CN114607181A - 一种空间布局优化的可移动方舱pcr实验室 - Google Patents

Abstract

本公开涉及生物安全实验室技术领域，尤其涉及一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，包括样本接收区、样本下发区、异常处理区、试剂准备室、标本制备室、扩增室和分析报告区。首先，本公开中将样本接收、样本下发与异常处理从原来的标本制备室分离出来，使得标本制备室中仅执行样本加样和核酸提取工作，实现了功能的细化，提高了核酸提取环节的产能；其次，本公开中将核酸点样环节从标本制备室内分离出来，单独设置点样区，可以降低实验室污染的风险；另外，本公开中将分析报告区分离于扩增室，使得扩增室中的设备增加，并且结果全部汇集到分析报告区，使得产能得到进一步提升。因此，本公开通过功能区细化不仅能使生物安全得到保障，而且能够大大提升产能。

Description

一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室

技术领域

本公开涉及生物安全实验室技术领域，尤其涉及一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室。

背景技术

近年来，SARS、埃博拉、禽流感、新冠等重大传染病频发，不仅严重威胁各国人民的健康，也给各国的公共卫生体系提出了严峻的挑战。基于“早发现早治疗”的原则，病原体的核酸检测是当前能做到传染病筛查中早发现的一个金标准，因此对于临床PCR实验室的需求量愈来愈大。然而，因为疫情的紧迫性，医院内的临床PCR实验室已远远不能满足疫情筛查的体量需求与时效需求，于是可移动方舱PCR实验室应运而生。在新冠疫情发展至今，各种形式的可移动方舱PCR实验室已广泛应用于新冠疫情筛查中，在遏制疫情的蔓延方面起到了举足轻重的作用。

目前，国内出现了大巴式、集装箱式、气膜式等多种形式的可移动方舱PCR实验室，以满足不同检测量需求。由于可移动方舱PCR实验室的空间十分有限，因此各实验分区均很紧凑，在实现基本分区的基础上会进行一些功能合并，以实现检测需求。然而，由于检测量的提升，标本的积压为生物安全提出了更大的挑战，实验室污染的概率显著提高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室。

本公开提供了一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，包括舱体，舱体的一端设有样本接收区，样本接收区的一侧外壁设有交接窗，交接窗用于交接样本，样本接收区靠近舱体内部的一侧设有第一缓冲区和样本下发区，第一缓冲区设有两个通道门，以通过第一缓冲区进出样本下发区，样本下发区的一侧设有异常处理区，样本下发区与异常处理区通过通道门连通；

异常处理区远离样本接收区的一侧设有第二缓冲区，第二缓冲区与异常处理区通过通道门连通，第二缓冲区远离异常处理区的一侧设有第三缓冲区，第三缓冲区的一侧设有试剂准备室和标本制备室，第三缓冲区与试剂准备室和/或标本制备室通过通道门连通，试剂准备室与标本制备室之间设有用于连通两个区域的传递窗，标本制备室远离第三缓冲区的一侧设有第四缓冲区，第四缓冲区和标本制备室之间设有用于连通两个区域的传递窗；

标本制备室远离试剂准备室的一侧设有点样区，标本制备室与点样区之间设有用于连通两个区域的传递窗，舱体的另一端设有扩增室，扩增室与点样区和/或标本制备室之间设有用于连通两个区域的传递窗，扩增室的一侧设有分析报告区，分析报告区与扩增室通过通道门连通。

可选地，第三缓冲区与分析报告区之间设有更衣区，更衣区与第三缓冲区和分析报告区之间分别通过通道门连通。

可选地，第四缓冲区和点样区之间设有高压区，高压区与标本制备室之间设有用于连通两个区域的传递窗。

可选地，样本接收区、样本下发区、第二缓冲区、更衣区、分析报告区、第四缓冲区、高压区和点样区均设有与外界连通的通道门。

可选地，样本接收区、试剂准备室、标本制备室和扩增室分别设有新风系统和排风系统，新风系统用于单向调节进风量，排风系统用于单向调节出风量。

可选地，所述新风系统设有进风弯管，所述排风系统设有出风弯管，并且进风弯管和出风弯管的开口向下设置。

可选地，样本接收区里的压力为负压，试剂准备室与外界的压差为+10Pa，标本制备室与外界的压差为-10Pa，扩增室与外界的压差为-20Pa，点样区与外界的压差为-15Pa。

