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2020年1月底，新型冠狀病毒性肺炎徹底在中國蔓延開來，全國齊心協(xié)力對抗病毒，與疫情展開沒日沒夜的較量。而病毒學檢測是戰(zhàn)“疫”鏈條的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在這場新冠肺炎戰(zhàn)“疫”中，陽性病例的確診主要依靠實驗室檢測。

P3實驗室是與病毒‘零距離’接觸的地方，整個實驗室完全密封，室內(nèi)處于負壓狀態(tài)，人流、物流、氣流單向流動，確保在里面的污染物不會泄漏到外面而造成污染。

我們常說的P3實驗室就是生物安全防護三級實驗室，根據(jù)微生物及其毒素的危害程度不同，分為四級。其中，三級適用于主要通過呼吸途徑使人傳染上嚴重的甚至是致死疾病的致病微生物或其毒素。

核酸檢測是確診新冠肺炎的“金標準”，而檢測流程中的每一個環(huán)節(jié)都是精細活。在操作中，實驗員面對眼前的樣本，需要“一個一個地揭開蓋子，開蓋加樣和核酸提取”。

檢測流程可分為5個步驟。首先，采集的檢測樣本如咽拭子或肛拭子，在進入P3實驗室前就得先進入一個特殊的窗口，這個傳遞窗有不能同時打開的雙重門，保證傳遞樣本時帶進去的空氣被隔離在雙重門中，不污染實驗室外環(huán)境。

樣本在水浴箱經(jīng)半個小時56攝氏度高溫滅活，這樣會使病毒蛋白不再有生理活性，失去感染、致病和繁殖能力。

在標本處理間，實驗員拿到滅活后的樣本時，第一個動作就是振蕩，接下來是開蓋加樣。樣本在開蓋轉(zhuǎn)移的過程中，病毒非常容易暴露在實驗室的空氣中，與實驗員幾乎是零距離接觸。

人工核酸提取的步驟更是復(fù)雜。核酸提取可以使用儀器輔助，但由于比對的需要，往往要加以人工操作，這需要反復(fù)進行離心、加試劑、洗滌等10多個步驟。

提取的核酸送到核酸檢測室內(nèi)，就要上儀器了。提取的核酸加入到擴增試劑中，通過熒光PCR儀進行RT-PCR反應(yīng)，先將提取的核酸逆轉(zhuǎn)錄成DNA，再以DNA為模版，對特定位點進行擴增，利用不同的溫度進行變性、退火和延伸，每個循環(huán)采集熒光值，45個循環(huán)后繪制熒光曲線，用時約110分鐘，實驗員根據(jù)熒光曲線分析判斷結(jié)果的陰性和陽性。

任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致“假陰性”或“假陽性”。在檢測過程中，針對可疑樣本，實驗員選用不同的試劑進行復(fù)核確定；其次，每進行一批實驗，均會隨機插入三個以上空白對照，針對陽性樣本會進行病毒基因的測序比對，以防止“假陽性”的出現(xiàn)。檢測后，定期隨機抽取檢測后的樣本送第三方實驗室進行檢測，對數(shù)據(jù)進行對比分析，同時也參加相關(guān)部門的室間質(zhì)評，保障檢測的準確性。這么厲害的P3實驗室，到底是如何建造出來的呢？森拉普爾憑借多年的實驗室工程項目經(jīng)驗為大家詳細介紹一下。

P3實驗室建設(shè)方案

生物安全防護三級實驗室（BSL-3），簡稱P3實驗室。在P3實驗室設(shè)計時如何防止感染的發(fā)生非常重要。建筑平面的合理布置、工藝流程的科學劃分直接關(guān)系到P3生物安全實驗室安全使用。通過對世界一些發(fā)達國家的P3生物安全實驗室分析整理得出：P3實驗室大致可分為“三區(qū)二通道”、“三區(qū)一通道”、“單區(qū)單通道”等形式。

01

P3實驗室設(shè)計依據(jù)

1.<WHO實驗室生物安全手冊>(1993年)

2.<醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范>(1997年)

3.<潔凈廠房設(shè)計規(guī)范>(1984)

