PCR实验室，全称Polymerase chain reaciton labrary，或称为PCR扩增实验室，就是进行聚合酶反应的实验场所，广泛用于生物学各个领域如艾滋病、乙型肝炎、癌基因的检测和诊断，也用于DNA指纹 、个体识别 、亲子鉴定、法医鉴证、动植物检疫 、动物 及其衍生产品检测 , 动物饲料、化妆品、食品卫生检测 ,  转基因作物与转基因微生物检测等。

聚合酶链反应  (polymerase chain reactio,  PCR) 是一项在短时间内体外大量扩增特定的DNA片段的分子生物学技术 ,  它可看作是生物体外的特殊DNA复制。既然是DNA复制，很有可能会有传染性的DNA，故这些化学反应要在一定的环境中进行操作即可控制的环境，控制环境中的细菌和病毒不能对工作人员和其他人员造成危害。我们看下PCR实验室的工艺要求，再根据工艺来设计平面布局。

一、工艺要求

PCR实验室主要由四间相邻的实验室组成 ,  包括试剂准备区 、标本制备区、扩增区、产物分析区。

试剂准备区

该区域主要完成试剂和主反应混合液的储存 、配制和封装工作 。所有运送到该区域的试剂和材料不应经过其他区域，试剂和原材料应在本区内储存和制备。本区域的气压应相对外界保持正压 。

由于该区域有多种试剂 , 所以“安全”应是平面设计首要考虑因素。平面设计时应保持通风流畅、逃生畅通。首先实验台布置在房间的两侧，中间的过道全部通向走廊，便于疏散。同时根据国际人体工程学的标准，实验台与实验台通道设计为1500mm,  中间的通道可满足两边坐人中间过人的要求。

标本制备区

该区域的功能是样本的保存 、核酸提取和贮存 、样本加入扩增反应管和测定DNA 的合成。样本应直接运送至该区并储存在本区内，不得经过其他区域。

对于气流压力的控制，由于在本区内加样操作可能产生气溶胶，为避免气溶胶扩散出去对外界造成污染 , 本区应对外界保持负压。

从质量控制的角度而言 ,  本区相对于扩增反应混合物配制和扩增区以及扩增产物分析区为正压 ,  以避免从邻近区进入本区的气溶胶污染。但当涉及病原微生物时，从生物安全的角度看，标本制备区应符合GB19489-2008《实验室生物安全通用安全》 对BSL-2实验室的各项安全要求 ,  此时要求本区相对于扩增区为负压 ,  故涉及病原微生物操作时，在综合考虑质量控制 、生物安全因素的前提下 ,  整体上标本制备区与扩增区的压力应持平，即均为负压，两个相邻房间之间的负压值基本相当 。

扩增区

该区域的功能是DNA扩增和扩增片段的测定。此外 ,  反应混合液  (来自试剂贮存和制备区)  制备成反应混合液和已制备的DNA模板  (来自标本制备区)  的加入等也可在本区内进行。对于气流压力的控制，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不必要的走动。个别操作如加样等应在超净台内进行。

产物分析区

该区域的功能是扩增产物的分析。该区域可能会用到某些可致基因突变的有毒物质，应特别注意实验人员的安全防护。对于气流压力的控制，该区域是PCR实验的最后一 步，压力应为最低，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不必要的走动 。

二、平面布局

功能分区要求

PCR实验室原则上分为试剂准备区、样品制备区、扩增区和扩增产物分析区四个工作区域 , 各工作区域应设缓冲间 , 工作区与缓冲间宜安装连锁装置。不同功能的工作区应是医学实验室设计与建设分隔独立的 , 各工作区有明显的标志 , 不能直通，如果紧密相连 , 需安装物品传递窗。

前两区为扩增前区，后两区为扩增后区 ,  扩增前区与扩增后区应严格分开。实验材料、试剂、记录纸、笔、清洁材料等 ,  只能从扩增前区流向扩增后区，即从试剂准备区、样品制备区、扩增区到扩增产物分析区，不得逆向流动。实验室的气流也应从扩增前区流向扩增后区，不得逆向流动 。这几个区域的大小设置情况：试剂准备区、扩增区、扩增产物分析区空间可以相对小一些 ;  样品制备区要放置生物安全柜和低温冰箱 ,  空间应大一些 。通常每间面积为15~20m² ,  整个区域面积为60~80m²。

 PCR实验室区域的设置并不是一成不变的 ,  以下几种情况需要说明 :

(1)   如果样本在扩增之前需要粉碎处理 ,  则需要增加一个区域用于样品的粉碎 ;

(2)  如果采用实时荧光PCR法 ,  则扩增区和分析区可以合并为一个区 ;

(3)  如果采用全自动化PCR分析仪 ,  则标本制备区、扩增区和分析区可以合并为一个区。

缓冲间的设置

PCR实验室各分区应设置独立缓冲间 ,  必要性分析如下 。

(1)  影响空气在不同区域之间传播污染的主要因素包括压差、温差以及门的卷吸作 用和人的裹带作用 。

(2)  压差是空气从高压一侧通过门窗缝隙流向低压一侧时的阻力 ,  其隔离作用限制于房间的门 、窗等开口处于关闭状态，一旦打开两个房间之间的压力将瞬间降为零。因此 ,  压差属于静态隔离的一种措施 ,  在开门状态下起不到隔离作用 。

(3)  门开启时 ,  由于温差、门的卷吸作用和人的裹带作用，会引起短时间、大风量 的室内外空气交换，产生交叉污染 。

(4)  由以上分析可知 ,  实验室门开启时 ,  必然会产生实验室内空气的外泄。因此 , 对于PCR实验室，分区之前应分别设置独立的缓冲间，保证缓冲间的门不同时开启，同时可进一步设计合理的压差梯度控制措施 ,  进行全过程的“动态隔离 ”。

(5)  在建筑设施上 ,  缓冲间是阻隔室内外空气流通即交叉污染的首要措施。因此 , 各工作区均需设置缓冲间 。