可选地，样本接收区、样本下发区、异常处理区、第一缓冲区、第二缓冲区、第三缓冲区、试剂准备室、更衣区、标本制备室、分析报告区和扩增室设有人员专用通道。

可选地，样本接收区、第一缓冲区、样本下发区、第四缓冲区、标本制备室、点样区和扩增室依次串联有样本专用通道。

可选地，异常处理区、样本下发区、第一缓冲区、样本接收区、标本制备室、高压区、扩增室和分析报告区设有污物专用通道。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开包括样本接收区、样本下发区、异常处理区、试剂准备室、标本制备室、扩增室和分析报告区，与现有技术相比，首先，本公开中将样本接收、样本下发与异常处理从标本制备室分离出来，使得标本制备室中仅执行样本加样和核酸提取工作，实现了功能的单一化，提高了核酸提取环节的产能；其次，本公开中将核酸点样环节从标本制备室内分离出来，单独设置点样区，可以有效降低实验室污染的风险；另外，本公开中将分析报告区分离于扩增室，使得基因扩增的结果全部汇集到分析报告区，使得产能得到进一步提升。因此，本公开通过各个功能区细化不仅能使生物安全得到保障，而且能够大大提升产能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述空间布局优化的可移动方舱PCR实验室整体结构图；

图2为本公开实施例所述空间布局优化的可移动方舱PCR实验室人员专用通道示意图；

图3为本公开实施例所述空间布局优化的可移动方舱PCR实验室样本专用通道示意图；

图4为本公开实施例所述空间布局优化的可移动方舱PCR实验室污物专用通道示意图；

图5为本公开实施例所述空间布局优化的可移动方舱PCR实验室气流流向示意图。

其中，1、样本接收区；2、第一缓冲区；3、样本下发区；4、异常处理区；5、第二缓冲区；6、第三缓冲区；7、试剂准备室；8、标本制备室；9、第四缓冲区；10、扩增室；11、分析报告区；12、更衣区；13、高压区；14、交接窗；15、点样区。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本公开提供了一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，包括舱体，舱体的一端设有样本接收区1，样本接收区1的一侧外壁设有交接窗14，交接窗14用于交接样本，样本接收区1靠近舱体内部的一侧设有第一缓冲区2和样本下发区3，第一缓冲区2设有两个通道门，以通过第一缓冲区2进出样本下发区3，样本下发区3的一侧设有异常处理区4，样本下发区3与异常处理区4通过通道门连通；异常处理区4远离样本接收区1的一侧设有第二缓冲区5，第二缓冲区5与异常处理区4通过通道门连通，第二缓冲区5远离异常处理区4的一侧设有第三缓冲区6，第三缓冲区6的一侧设有试剂准备室7和标本制备室8，第三缓冲区6与试剂准备室7和/或标本制备室8通过通道门连通，试剂准备室7与标本制备室8之间设有用于连通两个区域的传递窗，标本制备室8远离第三缓冲区6的一侧设有第四缓冲区9，第四缓冲区9和标本制备室8之间设有用于连通两个区域的传递窗；标本制备室8远离试剂准备室7的一侧设有点样区15，标本制备室8与点样区15之间设有用于连通两个区域的传递窗，舱体的另一端设有扩增室10，扩增室10与点样区15和/或标本制备室8之间设有用于连通两个区域的传递窗，扩增室10的一侧设有分析报告区11，分析报告区11与扩增室10通过通道门连通。如图1所示，本实施例包括样本前处理部分，包括样本接收区1、样本下发区3和异常处理区4，在样本接收区1进行样本的预处理，例如开箱、拆袋和消毒等操作，预处理后的样本通过第一缓冲区2进入样本分发区，在样本分发区进行异常样本与正常样本的分发，异常样本进入异常处理区4，正常样本通过第四缓冲区9的传递窗进入标本制备室8，标本制备室8的一侧设有试剂准备室7，试剂准备室7为核酸检测所需要的扩增试剂进行配置、分装和保存，在标本制备室8中进行核酸提取，完成后进入点样区15，经过点样区15的核酸点样后进入扩增室10进行基因扩增，最后产生的数据进入样本分析报告区11进行分析。与现有技术相比，首先，本实施例中将样本接收、样本下发与异常处理从原来的标本制备室8分离出来，使得标本制备室8中仅执行样本加样和核酸提取工作，实现了功能的细化，可以将核酸提取环节的产能至少提高1.5倍。其次，本实施例中将核酸点样从标本制备室8内分离出来，单独设置点样区15，可以有效降低实验室污染的风险。另外，本实施例中将分析报告区11分离于扩增室10，使得扩增室10中的设备增加，并且扩增室10内仅仅负责上机，不负责分析结果，结果全部汇集到分析报告区11，使得产能得到进一步提升。因此，本公开通过各个功能区细化不仅能使生物安全得到保障，而且能够大大提升产能。

