1天完成!检验人搭建气膜实验室经验总结

作者:吕星  中南大学湘雅二医院检验医学科 4364 2022-04-25

在此次新冠疫情中,气膜实验室在新冠大规模核酸筛查中已经被广泛使用,为中国抗疫做出了贡献。

虽然有大量检验人员进入气膜实验室参与检测工作,但是气膜实验室的搭建环节一般是由第三方完成,检验人员只需要根据已建立的流程操作使用,没有机会参与气膜实验室搭建全过程。

由于全国又一波疫情的散开,笔者再次被抽调参与湖南省某市新冠疫情核酸检测工作并负责实验室搭建,因此经历了在1天内,将一个不带任何仪器设备以及人员的空的气膜实验室搭建完成并投入使用的全过程,从中有一些心得体会,现总结如下,以供各位同仁参考。

01 场地选择和框架搭建

气膜实验室由于其结构和材料的特殊性,对于搭建的场地有要求。气膜实验室一般需要安置在室内,虽然在某些特殊情况下,也可放置在室外,但是需要做好防水、防晒、防寒等工作。

早期的气膜实验室一般只包含3个舱,分别承担试剂准备区、样本提取间和扩增区的功能。升级后的气膜实验室可以包含5个乃至7个舱,每个舱宽度至少6米,长度十几米,因此在选址时不仅需要考虑场地的面积应足够大,还需要考虑到生物安全的要求,能够建立多个互不干扰的通道;同时气膜实验室需要放置较多大功率的仪器,对于电力的要求也比较苛刻。

一般来说,体育馆、展览馆以及会展中心等是比较合适的选择。经过多方协商和讨论,此次气膜实验室选址在该市的篮球馆,该场地面积可供放置两组气膜舱,电源也能满足气膜实验室的需求;同时,篮球馆具备多个互不干扰的出入口,适合改造成不同功能的通道,满足气膜实验室生物安全的需求。

在选择好场地后,下一步就是气膜实验室的搭建,由于气膜实验室搭建框架包括外层罩膜、钢架、风机、空调系统以及电路等部分,各部分需要在很短时间内搭建组合成一个实验室,卸货和搬运工作非常重;而且气膜框架和机械部件的组装,需要至少20个以上的工人在工程师的指挥下才能有序进行。

此外,由于标本传递窗以及污物传递窗口均在气膜实验室的后部,因此气膜实验室在搭建时尽可能将其后部靠近标本运送通道,以便于标本的转运(详见图1),因此,搭建气膜实验室时需要考虑通道与场馆通道的衔接。

图1 本次气膜实验室简易区域设置图

气膜实验室使用的仪器多,设备功率大,场馆电路一般难满足要求,,需要在电力部门的帮助下对电路进行改造。同时,信息系统是气膜实验室顺利运行的保障,因此通信部门的合作非常重要。建议在场馆选定后,这些部门的人员要同时进场协作完成。

经验总结

  1. 气膜实验室的搭建涉及水、电、通信、环保等多部门配合,因此需要当地派遣人员进行总体协调;

  2. 需要面积较大、具备多个可供改造的出入口的室内场地;

  3. 提前准备叉车和安装工人;

  4. 根据场地情况清晰划分清洁区、半污染物以及污染区,并同时考虑与标本运送、污物和人员通道的衔接;还需要设置工作人员休息场所。



02 仪器设备安装和性能验证

气膜实验室所需要的设备和普通PCR实验室是一样的,只是数量上有所区别,1区(试剂区)可安装2-3台超净工作台或者生物安全柜、冷冻以及冷藏冰箱、桌面离心机、5-50μL规格的8联排枪等设备,如果条件允许,可安装96通道全自动液体工作站加快试剂配制。

2区(样本制备区)可安装10-12台96通道全自动核酸提取仪,10-14台生物安全柜、冷藏/冷冻冰箱、桌面离心机、多孔震荡混匀仪、0-10μl以及5-50μL规格的8联排枪等设备,同样可安装96通道全自动液体工作站帮助上模板。

3区(扩增区)可安装30-60台96通道荧光定量PCR扩增仪、桌面离心机、电脑等设备。因为气膜实验室检测样本量大,需要单独设立一个区域用于标本签收和编号,该区域主要的仪器设备包括生物安全柜(适量)、电脑和扫描仪等。

此次疫情突发,准备时间短,所有仪器设备均是来源于三个市州支援队在12小时内自行准备并携带的仪器,包括96通道荧光定量PCR扩增仪28台、144通道PCR扩增仪2台。96通道全自动核酸提取仪5台,32通道提取仪2台,少量不同规格的加样枪,没有生物安全柜和冰箱。

因为来自于不同的医疗机构,以上仪器设备存在品牌不统一、型号和规格不统一、设备种类和数量不齐全等情况。因此,在抵达该市后,除开寻找场地,最主要的事情就是统计仪器设备数量和分配;分配原则是尽量使用同一型号和规格的设备,尤其是核酸提取仪,如果配备有全自动液体工作站,建议尽量使用96通道的核酸提取仪进行搭配,同时可搭配1-2台32通道的核酸提取仪用于标本复查,一方面可降低出错的概率,另一方面也可减少后勤压力。但临时采购的生物安全柜花费了不少时间。

