临床基因检测实验室建设要求

临检实验室建设标准与要求一、高通量测序（NGS）实验室简介1.1 NGS实验室又叫高通量测序检测实验室。NGS是下一代测序技术（NextGeneration Sequencing）即高通量测序技术的简称。高通量测序技术是对传 统 SANGER 测序（称为一代测序技术）革命性的改变, 可同时对几十万到 几百万条核酸分子进行序列测定，同时高通量测序使得对一个物种的转 录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能，也称为深度测序（Deep SEQUENCiNG）。1.2由于NGS技术对所检测的核酸模板进行大量扩增，容易出现实验室污染 导致检测结果准确性下降；另外NGS技术要求高、影响因素多，实验过 程处理不当易导致检测结果准确性下降或检测失败。因此临床基因扩增 检验实验室技术验收和规范化管理是 NGS 技术本身需要，也是在临床上 顺利应用该技术前提。二、NGS 实验室临床应用的基本条件2.1必须拥有符合临检中心相关规定的标准NGS实验室。2.2 检测设备必须符合标准 NGS 实验室设置要求：高通量测序仪及配套服务 器；高通量测序检测试剂盒；通用电脑；自动分析软件，实验室样本信 息管理系统等。2.3 检测人员必须通过专门的技能培训，并获得省级以上卫生计生行政部门 颁发的临床基因扩增检验技术上岗证书。 NGS 实验室必须建立严格的实 验室管理制度、建立标准化操作程序（SOP）、建立系列质量管理文件 等，确保实验室日常运行符合国家卫生部的要求，确保检测结果准确、 确保实验室卫生安全，确保实验室长期稳定运行。2.4 NGS 临床应用必须在无菌无尘环境下进行操作。三、NGS 实验室建设基本要求3.1 主体结构主体为彩钢板、铝合金型材。室内所有阴角、阳角均采用铝合金 50 内圆角 铝，从而解决容易污染、积尘、不易清扫等问题。结构牢固，线条简明，美 观大方，密封性好。3.2 标准的各区分隔和气压调节将检测过程分成试剂准备、样本制备、PCR扩增和高通量测序四个独立的实 验区。整个区域有一个整体缓冲走廊。每个独立实验区设置有缓冲区， 同 时各区通过气压调节，使整个检测实验过程中试剂和标本免受气溶胶的污染 并降低扩增产物对人员和环境的污染。可打开缓冲区和 PCR 扩增区的排风扇往外排气，在实验区的外墙上和各扇 门上都安装有风量可调的回风口，空气通过回风口向室内换气。3.3 消毒在每个实验区和缓冲区顶部以及传送窗内部安装有紫外灯，供消毒用。在各 区还设置移动紫外线灯，对实验桌进行局部消毒。3.4 机械连锁不锈钢传递窗试剂和标本通过机械连锁不锈钢（不建议使用电子连锁方式）传递窗传递， 保证试剂和标本在传递过程中不受污染（人物分流）。3.5 地面地面建议使用PVC卷材地面或自流坪地面，整体性好。便于进行清扫，耐腐 蚀。没有条件的也可采用水磨石地面，或大块的瓷砖（至少800mmX800mm） 接缝需要小于 2MM。3.6 照明灯具要选用净化灯具，能达到便于清洗、不积尘的特点。3.7 平面布局NGS 实验室应根据自己的检验项目、所采用的检测技术平台和工作量来决定 分区的多少及各区域的空间大小，至少具体需要多少个区，同样是“个体化” 的，以“工作有序、互不干扰、防止污染、报告及时”作为基本原则。四、各项目实验室建设标准产前筛查与产前诊断（全基因组低拷贝测序技术）1. 实验室平面图测序区空气流向文库扩增 与检测区储试剂准备区缓冲间向 7流气空专用走廊-n空气流向图2. 技术流程图1：产前筛查与诊断实验室平面图标本与文库制备区-文库扩鶴与检测区今图 2 ：产前筛查与诊断技术流程图3. 