在上述实施例中，试剂准备室7与第三缓冲区6之间的通道门、标本制备室8与第三缓冲区6之间的通道门以及扩增室10与分析报告区11之间的通道门均采用内外互锁式通道门，可以降低工作人员的感染风险和实验区污染风险。

在本实施例中，第三缓冲区6与分析报告区11之间设有更衣区12，更衣区12与第三缓冲区6和分析报告区11分别通过通道门连通。工作人员统一在更衣区12中进行更衣，避免了原有技术中在舱体外部进行更衣所导致的生物安全风险。

此外，第四缓冲区9和点样区15之间设有高压区13，高压区13与标本制备室8之间设有用于连通两个区域的传递窗。高压区13用于对实验过程中产生的感染性废物进行高压灭菌。

而且，样本接收区1、样本下发区3、第二缓冲区5、更衣区12、分析报告区11、第四缓冲区9、高压区13和点样区15均设有与外界连通的通道门。通过设置与外界连通的通道门，人员、样本和污物都可以进出舱体。

进一步地，样本接收区1、样本下发区3、异常处理区4、第一缓冲区2、第二缓冲区5、第三缓冲区6、试剂准备室7、更衣区12、标本制备室8、分析报告区11和扩增室10设有人员专用通道。如图2所示，进行样本前处理的人员通过第二缓冲区5进入异常处理区4、样本下发区3和样本接收区1其中一个区域进行工作。进行样本检测的人员在更衣区12更衣完毕之后，根据所承担的工作不同，具有三个流向，其一是通过更衣区12、第三缓冲区6进入试剂准备室7进行试剂准备工作；其二是通过更衣区12、第三缓冲区6进入标本制备室8进行标本制备工作；其三是通过更衣区12、分析报告区11进入扩增室10进行基因扩增工作。

更进一步地，样本接收区1、第一缓冲区2、样本下发区3、第四缓冲区9、标本制备室8、点样区15和扩增室10依次串联有样本专用通道。如图3所示，样本进行单向流动，首先由交接窗14接收外界的样本进入样本接收区1，然后通过第一缓冲区2进入样本下发区3分为正常样本和异常样本，异常样本进入异常处理区4进行处理，正常样本通过第四缓冲区9的传递窗进入标本制备室8进行标本制备，标本制备完成之后通过传递窗进入点样区15进行核酸点样，点样完成之后通过传递窗进入扩增室10进行基因扩增，在此完成样本的整个流通过程。

在实验过程中产生的污物，异常处理区4、样本下发区3、第一缓冲区2、样本接收区1、标本制备室8、高压区13、扩增室10和分析报告区11设有污物专用通道。如图4所示，污物处理分为三部分，其一是样本前处理工作中，在异常处理区4中的异常样本依次通过样本下发区3、第一缓冲区2和样本接收区1到达舱体外部进行处理，其中，样本下发区3和样本接收区1产生的污物也可以去往舱体外部；其二是标本制备室8内的已检测样本通过传递窗进入高压区13存放和高压灭菌处理；其三是扩增室10产生的污物通过分析报告区11，到达舱体外部进行处理。

在本实施例中，在样本前处理过程中，为了较好地阻止生物污染气体外泄，样本接收区1里的压力为负压。而且，在样本检测过程中，为了阻止生物污染气体外泄，为标本制备室8、点样区15和扩增室10的气压也小于外部气压。此外为了避免舱体内产生交叉污染，标本制备室8的气压大于点样区15的气压，点样区15的气压大于扩增室10的气压，具体地，试剂准备室7与外界的压差为+10Pa，标本制备室8与外界的压差为-10Pa，扩增室10与外界的压差为-20Pa，点样区15与外界的压差为-15Pa。扩增室10的气压最低，如图5所示，气体可以集中进入扩增室10，在扩增室10内进行气体的统一处理。此外，试剂准备室7的气压为正压，可以避免外来气体污染试剂准备室7。

为了实现上述区域内不同的压力要求，样本接收区1、试剂准备室7、标本制备室8和扩增室10分别设有新风系统和排风系统。新风系统的室内出风口安装在上述各个功能区的顶部，排风系统的室内排风口设置在靠近所在功能区的通道门侧墙面的近地面处。并且新风系统可以单向调节进风量，排风系统可以单向调节出风量。通过进风量和出风量的调节以实现各个功能区具有不同气压。

