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实验室气路工程

气路系统主要由气源切换系统、管道系统、调压系统、用气点、监控及报警系统组成。对于一些易燃易爆气体,如氢气、乙炔等,可能在设计和施工过程中稍有差异,必须加入气体回火防止器等安全控制装置。在现代化的实验室中,为了完成实验,需要用到多种分析仪器,如气相色谱仪,原子吸收,气-质联用仪,ICP等等,其中这些仪器需要用到高纯气体,传统的做法是采用独立钢瓶分散供气的模式,这种供气模式每台仪器设备单独配置气体钢瓶,分别满足每台仪器设备的使用,但随着近年来实验室投资的不断加大,仪器设备的迅速增加,用气量也逐年增加,传统的供气模式已经难以满足仪器设备增加的需求,同时分散供气模式带来的实验室布局混乱,钢瓶的频繁更换也对实验室的管理和维护造成了困难,为了解决以上两个方面的问题,就需要一套安全性高且能实现集中分配供气的系统完成从气源向仪器的供气,这就是实验室高纯气体管道系统的功能所在。一、气瓶间。1、钢瓶间的设计宜设在中心化验室的主入口侧,并应采取遮阳防晒措施,当钢瓶间与建筑物为一体时,隔墙应为钢筋混凝土防爆墙。2、通风良好,并具有足够的泄爆面积,室内地面应有防火花,防静电措施;3、可燃气体钢瓶(H2,C2H2)与助燃气体钢瓶(O2)应隔开布置;4、还应设立泄露报警系统。二、色谱室。1、中心化验室的所有管道应统筹规划、集中布置,以便于安装、操作和检修为布置原则;2、引入中心化验室的所有工艺管道总管应设切断阀,并根据需要设置压力表、温度计、流量计、过滤器和减压阀等。阀门或仪表宜设置在便于观察和检修的位置;3、可燃易爆气体如氢气、乙炔、氧气等宜明线铺设;4、管道宜集中布置并沿墙明设,且方便安装及检修;5、使用钢瓶气管道的设备台应离墙布置,留出的维修空间不宜小于600mm;6、氢气管道宜采用焊接连接,不应采用螺纹连接和使用闸阀气路工程的工艺标准1  一般规定洁净室气体系统施工包含工作压力不高于1MPa洁净的和高纯的永久气体、特种气体、医用气体、可燃气体、惰性气体输送管道以及真空吸引管道等的施工。2  管材及附件     气体系统管道及附件应按设计要求选配,如设计未作明确要求,选用时应与洁净室洁净度级别和输送气体性质相适应,并符合以下规定:应使用无缝管材;管材内表面吸附,解吸气体的作用小并且内表面应光滑、耐磨损;具有良好的抗腐蚀性能;管材金属组织在焊接处理时不应发生变化;负压管道不宜采用普通通碳钢管。     所用管材应放在室内保管,不得重叠码放。管道应平直、圆滑,并应无裂纹、缩孔、夹渣、起瘤、折叠、重皮、锈斑、表面损伤等缺陷;成品管外包装和相应管端头的管帽、堵头等密封措施应有效、无破损;氧气阀门必须采用专用产品,其密封圈采用有色金属、聚四氟乙烯等材质,填料采用经脱脂处理的聚四氟乙烯;采用钢材的高纯气体管理,可用不锈钢材质的附件,但在不锈钢材质的管路中,不可采用铜质的附件。3  管道系统安装管道安装前应进行以下准备工作:管道下料时采用“等离子切割”或专用切割锯、割管刀等工具,不得采用氧-乙炔切割,不得涂抹油脂或润滑剂;管道切口与管轴线垂直,切口表面平整、无裂纹,并去除毛刺;在主管道上连接支管或部件时,宜用成品连接件;普通不锈钢管要在工厂的清洗槽中用的酸洗液清洗后再用清水冲洗干净;氧气管道及附件安装前应按相关规定方法进行脱脂,脱脂要在远离洁净室的地点进行,并做好操作人员的安全与环境保护工作。管道敷设要符合设计要求,设计无要求时,敷设在人员不易碰撞的高度上,否则要有防护措施。输送干燥气体的管道无坡度敷设;真空吸引管道和含湿气体管道坡度大于或等于0.3%,坡向真空泵站或冷凝水收集器。