技术参数分区压力温度相对湿度照明专用走廊0Pa20-25 C40%60%主实验室2300LX，其余房间200300LX缓冲区+5Pa试剂准备室+ 15Pa标本与文库制备区+ 10Pa文库扩增与检测区-5Pa测序区-lOPa4. 分区功能4.1 试剂准备室主要功能：在 NGS 过程中使用到的试剂的配制、分装和保存。4.2 标本与文库制备区主要功能：血液处理、血浆制备、DNA提取、DNA片段化、DNA样品的纯化、DNA 浓度检测、末端修复、接头连接、构建样本的测序文库。4.3 文库扩增与检测区主要功能：文库构建后的 PCR 扩增与纯化、文库浓度检测、文库的混合及混 合后的质检分析。4.4 测序区主要功能：测序模板制备（乳液PCR与磁珠富集回收）、上机测序、数据分 析、报告审核及发放。5. 仪器配置5.1 试剂准备室主要仪器设备：加样器、冰箱、分析天平、微量台式离心机、涡旋振荡器、 移液器、可移动紫外灯和超净工作台等。5.2 标本与文库制备区主要仪器设备：冷冻离心机、微量台式离心机、掌上三管离心机、涡旋震荡 器、垂直混合仪、移液器、可移动紫外灯、生物安全柜、冰箱、托盘天平、 Qubit 2.0 核酸定量仪、电脑（可连接互联网）、条形码打印机、普通打印 机、扫描枪、磁力架等。5.3 文库扩增与检测区主要仪器设备：PCR仪、QPCR仪、Qubit2.0核酸定量仪、可移动紫外灯、超 净工作台、冰箱、微量台式离心机、涡旋振荡器、UPS、冰箱、移液器、磁 力架等。5.4 测序区主要仪器设备：高通量测序仪、PC电脑、打印机、UPS、恒温金属浴、纯水 仪、冰箱、微量台式离心机、涡旋振荡器、移液器、超净工作台、可移动紫 外灯、磁力架、 PCR 仪等。胚胎植入前遗传学诊断（全基因组低拷贝测序）1. 实验室平面图专业知识整理分享电泳区测序区文库检测区扩増一区WGA$IJ备区:剂准备区空气流向空气流向空空向空气流向人空气流向人空气流向人3 一233 一图 3 ： PGD 实验室平面图2. 技术流程图区析序 区电泳区5GAM备区嶽告食放丈廉检雋怡两检测没焙果反愴OHAfTKriflW 鑫t乳浚 PCRJIB It窟黒）文產粒测国 葛序快上机I*筮头连蛰#第址图 4 ： PGD 技术流程图3. 技术参数分区压力温度相对湿度照明专用走廊0Pa20-25 C40%60%主实验室2300LX,其余房间200300LX缓冲区+5Pa试剂准备室+ 15PaWGA制备室+ 10pa扩增一区-5pa标本检测区-10Pa测序区-15Pa电泳区0Pa4. 分区功能4.1 试剂准备室主要功能：在 NGS 过程中使用到的试剂的配制、分装和保存。4.2 WGA 制备区 主要功能：基因组 DNA 释放、全基因组 DNA 扩增。4.3 电泳区主要功能：DNA电泳检测及结果反馈、DNA打断等4.4 扩增一区主要功能：DNA片段的末端修复与纯化、接头连接与纯化、文库混合、缺口 平移。4.5 文库检测区 主要功能：文库浓度质检分析。4.6 测序区主要功能：测序模板制备（乳液PCR与磁珠富集回收）、上机测序、数据分 析、报告审核及发放。5. 仪器配置5.1 试剂准备区主要仪器设备：冰箱、分析天平、微量台式离心机、涡旋振荡器、移液器、 可移动紫外灯和超净工作台等。5.2 电泳区主要仪器设备：电泳仪、微波炉、凝胶成像仪、冰箱、掌式离心机、涡旋振 荡器、移液器、可移动紫外灯等。5.3 WGA 制备区主要仪器设备：PCR仪、超净工作台、冰箱、掌式离心机、涡旋振荡器、移 液器、可移动紫外灯等。5.4 扩增一区主要仪器设备： PCR 仪、可移动紫外灯、超净工作台、冰箱、微量台式离心 机、涡旋振荡器、UPS、移液器、磁力架等。