在实验室搭建完成、检测设备到位后,为了保证检测质量,针对此次气膜实验室仪器数量较多、品牌以及规格杂,且经过长途运输的特点,在仪器安装完成后,一方面根据《医疗机构新型冠状病毒核酸检测工作手册(试行第二版)》中的要求,对整个检测体系进行了性能验证及比对(主要是使用第三方弱阳性质控进行重复性和最低检测限的验证,同时对不同仪器进行比对),满足性能验证的要求再进行正式实验;另一方面对实验室人员进行了操作培训。

经验总结

  1. 尽量使用同一品牌和规格的设备,主要是建议同一地区的医疗机构尽量使用同一品牌和规格的核酸提取仪,便于协调;

  2. 根据目前的疫情态势,建议各地储备一定数量的仪器设备,包括生物安全柜、加样枪、荧光定量PCR扩增仪、核酸提取仪等仪器以及配套的耗材;

  3. 需要提前准备一些配套设备,比如电脑、扫描仪、足量试管架、打印机等。

  4. 仪器和设备安装完成后,需进行性能验证和人员培训。



03 流程制定和人员安排

气膜实验室的运转和普通PCR实验室基本相同,但也有差异。气膜实验室内试剂配制、核酸提取和扩增等流程和人员搭配原则与普通PCR室基本相同;人员安排主要是根据岗位设置需求(见表1),在气膜实验室搭建完成后,可在进行性能验证的同时检验流程运转的流畅程度,查漏补缺。

表1 气膜实验室岗位设置及职责

注:以上人数按照每班次(12小时)完成3-4万管测试进行配置。


不同之处在于气膜实验室主要是用于大规模核酸筛查,是一个临时检测机构,需要与当地相关部门进行对接和协调,根据国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制综合组最新发布《区域新型冠状病毒核酸检测组织实施指南(第三版)》中的要求,区域进行大规模核酸筛查时需要成立9个工作专班,包括检测数据统计、采检人员匹配、样本转运、阳性结果处置、物资保障、质量控制、医废处置、信息化保障、综合管理等。

因此,气膜实验室运行除应考虑与实验相关的流程和人员安排外,还需要针对以上工作内容设立工作小组和部门,各部门紧密配合协调,才能保证气膜实验室检测工作顺利开展。

经验总结

  1. 根据场地和相应法律法规、文件要求建立气膜实验室检测流程,并进行试运行,做好记录表格,保留原始记录;

  2. 做好相关人员培训;

  3. 根据《区域新型冠状病毒核酸检测组织实施指南(第三版)》中的要求设立相应的工作小组,并有机制保证各部门紧密配合,共同保证实验室工作的顺利进行。



04 生物安全和后勤保障

生物安全是PCR实验室安全、高效运转的重点和难点,主要包括以下几个方面:

  1. 个人防护:根据《医疗机构新型冠状病毒核酸检测工作手册(试行第二版)》中的要求采取适当的个人防护。

  2. 建立人员和标本运转流程:设置相对独立的人员通道、标本转运以及污物通道,根据场地的实际情况安排,在条件达不到的情况下,可通过建立帐篷或者板房等设施建立临时的物理隔离区域(图1)。

  3. 医废处置:医疗废物的处理是控制实验室安全的关键环节,必须充分掌握生物安全废弃物的分类规定,并严格执行医疗垃圾处理程序。大规模核酸筛查每日会产生大量的医疗废弃物,因此需要设立一个固定的医废放置点,同时联系当地的医废处置公司及时转运;特别是当检测出阳性结果时,所有的医废均需严格高压灭菌后再运转出实验室。


后勤保障也是气膜实验室能够有效运转的重要环节;自建的气膜实验室所有的物资,包括试剂、耗材、人员餐食等均需要临时建立起的物资保障体系保障,且由于涉及的物资种类繁多(大到仪器设备、试剂耗材,小到订书针、文件夹、插座等)每种物质的供应情况都直接影响检测流程和检测效率

建议提前准备好物资供应清单,在气膜实验室搭建的同时协调当地卫健委、工信局、交管、大型超市等部门一起参与准备,能够提高实验室的运行效率。

经验总结

  1. 做好个人防护和培训;

  2. 建立合适的人员通道、标本转运以及污物通道;

  3. 建立医废处置和转运流程,协调医废处置公司及时清理;

  4. 协调当地协调卫健委、工信局、交管、大型超市等部门建立工作专班,保障物资供应。


综上所述,以上是本人在参与气膜实验室搭建过程中的的一些感受和体会,由于气膜实验室目前已经成为各地抗疫工作中,大规模核酸筛查的有力补充手段,其设计原理和运行原则与普通的PCR实验室一致,且气膜实验室的操作人员仍然要求是具有PCR上岗资格的检验人员。

因此,了解气膜实验室的搭建到运行的过程,希望对检验人员在提高实验室应急能力,尤其是在疫情期间利用第三方力量,如何短时间内提高核酸检测能力提供一些思路和经验。



编辑:骆秉涵

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