不锈钢管道要按照现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236的要求采用氩弧焊焊接连接,焊接时管内应充氩气保护,直至焊接、吹扫、冷却完毕后停止充气。有接地要求的管道,在法兰间必须接有多芯导电跨线。穿过围护结构进入洁净室的气体管道,要设套管,套管内管材不能有焊缝及接头,管材与套管间用不燃材料填充并密封,套管两端要有不锈钢盘型封盖。高纯气体管道的安装除符合以上有关条款规定外还要符合以下规定:经脱脂或抛光的不锈钢管安装前要采取保护措施,防止二次污染;管道预制、分段组装作业不得在露天环境中进行,并且在完成后两端要用膜、板等封闭;当管道为无缝铜管时,采用承插式硬钎焊焊接,焊接紫铜管时应按现行国家标准《磷铜钎料》GB/T6418要求选用磷铜钎料;焊接紫铜、黄铜管时宜按现行国家标准《银基钎料》GB10046要求,选用HL304含银量为50%的银基钎料。管内应通入与工艺气体同等纯度的氮气作为保护气体并吹除,不应用沾水纺织材料擦拭;管道如无法避免螺纹连接时,应在铜与铜、铜与铜合金附件处螺纹上均匀挂锡,非氧气管道采用聚四氟乙烯带缠绕管口螺纹;不锈钢管、铜管应冷弯,弯管半径大于等于5倍管材外径,管壁不得起皱;当管道为聚偏二氟乙烯(PVDF)管时,采用自动或半自动热焊机焊接连接,两管对错面错边不应大于1mm,不同壁厚的管道不得对焊,热焊接连接时采取保护环境和人员的安排;管道系统支架间距小于普通气体管道的支架间距,并应采用吊架、弹簧支架、柔性支撑等固定方式。应按现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的要求,在不锈钢管与碳钢支架之间垫入不锈钢或氯离子的金属垫层;洁净室内高纯气体与高干燥度气体管道为无坡度敷设,不考虑排水功能,终端设放气管。医用气体管道安装后应加色标,不同气体管道上的接口应专用,不得通用。4   管道系统的强度试验可燃气体和高纯度气体等特殊气体阀门安装前要逐个进行强度和严密性试验。管路系统安装完毕后对系统进行强度试验。强度试验要采用气压试验,并采取严格的安全措施,不得采用水压试验。当管道设计压力大于0.6MPa时,应按设计文件规定进行气压试验。 气压试验采用洁净度与洁净室等级匹配的惰性气体或压缩气体进行,试验压力为设计压力的1.15倍。试验时应逐步缓解增加压力,当压力升至试验压力50%时,如未发现异常与泄漏,继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min,直至试验压力。稳压10min后,再将压力降至设计压力,停压时间以检漏工作的需要时间而定,以发泡剂检验无泄漏为合格。当管道输送的介质为有毒气体、腐蚀性气体、可燃气体时,应进行最高工作压力下的泄漏试验。对管段之间焊接接头、管路的分支接头、阀门的填料、法兰或螺纹的连接处,包括全部金属隔膜阀、波纹管阀、调节阀、排气阀等,都以发泡剂检验不泄漏为合格。经过气压试验合格后的系统,试验后未经拆卸,该管路系统可不再进行泄漏试验。真空管道的气压试验压力应为0.2MPa。真空管道在强度试验与泄漏试验合格后,应在系统联动运转前,以设计压力进行真空度试验。试验应在气温变化较小的环境中运行,试验时间应为24h,增压率不应大于3%。5   管道系统的吹除气体管道各项试验合格后,应使用与洁净室洁净度级别匹配的洁净无油压缩空气或高纯氮气吹除管内污物,吹除气流流速大于20m/s,直至末端排出气体在白纸上无污痕为合格。吹除合格后,再以实际输送的气体在工作压力下对管道系统进行吹除,应无异常声音和振动为合格。输送可燃气体的管道在启用之前,要用惰性气体将管内原有气体置换。6   气体供给装置     瓶装气体供给装置安装在使用洁净室之外的房间,两室之间穿墙管道加套管,并在管道与套管间隙填满不燃材料并密封;装置出口管道上的安全阀在安装前进行阀门开启检查。开启压力、密封压力符合安全阀性能要求;集中式真空吸引装置安装在远离洁净室的建筑物外,安装时采取有效的隔声防振措施,与其连接的弯管半径不小于5倍管外径,过滤清除设施安在排气口。

