便携式气溶胶扩散仪

无论是哪一种微生物实验室，只要操作感染性物质，气溶胶的产生是不可避免的。因此，除了控制空气传播感染，还要防止气溶胶扩散，这是控制空气传播感染的第二环节。在实验室中，有多种措施可以有效防止气溶胶的扩散，例如“围场操作”、“屏障隔开”、“有效拦截”、“定向气流”、“空气消毒”等，这些防护措施的综合利用可以获得良好的效果。(1)围场操作：围场操作是把感染性物质局限在一个尽可能小的空间(例如生物安全柜)内进行操作，使之不与人体直接接触，并与开放之空气隔离，避免人的暴露。实验室也是围场，是第二道防线，可起到“双重保护”作用。围场大小要适宜，以达到既保证安全又经济合理的目的。目前，进行围场操作的设施设备往往组合应用了机械、气幕、负压等多种防护原理。(2)屏障隔离：气溶胶一旦产生并突破围场，要靠各种屏障防止其扩散，因此也可以视为第二层围场。例如，生物安全实验室围护结构及其缓冲室或通道，能防止气溶胶进一步扩散，保护环境和公众健康。例如，BSL-3实验室核心区和半污染区之间的缓冲间则把操作感染性材料的核心区围场在尽可能小的范围内。按国家标准《实验室生物安全通用要求》(GBl9489-2004)的要求，进出核心实验室的缓冲间是必需的设置。这是因为：1)避免污染扩散，尽可能把污染限制在最小的范围内；2)一旦室内出现正压，工作人员可在缓冲室内换气、净化空气、安全撤离；3)退出实验室时可在其内换鞋、脱去外层衣服和手套、必要的消毒，避免内层衣服污染或污染其他房间。(3)定向气流：对生物安全三级以上实验室的要求是保持定向气流。其要求包括：1)实验室周围的空气应向实验室内流动?以杜绝污染空气向外扩散的可能，保证不危及公众；2)在实验室内部，清洁区的空气应向操作区流动，保证没有逆流，以减少工作人员暴露的机会；3)轻污染区的空气应向污染严重的区域流动。以BSL-3实验室为例，原则上半污染区与外界气压相比应为一20Pa，核心实验室气压与半污染区相比也应为一20Pa，感染动物房和解剖室的气压应低于普通BSL-3实验室核心区。(4)有效消毒灭菌：实验室生物安全的各个环节都少不了消毒技术的应用，实验室的消毒主要包括空气、表面、仪器、废物、废水等的消毒灭菌。在应用中应注意根据生物因子的特性和消毒对象进行有针对性的选择。并应注意环境条件对消毒效果的影响。凡此种种，都应在操作规程中有详细规定。(5)有效拦截：是指生物安全实验室内的空气在排人大气之前，必须通过高效粒子空气(HEPA)过滤器过滤，将其中感染性颗粒阻拦在滤材上。这种方法简单、有效、经济实用。HEPA滤器的滤材是多层、网格交错排列的，因此其拦截感染性气溶胶颗粒的原理在于：1)过筛：直径小于滤材网眼的颗粒可能通过，大于的被拦截；2)沉降：对于直径0．3／zm以上的气溶胶粒子作用较强。气溶胶粒子直径虽然小于网眼，由于粒子的重力和热沉降或静电沉降作用也可能被阻拦在滤材上；3)惯性撞击：气溶胶粒子直径虽然小于网眼，由于粒子的惯性撞击作用也可能阻拦在滤材上；4)粒子扩散：对于直径小于o．1Um的气溶胶粒子作用较强，气溶胶粒子虽然小于网眼，由于粒子的扩散作用也可能被阻拦在滤材上。依照上述原理，最不容易滤除的粒子是0．1～0．3／zm的粒子。防止气溶胶的吸入尽管采取了上述防止气溶胶扩散的种种措施，但由于气溶胶具有很强的扩散能力，还是不可避免地污染实验室的空气。所以，实验室工作人员仍然需要进行个人防护，以防止气溶胶吸人。

什么是气溶胶在吸液的过程中，液体的扰动，包括流动、飞溅、挂壁、吹出余液等动作会产生气溶胶（aerosol）。气溶胶是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，固体和液体小质点大小为0.001～100μm，包括液滴、细菌、病毒、支原体、DNA、RNA、超微量分子，比如100bp的小片段DNA，一些特殊的试剂分子等。气溶胶随着负压形成的通道进入移液器，最后通过两种途径扩散。第一种是吸取下一个样本时，进入下一个样本，通常叫做样本交叉污染；第二种是扩散到空气中，当样本是危险样本时会对操作者造成不利影响，比如在吸取埃博拉和艾滋病病毒样本或者有放射性的样本时。如何防止气溶胶呢？可以通过使用带滤芯的枪头来阻止，用常规吸头加样，样本中的气溶胶可污染移液器，并进一步污染下一个样本，或对操作者产生潜在伤害。滤芯的作用是阻隔气溶胶进入移液器，预防交叉污染。所以带滤芯的枪头很重要。

2020年4月18日，《[url=https://www.zhihu.com/search?q=%E5%8D%8E%E7%9B%9B%E9%A1%BF%E9%82%AE%E6%8A%A5&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B%22sourceType%22%3A%22article%22%2C%22sourceId%22%3A%22387158915%22%7D]华盛顿邮报[/url]》（WashingtonPost）爆出一则重磅新闻，美国CDC在实验室生产的新冠病毒检验试剂出现了污染问题(图1)，导致全美的核酸检测推迟最少一个月。2020年1月21日，美国CDC开发了新冠病毒检测方法，1月下旬,美国CDC对26个公共卫生实验室发放新冠病毒试剂盒，有24个实验室出现了假阳性，美国CDC紧急召回诊断试剂，直到3月2日，IDT公司生产新冠试剂重新投入使用。由于实验室污染，美国错过了黄金的疫情防控窗口。[img=,919,]https://pic3.zhimg.com/80/v2-cd8d1d3aca2679ba712ee37665d3f292_720w.jpg[/img][img=,979,]https://pic3.zhimg.com/80/v2-b0ffe581305755a0db617c2b5e98eaf6_720w.jpg[/img]二、核酸污染与分类2.1 核酸污染，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室绕不开的“疼”[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url](聚合酶链式反应简称)检测因其灵敏度高、快速、操作方便等优势被广泛应用，不过正是由于它灵敏度极高，极微量的污染源都有可能导致检测结果的假阳性。