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實驗室核酸清除儀器氣溶膠污染清除
2020年4月18日，《華盛頓郵報》（WashingtonPost）爆出一則重磅新聞，美國CDC在實驗室生產(chǎn)的病毒檢驗試劑出現(xiàn)了污染問題(圖1)，導(dǎo)致全美的核酸檢測推遲最少一個月。2020年1月21日，美國CDC開發(fā)了病毒檢測方法，1月下旬,美國CDC對26個公共衛(wèi)生實驗室發(fā)放病毒試劑盒，有24個實驗室出現(xiàn)了假陽性，美國CDC緊急召回診斷試劑，直到3月2日，IDT公司生產(chǎn)新冠試劑重新投入使用。由于實驗室污染，美國錯過了黃金的疫情防控窗口。
二、核酸污染與分類
2.1 核酸污染，PCR實驗室繞不開的“疼”
PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)簡稱)檢測因其靈敏度高、快速、操作方便等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用，不過正是由于它靈敏度高，極微量的污染源都有可能導(dǎo)致檢測結(jié)果的假陽性。因此，如何避免以及處理實驗室污染，對PCR檢測人來說是一種挑戰(zhàn)。
2.2 PCR污染分類
(1)樣本間交叉污染：主要是在采（取）樣的過程中，由于取樣工具之間的交叉造成污染；或者在核酸提取的過程中，由于移液器、離心管等使用不當(dāng)導(dǎo)致的樣本間污染。
(2)PCR試劑的污染：主要是在PCR試劑配制過程中，由于移液器、容器、陰性對照及其它試劑被核酸模板或陽性對照污染。
(3)克隆質(zhì)粒的污染：在實驗室操作中經(jīng)常會用到陽性參考品，這些陽性參考品大多數(shù)是由某些克隆質(zhì)粒制作而成，克隆質(zhì)粒在單位容積內(nèi)濃度高，使用不當(dāng)極易造成污染。
(4)CR擴增產(chǎn)物污染：這是PCR反應(yīng)中最主要、最常見，也是最令人頭疼的污染問題。因為PCR產(chǎn)物拷貝量大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PCR檢測數(shù)個拷貝的極限，所以極微量的PCR產(chǎn)物污染，就可造成假陽性結(jié)果。
圖2 PCR產(chǎn)物拷貝量示意
三、擴增產(chǎn)物氣溶膠污染—核酸污染中的“牛皮蘚”
PCR實驗室核酸污染中最難消除的是氣溶膠污染，尤其是擴增產(chǎn)物的氣溶膠污染。污染主要發(fā)生在PCR的擴增和產(chǎn)物分析階段。因為，PCR產(chǎn)物拷貝量大(一般為1013拷貝/mL)(圖2)，擴增產(chǎn)物液面與空氣摩擦?xí)r會形成氣溶膠。所以，比較劇烈地?fù)u動反應(yīng)管、開蓋時吸樣，以及反復(fù)吸樣都可形成氣溶膠污染。飛濺的擴增產(chǎn)物會形成氣溶膠漂浮在空氣中，粘附到物體表面及檢測人員身體上，隨著人員及物料流動而污染整個實驗室。如果這種污染能及時發(fā)現(xiàn)，實驗室空置幾天，采取積極有效的處理措施，情況會好轉(zhuǎn)。
四、PCR實驗室核酸污染傳統(tǒng)處理方法
4.1 物理方法
使用紫外燈照射是目前PCR實驗室預(yù)防污染最常規(guī)的方法。由于DNA鏈上相鄰的嘧啶在254nm紫外誘導(dǎo)下發(fā)生交聯(lián)，嘧啶二聚體不能被切除，導(dǎo)致DNA聚合酶在空間上被阻礙或者DNA不能被*變性，從而使擴增反應(yīng)終止。由于小的擴增子只有較少的臨近嘧啶，所以該方法對小的擴增子效果不明顯，對富含G+C的和短的（<300bp）的擴增產(chǎn)物污染效果不大。