2019-11-27

微生物实验室

微生物实验室准备室、灭菌室、无菌室、恒温培养室和普通实验室五部分组成。此设计方案结合了微生物实验室规划设计与空调净化设计。  一、设计技术指标:  A、技术指标说明:  实验区空气调节系统由制冷量**KW的组合式空调机组。  洁净度(万级)≥0.5um  ≤350000粒/m3  微生物浮游菌 万级  沉降菌 万级≤3个/皿  照明:实验台300LX,其它生产区域为150LX。  室内相邻房间相对静压差≥5pa,相对室外静压≥10pa。  室内温度18-26°C,室内相对湿度为45-60%。  室内噪音≤60db(A)。  电源:  B、排风口装有高效过滤器,送风口装有高效过滤静压箱,以实现进气洁净,另外更换高效过滤器比较方便。  C、一般室内送排风采用上送下排方式,室内排风口应设在室内被污染风险最高的区域,单侧布置,不得有障碍。  D、回风口以余压阀自动调节室内压力,保持正压洁净状态。  二、设计说明:  实验室设计基本思路为经济、实用。净化要求级别为万级。实验室设计有一更、二更、风淋和缓冲等实验前的准备工作。采用人流、物流分开原则,以减少实验污染,保证安全。  A、本布置紧凑、合理,满足了实验室操作和空气洁净度等级要求,同时力求科学性与经济性的原则,考虑实验室要求和发展及运行费用最优。  B、洁净室入口处设置风淋室,能有效清除人体所带灰尘,减少洁净室的灰尘量,同时风淋室也起到了气闸的作用,防止不洁净空气由门进入洁净区。  C、洁净室需向室内供给一定比例的新鲜空气,净化过滤后进入各实验室以补偿排风,保证正压及工作人员需要。  D、风量回风次数采用风量调节阀对不同要求洁净级别的区域进行控制,以及压强梯度的调节,保证气流同“清洁”区域流向“污染”区域,洁净室不同级别之间压差为≥5pa,洁净室与室外压差为≥10pa。  E、洁净室设紫处灯杀菌装置。  F、传递窗为全不锈钢材质,机械联锁控制,内带灭菌装置。  G、观察窗为密闭洁净窗,门为气密洁净门。  如此简单的说明了下净化的级数,在微生物实验室设计方面,公司本着边学后再做统筹的设计,理念与实际是相互结合的,根据客户的想法与实验室建筑方面的参考,微生物实验室设计。  微生物实验室准备室、灭菌室、无菌室、恒温培养室和普通实验室五部分组成。这些房间的共同特点是地板和墙壁的质地光滑坚硬,仪器和设备的陈设简洁,便于打扫卫生。  微生物实验室基本要求如下:  (一)准备室  准备室用于配制培养基和样品处理等。室内设有试剂柜、存放器具或材料的专柜、实验台、电炉、冰箱和上下水道、电源等。   准备室还要用于洗刷器皿等。室内应备有加热器、蒸锅,洗刷器皿用的盆、桶等,还应有各种瓶刷、去污粉、肥皂、洗衣粉等。    (二)灭菌室  灭菌室主要用于培养基的灭菌和各种器具的灭菌,室内应备有高压蒸汽灭菌器、烘箱等灭菌设备及设施。  (三)无菌室  无菌室也称接种室,是系统接种、纯化菌种等无菌操作的专用实验室。在微生物工作中,菌种的接种移植是一项主要操作,这项操作的特点就是要保证菌种纯种,防止杂菌的污染。在一般环境的空气中,由于存在许多尘埃和杂菌,很易造成污染,对接种工作干扰很大。  