因此，如何避免以及处理实验室污染，对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]检测人来说是一种挑战。2.2 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]污染分类(1)样本间交叉污染：主要是在采（取）样的过程中，由于取样工具之间的交叉造成污染；或者在核酸提取的过程中，由于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/9p][color=#3333ff]移液器[/color][/url]、离心管等使用不当导致的样本间污染。(2)[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]试剂的污染：主要是在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]试剂配制过程中，由于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/9p][color=#3333ff]移液器[/color][/url]、容器、阴性对照及其它试剂被核酸模板或阳性对照污染。(3)克隆质粒的污染：在实验室操作中经常会用到阳性参考品，这些阳性参考品大多数是由某些克隆质粒制作而成，克隆质粒在单位容积内浓度高，使用不当极易造成污染。(4)CR扩增产物污染：这是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]反应中最主要、最常见，也是最令人头疼的污染问题。因为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]产物拷贝量大，远远高于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]检测数个拷贝的极限，所以极微量的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]产物污染，就可造成假阳性结果。[img=,966,]https://pic2.zhimg.com/80/v2-ef39f2836cc5d3c8b081f0916a887635_720w.jpg[/img]图2 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]产物拷贝量示意三、扩增产物[url=https://www.zhihu.com/search?q=%E6%B0%94%E6%BA%B6%E8%83%B6&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B%22sourceType%22%3A%22article%22%2C%22sourceId%22%3A%22387158915%22%7D]气溶胶[/url]污染—核酸污染中的“牛皮藓”[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室核酸污染中最难消除的是气溶胶污染，尤其是扩增产物的气溶胶污染。污染主要发生在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]的扩增和产物分析阶段。因为，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]产物拷贝量大(一般为1013拷贝/mL)(图2)，扩增产物液面与空气摩擦时会形成气溶胶。所以，比较剧烈地摇动反应管、开盖时吸样，以及反复吸样都可形成气溶胶污染。飞溅的扩增产物会形成气溶胶漂浮在空气中，粘附到物体表面及检测人员身体上，随着人员及物料流动而污染整个实验室。如果这种污染能及时发现，实验室空置几天，采取积极有效的处理措施，情况会好转。四、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室核酸污染传统处理方法4.1 物理方法使用紫外灯照射是目前[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室预防污染最常规的方法。由于DNA链上相邻的嘧啶在254nm紫外诱导下发生交联，[url=https://www.zhihu.com/search?q=%E5%98%A7%E5%95%B6%E4%BA%8C%E8%81%9A%E4%BD%93&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B%22sourceType%22%3A%22article%22%2C%22sourceId%22%3A%22387158915%22%7D]嘧啶二聚体[/url]不能被切除，导致DNA聚合酶在空间上被阻碍或者DNA不能被完全变性，从而使扩增反应终止。由于小的扩增子只有较少的临近嘧啶，所以该方法对小的扩增子效果不明显，对富含G+C的和短的（300bp）的扩增产物污染效果不大。4.2 化学方法包括使用商品化的DNA去除剂、次氯酸钠、1mol/L的盐酸等各种化学物质去降解DNA。化学方法主要通过氧化损伤核酸的作用，从而使留在实验室的扩增产物被破坏掉。4.3 顺其自然法停下所有实验，靠通风和时间抹掉核酸的痕迹。