4.2 化學(xué)方法
包括使用商品化的DNA去除劑、次氯酸鈉、1mol/L的鹽酸等各種化學(xué)物質(zhì)去降解DNA?；瘜W(xué)方法主要通過氧化損傷核酸的作用，從而使留在實驗室的擴增產(chǎn)物被破壞掉。
4.3 順其自然法
停下所有實驗，靠通風(fēng)和時間抹掉核酸的痕跡。
4.4 絕地求生法
換一種試劑盒，只要兩種試劑的擴增產(chǎn)物不一致，沒有交叉反應(yīng)，可以繼續(xù)做實驗。
五、PCR實驗室核酸污染的整體解決方案
根據(jù)《醫(yī)療機構(gòu)病毒核酸檢測手冊（試行第二版）》（聯(lián)防聯(lián)控機制醫(yī)療法〔2020〕313號）中提到：實驗室結(jié)束后空氣清潔要求。必要時可采用核酸清除劑等試劑清除實驗室殘留核酸(圖3)。
圖3《醫(yī)療機構(gòu)病毒核酸檢測手冊（試行第二版）》的要求
5.1 全自動核酸氣溶膠污染清除儀—預(yù)防、清除氣溶膠污染的得力助手
圖4 熠創(chuàng)鼎惠全自動核酸氣溶膠污染清除儀Ares Y2000 / Ares Y1000
熠創(chuàng)鼎惠（上海）生物科技有限公司推出的全新全自動核酸氣溶膠污染清除儀(圖4)，清除儀采用配方配套核酸清除劑（片劑溶解），經(jīng)Ares系統(tǒng)*尖的Dry Fog剪斷作用，霧化的清除劑被超音速空氣再次微粒化，與另一噴口同樣被霧化的水滴在中央撞擊，相互反復(fù)剪斷的同時，發(fā)生3.3萬-4萬赫茲的超聲波，使清除劑更加微粒化，均等化，形成真正的Dry Fog。超級霧化的清除劑通過無規(guī)則的布朗擴散運動，充分捕捉空氣中PCR氣溶膠，高效破壞DNA的嘌呤和嘧啶堿的共軛雙鍵，從而實現(xiàn)清除的目的。
Ares在氧化處理PCR氣溶膠后，通過空氣置換，由氣溶膠吸附屏吸附DNA氣溶膠，在設(shè)備內(nèi)部LED紫外燈光照下，二氧化鈦發(fā)生光觸媒反應(yīng)，產(chǎn)生數(shù)以億計具有氧化能力的羥基自由基，進一步降解PCR氣溶膠，從多維度協(xié)同清除氣溶膠。
Ares還能起到分解細(xì)菌和病毒，凈化空氣，保證實驗室生物安全性的多重作用。
另外可以一機多用，還具有霧化過氧化氫消毒消毒功能，更加全面保障實驗室的安全。
可廣泛使用于PCR實驗室樣本處理區(qū)、核酸提取區(qū)、試劑配制區(qū)、PCR擴增或檢測區(qū)，適用于醫(yī)院檢驗科、疾控、海關(guān)、食藥監(jiān)、血站、科研院校等PCR實驗室。圖5為RCR氣溶膠清除儀使用效果驗證示意。
為配合氣溶膠清除儀對物表核酸污染的高效清除，配套的核酸氣溶膠清除劑采用接觸催化協(xié)同作用，非酶性高效降解PCR產(chǎn)物或DNA/RNA，高效防止PCR假性的擴增。該型清除劑使用簡單，不影響實驗結(jié)果，無腐蝕性和致癌性，對皮膚無刺激性，無毒性，是可安全使用的產(chǎn)品。對不銹鋼和銅、鋁等材料也基本無腐蝕。且其作用有效，可以全面解決困擾實驗室的氣溶膠污染問題。
結(jié)語
PCR實驗室污染引起的檢測結(jié)果假陽性風(fēng)險極大，因此需要采取積極有效的預(yù)防措施。進行PCR操作時，操作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守一些操作規(guī)程，降低可能出現(xiàn)的PCR污染或杜絕污染的出現(xiàn)。實驗結(jié)束后，對實驗室環(huán)境進行清潔，必要時采用核酸清除劑等試劑清除實驗室殘留核酸。熠創(chuàng)鼎惠氣溶膠污染清除儀可有效預(yù)防和清除氣溶膠核酸污染，保障實驗室安全。