1.无菌室的设置  无菌室应根据既经济又科学的原则来设置。其基本要求有以下几点:  (1)无菌室应有内、外两间,内间是无菌室,外间是缓冲室。房间容积不宜过大,以便于空气灭菌。最小内间面积2×2.5=5m2,外间面积1×2=2m2,高以2.5m以下为宜,都应有天花板。  (2)内间应当设拉门,以减少空气的波动,门应设在离工作台最远的位置上;外间的门最好也用拉门,要设在距内间最远的位置上。  (3)在分隔内间与外间的墙壁或“隔扇”上,应开一个小窗,作接种过程中必要的内外传递物品的通道,以减少人员进出内间的次数,降低污染程度。小窗宽60cm、高40cm、厚30cm,内外都挂对拉的窗扇。  (4)无菌室容积小而严密,使用一段时间后,室内温度很高,故应设置通气窗。通气窗应设在内室进门处的顶棚上(即离工作台最远的位置),最好为双层结构,外层为百叶窗,内层可用抽板式窗扇。通气窗可在内室使用后、灭菌前开启,以流通空气。有条件可安装恒温恒湿机。  2.无菌室内设备和用具  (1)无菌室内的工作台,不论是什么材质、用途的,都要求表面光滑和台面水平。  (2)在内室和外室各安装一个紫外灯(多为30W)。内室的紫外线灯应安装在经常工作的座位正上方,离地面2m,外室的紫外线灯可安装在外室中央。  (3)外室应有专用的工作服、鞋、帽、口罩、盛有来苏儿水的瓷盆和毛巾、手持喷雾器和5%石炭酸溶液等。  (4)内室应有酒精灯、常用接种工具、不锈钢制的刀、剪、镊子、70%的酒精棉球、工业酒精、载玻璃片、特种蜡笔、记录本、铅笔、标签纸、胶水、废物筐等。  3.无菌室的灭菌消毒  (1)薰蒸:这是无菌室彻底灭菌的措施。无菌室使用了较长时间,污染比较严重时,应进行薰蒸灭菌。可用甲醛、乳酸或硫磺薰蒸。  (2)喷雾:在每次使用无菌室前进行。喷雾可促使空气中微粒及微生物沉降,防止桌面、地面上的微尘飞场,并有杀菌作用。可用5%石炭酸喷雾。  (3)紫外线照射:在每次使用无菌室前进行。紫外线有较好的杀菌效果。通常应开启紫外线灯照射30~60min。  4.无菌室工作规程  (1)无菌室灭菌。每次使用前开启紫外线灯照射30min以上,或在使用前30min,对内外室用5%石炭酸喷雾。  (2)用肥皂洗手后,把所需器材搬入外室;在外室换上已灭菌的工作服、工作帽和工作鞋,戴好口罩,然后用2%煤酚皂液将手浸洗2分钟。  (3)将各种需用物品搬进内室清点、就位,用5%石炭酸在工作台面上方和操作员站位空间喷雾,返回外室,5~10min后再进内室工作。  (4)接种操作前,用70%酒精棉球擦手;进行无菌操作时,动作要轻缓,尽量减少空气波动和地面扬尘。  (5)工作中应注意安全。如遇棉塞着火,用手紧握或用湿布包裹熄灭,切勿用嘴吹,以免扩大燃烧;如遇有菌培养物洒落或打碎有菌容器时,应用浸润5%石炭酸的抹布包裹后,并用浸润5%石炭酸的抹布擦拭台面或地面,用酒精棉球擦手后再继续操作。  (6)工作结束,立即将台面收拾干净,将不应在无菌室存放的物品和废弃物全部拿出无菌室后,对无菌室用5%石炭酸喷雾,或开紫外线灯照射30min。  (四)恒温培养室  1.培养室的设置  (1)培养室应有内、外两间,内室是培养室,外室是缓冲室。房间容积不宜大,以利于空气灭菌,内室面积在3.2×4.4=14m2左右,外室面积在3.2×1.8=6m2左右,高以2.5m左右为宜,都应有天花板。  (2)分隔内室与外室的墙壁上部应设带空气过滤装置的通风口。  (3)为满足微生物对温度的需要,需安装恒温恒湿机。  (4)内外室都应在室中央安装紫外线灯,以供灭菌用。  2.培养室内设备及用具  (1)内室通常配备培养架和摇瓶机(摇床)。常用的摇瓶机有旋转式、往复式两种。  (2)外室应有专用的工作服、鞋、帽、口罩、手持喷雾器和5%石炭酸溶液、70%酒精棉球等。  3.培养室的灭菌、消毒同无菌室的灭菌、消毒措施。   小规模的培养可不启用恒温培养室,而在恒温培养箱中进行。