4.4 绝地求生法换一种试剂盒，只要两种试剂的扩增产物不一致，没有交叉反应，可以继续做实验。五、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室核酸污染的整体解决方案根据《[url=https://www.zhihu.com/search?q=%E5%8C%BB%E7%96%97%E6%9C%BA%E6%9E%84%E6%96%B0%E5%9E%8B%E5%86%A0%E7%8A%B6%E7%97%85%E6%AF%92&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B%22sourceType%22%3A%22article%22%2C%22sourceId%22%3A%22387158915%22%7D]医疗机构新型冠状病毒[/url]核酸检测手册（试行第二版）》（联防联控机制医疗法〔2020〕313号）中提到：实验室结束后空气清洁要求。必要时可采用核酸清除剂等试剂清除实验室残留核酸(图3)。[img=,795,]https://pic4.zhimg.com/80/v2-86e6a5ba788dad4f3b9aae8016e0ce0f_720w.jpg[/img]图3《医疗机构新型冠状病毒核酸检测手册（试行第二版）》的要求5.1 全自动核酸气溶胶污染清除仪—预防、清除气溶胶污染的得力助手[img=,829,]https://pic4.zhimg.com/80/v2-232699116e0e539fab32efb00bd91db3_720w.jpg[/img]Ares Y2000 / Ares Y1000图4 熠创鼎惠全自动核酸气溶胶污染清除仪Ares Y2000 / Ares Y1000熠创鼎惠（上海）生物科技有限公司推出的全新全自动核酸气溶胶污染清除仪(图4)，清除仪采用独特配方的配套核酸清除剂（片剂溶解），经Ares系统顶尖的Dry Fog剪断作用，雾化的清除剂被超音速空气再次微粒化，与另一喷口同样被雾化的水滴在中央撞击，相互反复剪断的同时，发生3.3万-4万赫兹的超声波，使清除剂更加微粒化，均等化，形成真正的Dry Fog。超级雾化的清除剂通过无规则的布朗扩散运动，充分捕捉空气中[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]气溶胶，高效破坏DNA的嘌呤和嘧啶碱的共轭双键，从而实现清除的目的。Ares在氧化处理[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]气溶胶后，通过空气置换，由气溶胶吸附屏吸附DNA气溶胶，在设备内部LED紫外灯光照下，二氧化钛发生光触媒反应，产生数以亿计具有超强氧化能力的羟基自由基，进一步降解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]气溶胶，从多维度协同清除气溶胶。Ares还能起到分解细菌和病毒，净化空气，保证实验室生物安全性的多重作用。另外可以一机多用，还具有雾化过氧化氢消毒消毒功能，更加全面保障实验室的安全。可广泛使用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室样本处理区、核酸提取区、试剂配制区、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]扩增或检测区，适用于医院检验科、疾控、海关、食药监、血站、科研院校等[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室。图5为RCR气溶胶清除仪使用效果验证示意。为配合气溶胶清除仪对物表核酸污染的高效清除，配套的核酸气溶胶清除剂采用接触催化协同作用，非酶性高效降解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]产物或DNA/RNA，高效防止[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]假性的扩增。该型清除剂使用简单，不影响实验结果，无腐蚀性和[url=https://www.zhihu.com/search?q=%E8%87%B4%E7%99%8C%E6%80%A7&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B%22sourceType%22%3A%22article%22%2C%22sourceId%22%3A%22387158915%22%7D]致癌性[/url]，对皮肤无刺激性，无毒性，是可安全使用的产品。对不锈钢和铜、铝等材料也基本无腐蚀。且其作用有效，可以全面解决困扰实验室的气溶胶污染问题。[img=,970,]https://pic3.zhimg.com/80/v2-e051cd9b0d92ab8423b60f253f39f3b2_720w.jpg[/img]结语[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]实验室污染引起的检测结果假阳性风险极大，因此需要采取积极有效的预防措施。进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]操作时，操作人员应该严格遵守一些操作规程，最大程度地降低可能出现的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/jp][color=#3333ff]PCR[/color][/url]污染或杜绝污染的出现。实验结束后，对实验室环境进行清洁，必要时采用核酸清除剂等试剂清除实验室残留核酸。熠创鼎惠气溶胶污染清除仪可有效预防和清除气溶胶核酸污染，保障实验室安全。熠创鼎惠厂家13728031910