进一步地，新风系统设有进风弯管，排风系统设有出风弯管，并且进风弯管和出风弯管的开口向下设置。新风系统的进风弯管和排风系统的出风弯管均设置在舱体的顶部。进风弯管和出风弯管的开口向下设置可以避免下雨或者下雪时出现漏水现象。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，包括舱体，所述舱体的一端设有样本接收区(1)，所述样本接收区(1)的一侧外壁设有交接窗(14)，所述交接窗(14)用于交接样本，所述样本接收区(1)靠近所述舱体内部的一侧设有第一缓冲区(2)和样本下发区(3)，所述第一缓冲区(2)设有两个通道门，以通过所述第一缓冲区(2)进出所述样本下发区(3)，所述样本下发区(3)的一侧设有异常处理区(4)，所述样本下发区(3)与所述异常处理区(4)通过通道门连通；

所述异常处理区(4)远离所述样本接收区(1)的一侧设有第二缓冲区(5)，所述第二缓冲区(5)与所述异常处理区(4)通过通道门连通，所述第二缓冲区(5)远离所述异常处理区(4)的一侧设有第三缓冲区(6)，所述第三缓冲区(6)的一侧设有试剂准备室(7)和标本制备室(8)，所述第三缓冲区(6)与所述试剂准备室(7)和/或所述标本制备室(8)通过通道门连通，所述试剂准备室(7)与所述标本制备室(8)之间设有用于连通两个区域的传递窗，所述标本制备室(8)远离所述第三缓冲区(6)的一侧设有第四缓冲区(9)，所述第四缓冲区(9)和所述标本制备室(8)之间设有用于连通两个区域的传递窗；

所述标本制备室(8)远离所述试剂准备室(7)的一侧设有点样区(15)，所述标本制备室(8)与所述点样区(15)之间设有用于连通两个区域的传递窗，所述舱体的另一端设有扩增室(10)，所述扩增室(10)与所述点样区(15)和/或所述标本制备室(8)之间设有用于连通两个区域的传递窗，所述扩增室(10)的一侧设有分析报告区(11)，所述分析报告区(11)与所述扩增室(10)通过通道门连通。

2.根据权利要求1所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述第三缓冲区(6)与所述分析报告区(11)之间设有更衣区(12)，所述更衣区(12)与所述第三缓冲区(6)和所述分析报告区(11)分别通过通道门连通。

3.根据权利要求2所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述第四缓冲区(9)和所述点样区(15)之间设有高压区(13)，所述高压区(13)与所述标本制备室(8)之间设有用于连通两个区域的传递窗。

4.根据权利要求3所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述样本接收区(1)、所述样本下发区(3)、所述第二缓冲区(5)、所述更衣区(12)、所述分析报告区(11)、所述第四缓冲区(9)、所述高压区(13)和所述点样区(15)均设有与外界连通的通道门。

5.根据权利要求1所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述样本接收区(1)、所述试剂准备室(7)、所述标本制备室(8)和所述扩增室(10)分别设有新风系统和排风系统，所述新风系统用于单向调节进风量，所述排风系统用于单向调节出风量。

6.根据权利要求5所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述新风系统设有进风弯管，所述排风系统设有出风弯管，并且所述进风弯管和所述出风弯管的开口向下设置。

7.根据权利要求1所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述样本接收区(1)里的压力为负压，所述试剂准备室(7)与外界的压差为+10Pa，所述标本制备室(8)与外界的压差为-10Pa，所述扩增室(10)与外界的压差为-20Pa，所述点样区(15)与外界的压差为-15Pa。

8.根据权利要求2所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述样本接收区(1)、所述样本下发区(3)、所述异常处理区(4)、所述第一缓冲区(2)、所述第二缓冲区(5)、所述第三缓冲区(6)、所述试剂准备室(7)、所述更衣区(12)、所述标本制备室(8)、所述分析报告区(11)和所述扩增室(10)设有人员专用通道。

9.根据权利要求1所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述样本接收区(1)、所述第一缓冲区(2)、所述样本下发区(3)、所述第四缓冲区(9)、所述标本制备室(8)、所述点样区(15)和所述扩增室(10)依次串联有样本专用通道。

10.根据权利要求3所述的空间布局优化的可移动方舱PCR实验室，其特征在于，所述异常处理区(4)、所述样本下发区(3)、所述第一缓冲区(2)、所述样本接收区(1)、所述标本制备室(8)、所述高压区(13)、所述扩增室(10)和所述分析报告区(11)设有污物专用通道。

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