2019-11-26

基因扩增(PCR)实验室

概述  临床基因扩增实验又称PCR实验,是专门用来检验艾滋病、乙型肝炎、禽疫病等病毒感染性疾病的一种检测手段。它可以通过将病毒体内所含的基因进行扩增的方法,测出一些病毒含量不高的感染者体内是否含有特定的病毒。由于该检测方法可以测出普通检验难以检测出的病毒并具有灵敏度高、特异性高、快捷、对样品要求低等优点,因此被临床医生广为认可,已广泛应用于医院的临床诊断和各防疫检测部门的禽疫病诊断。但是,这种实验需要有能保证绝对安全、配置合理的实验室和非常规范的操作为前提。近年来对临床基因扩增检验实验室的建设越来越得到重视,因为它对检测结果的可靠性、准确性和安全性起到至关重要的作用。本文主要从临床基因扩增检验实验室的平面布局,空调通风系统设计、气流控制和污染的防制几个方面对实验室设计中的主要特点进行了阐述。临床基因扩增检验实验室设计的核心问题是如何避免污染。因此,实验室设计依据、实验室的平面布局、实验室装饰材料的选择、空调通风系统设计、气流控制等都是围绕这个核心问题进行的。下面就对这几个方面分别进说明。  PCR设计依据:  《医疗机构临床基因扩增管理办法》  《生物安全实验室建筑技术规范》  《洁净厂房设计规范》  《高效空气过滤器》  《实验室生物安全通用要求》  《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》  实验布局设计  临床基因扩增检验实验室原则上分为四个单独的工作区域: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。为避免交叉污染,进入各个工作区域必须严格遵循单一方向进行,即只能从试剂贮存和准备区→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。各实验区之间的试剂及样品传递应通过传递窗进行。  实验室装饰材料:  实验室设计为全封闭空间,空间四周及上层均为50mm厚手工彩钢板结构,填充物为阻燃材料,主体颜色为哑白色,门窗玻璃为50mm厚双层中空钢化玻璃嵌入手工彩钢板卡槽内,如采用机制彩钢板为防止沉积灰尘,窗料使用R25MM铝合金圆弧压线。  所有二维连接处的内侧均使用R50MM铝合金内圆角,暴露在外的二维连接线的外侧则用R100MM铝合金外角连接;彩钢板的三维连接处使用三维接点过度,而彩钢板与墙角地面则用铝合金槽连接。  吊顶材料亦为彩钢板,地面为环氧树脂材料,具有无缝隙、耐腐蚀、平整、容易清洗的特征。地面地脚线用阴角铝材装饰,美观且严密性好。整个实验室内应形成坚固、无缝、平滑、美观、不反光、不积尘、不生锈、防潮、抗菌、性能优良的无菌表面和内壳。基因检测实验室入口设置有门禁和实时摄像头,可有效控制非授权人员的进入。  通风压力控制  PCR实验室并没有严格的净化要求,但是为避免各个实验区域间交叉污染的可能性,宜采用全送全排的气流组织形式。同时,要严格控制送、排风的比例以保证各实验区的压力要求。  3.1试剂贮存和准备区  该实验区主要进行的操作为贮存试剂的制备、试剂的分装和主反应混合液的制备。试剂和用于标本制作的材料应直接运送至该区,不得经过其他区域。试剂原材料必须贮存在本区内,并在本区内制备成所需的贮存试剂。