用一次性注射器，用过的针头禁止折弯、剪断、折断、重新盖帽、从注射器取下，禁止用手直接操作。用过的针头必须直接放人防穿透的容器中。非一次性利器必须放入厚壁容器中并运送到特定区域消毒，最好进行高压消毒。17.3尽可能使用无针注射器和其他安全装置。17.4禁止用手处理破碎的玻璃器具。装有污染针、利器及破碎玻璃的容器在丢弃之前必须消毒。二级生物安全防护实验室安全操作规程18.培养基、组织、体液及其他具有潜在危险性的废弃物须放在防漏的容器中储存、运输及消毒灭菌。19.实验设备在运出修理或维护前必须进行消毒。20.人员暴露于感染性物质时，及时向实验室负责人汇报，并记录事故经过和处理方案21.禁止将无关动物带入实验室。PCR实验室的生物安全PCR技术的基本原理与PCR技术的特点聚合酶链式反应(polymerasechainreaction,PCR),又称无细胞分子克隆系统或体外酶促基因扩增法。PCR技术是由穆利斯（KaryBMullis）于1985年联合创造的。该技术可将极微量的靶DNA特异地扩增上百万倍，从而大大提高对DNA分子的分析和检测能力，能检测单分子DNA或对每10万个细胞中仅含1个靶DNA分子的样品。PCR技术的基本原理其原理类似于DNA的天然复制过程，PCR由变性－退火－延伸三个基本反应步骤构成。①模板DNA的变性模板DNA经加热至93℃左右一段时间后，模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应做准备；②模板DNA与引物的退火(复性)模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；PCR技术的基本原理③引物的延伸DNA模板－引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性－退火－延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”,这种新链又可成为下次循环的模板，每完成一个循环需2－4分钟，2－3个小时就能将待扩目标基因扩增放大几百万倍。PCR反应特点特异性强：PCR反应的特异性决定因素为：①引物与模板DNA特异正确的结合；②碱基配对原则；③TaqDNA聚合酶合成反应的忠实性；④靶基因的特异性与保守性。其中引物与模板的正确结合是关键。引物与模板的结合及引物链的延伸是遵循碱基配对原则的。灵敏度高：PCR产物的生成量是以指数方式增加的，能将皮克(pg=10-12)量级的起始待测模板扩增到微克(ug=-6)水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞；在细菌学中最小检出率为3个细菌。PCR反应特点简便、快速：PCR反应用耐高温的TaqDNA聚合酶，一次性地将反应液加好后，即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应，一般在2～4小时完成扩增反应。一般采用实时荧光法进行分析，无放射性污染、易推广。对标本的纯度要求低：不需要分离病毒或细菌及培养细胞，DNA粗制品及总RNA均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等粗制的DNA扩增检测。PCR实验室基本概况临床基因扩增检验实验室原则上分为四个分隔开的工作区域：1.试剂贮存和准备区2.标本制备区3.扩增反应混合物配制和扩增区4.扩增产物分析区如使用全自动分析仪，区域可适当合并。各个分区的生物安全规范各工作区域有明确的标记，不同工作区域内的设备、物品禁止混用。进入各工作区域必须严格按照单一方向进行，即试剂贮存和准备区——标本制备区——扩增反应混合物配制和扩增区——扩增产物分析区。不同的工作区域使用不同的工作服（例如不同的颜色）。工作人员离开各工作区域时，不得将工作服带出。各个分区的生物安全规范具体包括以下物品各分区不可混用1.微量加样器（覆盖l－1000ul）2.移动紫外灯（近工作台面）3.消耗品：一次性手套、耐高压处理的离心管和加样器吸头（带滤心）4.专用工作服和工作鞋5.专用办公用品等（一）试剂贮存和准备区贮存试剂和用于标本制备的材料应直接运送至试剂贮存和准备区，不能经