5.5 文库检测区主要仪器设备： QPCR 仪、 Qubit2.0 核酸定量仪、可移动紫外灯、超净工作 台、冰箱、微量台式离心机、涡旋振荡器、冰箱、移液器等。5.6 测序区主要仪器设备：高通量测序仪、PC电脑、打印机、UPS、恒温金属浴、纯水 仪、冰箱、微量台式离心机、涡旋振荡器、移液器、超净工作台、可移动紫 外灯、磁力架、 PCR 仪等。遗传病诊断 +肿瘤诊断与治疗（杂交捕获测序技术 +S ANGER 测序验证）1. 实验室平面图试剂准备区文库检测区文库扩増区（扩增二区）电泳区测序区空气流向空气流向空气流向警盜）DNA打断区标本与如备区空气流向缓冲间2. 技术流程图图 5 ：肿瘤诊断实验室平面图本文创邕 祎弓库畚in r-勾阳t卜 MJA 1 -丸1沖旧宦桂与宪化条立捕藝屯图 6 ：肿瘤诊断技术流程图标本勻文库制备区R的片段ER融准審电滲区年果分析与解逝 欖告发播11瞬ptRir赠与飙产鼻弩B*S.勺齐.*1艮的片酎|&与翅化1测序代R聃唯各 T图 7 ：一代测序实验流程图3. 技术参数分区压力温度相对湿度照明洁净走廊0Pa20-25C40%60%主实验室23OOLX,其余 房间200 300LX缓冲区+5Pa试剂准备室+ 15Pa标本与文库制备区+ 10PaDNA打断区+ 10Pa杂交捕获区（扩增一区）-5Pa文库扩增区（扩增二区）-lOPa文库检测区-lOPa测序区-15Pa电泳区0 Pa4. 分区功能4.1 试剂准备区主要功能：在 NGS 过程中使用到的试剂的配制、分装和保存。4.2 标本与文库制备区主要功能：样本接收、样本前处理、全基因组DNA提取以及各种样本DNA或 者RNA的提取、DNA片段化、DNA纯化、DNA浓度测定、DNA片段的末端修复 与纯化、接头连接与纯化。4.3DNA 打断区主要功能：DNA打断（片段化）。4.4 电泳区主要功能：片段化DNA电泳检测及结果反馈。4.5 杂交捕获区（扩增一区）主要功能：目的DNA片段的杂交捕获与纯化，Sanger测序目的片段扩增与纯 化、 Sanger 测序 PCR 前准备。4.6 文库扩增区（扩增二区）主要功能：杂交捕获后扩增与纯化、文库浓度质检分析、及 Sanger 测序的 PCR 扩增反应与纯化。4.7 测序区主要功能：测序模板制备（乳液PCR与磁珠富集回收）、上机测序、及Sanger 测序。5. 仪器配置5.1 试剂准备区主要仪器设备：加样器、冰箱、分析天平、微量台式离心机、涡旋振荡器、 移液器、可移动紫外灯和超净工作台等。5.2 标本与文库制备区主要仪器设备：微量台式离心机、掌上三管离心机、恒温金属浴、移液器、可移动紫外灯、生物安全柜、冰箱、托盘天平、Qubit2.0核酸定量仪、PCR 仪、电脑（可连接互联网）、条形码打印机、普通打印机、扫描枪等。5.3DNA 打断区主要仪器设备：Covaris S220超声波打断仪、冰箱、掌式离心机、涡旋振荡 器、移液器、可移动紫外灯等。5.4 电泳区主要仪器设备：电泳仪、微波炉、凝胶成像仪、冰箱、掌式离心机、涡旋振 荡器、移液器、可移动紫外灯等。5.5 杂交捕获区（扩增一区）主要仪器设备：PCR仪、可移动紫外灯、超净工作台、冰箱、微量台式离心 机、涡旋振荡器等。5.6 文库扩增区（扩增二区）主要仪器设备：PCR仪、Qubit 2.0核酸定量仪、微量台式离心机、掌上三 管离心机、涡旋震荡器、移液器、可移动紫外灯、超净工作台、冰箱、磁力5.7 测序区主要仪器设备：高通量测序仪、Sanger测序仪、PC电脑、打印机、UPS、恒 温金属浴、纯水仪、冰箱、微量台式离心机、涡旋振荡器、移液器、超净工 作台、可移动紫外灯、磁力架、PCR仪等。