对与气流压力的控制,本区并没有严格的要求。  3.2标本制备区  该区域主要进行的操作为临床标本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、贮存及其加入至扩增反应管和测定RNA时cDNA的合成。本区的压力梯度要求为:相对于邻近区域为正压,以避免从邻近区进入本区的气溶胶污染。另外,由于在加样操作中可能会发生气溶胶所致的污染,所以应避免在本区内不必要的走动。  3.3扩增反应混合物配制和扩增区  该区域主要进行的操作为DNA或cDNA扩增。此外,已制备的DNA模板和合成的cDNA(来自样本制备区)的加入和主反应混合液(来自试剂贮存和制备区)制备成反应混合液等也可在本区内进行。在巢式PCR测定中,通常在第一轮扩增后必须打开反应管,因此巢式扩增有较高的污染危险性,第二次加样必须在本区内进行。本区的压力梯度要求为:相对于邻近区域为负压,以避免气溶胶从本区漏出。为避免气溶胶所致的污染,应尽量减少在本区内的不必要的走动。个别操作如加样等应在超净台内进行。  3.4扩增产物分析区  该区域主要进行的操作为扩增片段的测定。如使用全自动封闭分析仪器检测,此区域可不设。本区是最主要的扩增产物污染来源,因此对本区的压力梯度的要求为:相对于邻近区域为负压,以避免扩增产物从本区扩散至其它区域。  污染控制  PCR实验室设计的核心问题是如何避免污染。在实际工作中,常见的有以下几种污染类型:扩增产物的污染;天然基因组DNA的污染;试剂的污染以及标本间的污染。由于一旦发生污染,实验就必须停止,直到找到污染源为止,而且实验结果必须作废,需重新进行实验。所以发生污染后再围绕实验室来寻找污染源不但耗时而且繁琐,浪费人力物力。因此要避免污染,首先应是预防,而不是排除。  4.1工作区域的严格划分  ⑴各个实验区域设置合理;  ⑵各个实验区域要有明显的标记(如醒目的门牌或不同的地面颜色等),以避免各个不同实验区域设备物品、试剂等发生混淆。  4.2合理的系统设置  ⑴合理的空调通风系统设置,尽量采用全送全排的空调系统;  ⑵严格的气流压力控制,保证不同的实验区内不同的压力要求。  4.3规范的操作  ⑴临床基因扩增检验实验室的技术人员必须进行上岗培训,经培训合格后才能从事临床基因扩增检验的工作;  ⑵在实验操作过程中,操作者必须戴手套,并经常更换。此外,操作中使用一次性帽子也是一个有效地防止污染的措施;  ⑶清洁工作及时、正确。实验工作结束后,必须立即对本区进行清洁。除常规的消毒液体对表面进行擦拭消毒或紫外线灯的照射消毒外,对一些实验设备还应进行高压消毒处理。  4.4严格的管理  ⑴严格控制进出实验室的人员。与实验无关的人员不得随意进出实验室,有条件的情况下要设置独立的通道和进出整个实验区的门;  ⑵在各个实验区域使用带有明显区别标志的工作服(如不同颜色),当工作人员离开时不得将本区的工作服带至其它区域;  ⑶尽量减少在实验区内不必要的走动以减少交叉污染的可能性。  ⑷扩增产物分析区是最主要的扩增产物污染来源,废液不能在实验室中倾倒,必须经消毒液浸泡消毒后在远离实验室的地方弃掉,用过的吸头等一次性材料也应经消毒液浸泡消毒后统一处理,如焚烧等;  ⑸扩增产物分析区可能会用到某些可致基因突变和有毒物质,应特别注意实验人员的安全防护。  4.5完备的实验室配套设施  完备的实验室配套设施是保证实验工作的必要条件,应根据各个实验室实验内容的不同配备相应的设备和仪器,如超净工作台、离心机、加样器等。

2019-11-26

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