4.<采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范>(GBJ19-87)

5.<消毒管理辦法>(衛(wèi)生部1992)

6.甲方提供的實驗室平面布置圖等有關(guān)技術(shù)資料和要求

02

P3實驗室建設(shè)原則及要求

一般原則要求：P3實驗室內(nèi)，在保證實驗質(zhì)量的同時，更要保證操作人員安全，杜絕環(huán)境污染。因此，實驗室內(nèi)在保證一定的潔凈度條件下，必須呈現(xiàn)一定的負壓，確保室內(nèi)污染氣體不泄漏。并要對室內(nèi)污染物和氣體進行處理排放。

1、P3實驗室建筑布局

P3實驗室要與公共通道口隔離。從走廊入口或其他相鄰的實驗室進人該實驗室須通過兩道自動關(guān)閉的門。通道里有更衣室（可隨時淋浴）。實驗室人流物流要分開。人流是指進入實驗室操作人員必須通過淋浴室一更衣室（正壓氣閘室）更換工作服一清潔走廊～負壓氣閘室～實驗室。離開實驗室順序與進入相反。物流是指所有進入實驗室的物品必須經(jīng)過另一清潔走廊的傳遞窗進入，相反實驗室內(nèi)的物品必須消毒處理后，再經(jīng)過傳遞窗傳出。

2、P3實驗室氣壓與氣體排放

要備有真空系統(tǒng)設(shè)施，以保障實驗室內(nèi)的負壓。這一設(shè)施產(chǎn)生從清潔區(qū)到實驗室污染區(qū)的定向氣流。排出室外的空氣不準在建筑物內(nèi)其他區(qū)域循環(huán)使用，而必須經(jīng)過過濾和其他處理程序排出。實驗室內(nèi)各處的壓力梯度和潔凈度分別為淋浴室的壓力為常壓；正壓氣閘室壓力為高于常壓+10Pa、潔凈度為十萬級；清潔走廊壓力為-10Pa、潔凈度為十萬級；負壓氣閘室壓力為-20Pa、潔凈度為十萬級；P3負壓實驗室壓力為-30Pa、潔凈度為萬級（較好的可達五千級）。

經(jīng)過二或三級生物安全高效粒子空氣過濾器（過濾效率99.995％）過濾的氣體，可直接或通過建筑物排氣系統(tǒng)排出。通過建筑物排氣系統(tǒng)排出時，高效粒子空氣過濾器要以某種方式（如套簡裝置連接）連接到該系統(tǒng)上，以免影響生物安全柜或建筑物排氣系統(tǒng)的氣流不平衡。使用二級生物安全柜應(yīng)至少12個月檢測、鑒定1次，排出的氣體可以在實驗室內(nèi)循環(huán)。安全柜內(nèi)有可以產(chǎn)生氣溶膠的連續(xù)運行的離心機或其他儀器，氣體在進入實驗室或周圍環(huán)境之前，要通過高效粒子空氣過濾器過濾。

用液體消毒裝置和高效粒子空氣過濾器或采取其他相應(yīng)的設(shè)備來保護真空系統(tǒng)，這些防護設(shè)備應(yīng)便于經(jīng)常維護及時更換。負壓氣閘室門與負壓實驗室門要互鎖，以保證操作人員進出時，實驗室與外界相對隔絕，以免污染區(qū)負壓大幅回升，室內(nèi)氣體外泄。

3、P3實驗室其他設(shè)施

P3實驗室均應(yīng)備有洗手池。其出水控制開關(guān)應(yīng)是腳踩式、肘動式或自動開關(guān)式，固定在實驗室出口附近。墻的內(nèi)表面、墻的地腳、地面和天花板應(yīng)光潔、防水，以便于清洗。這些表面上的滲漏處要密封，以便于進行空間消毒。如果實驗室要留窗子，一定要雙層玻璃，以保證密封。實驗室空間要根據(jù)需要而定；實驗室物品要固定存放位置，工作臺、操作柜和設(shè)備之間要便于清掃。工作臺面應(yīng)不滲水、耐酸堿、耐有機溶劑和中等度耐熱。實驗室必要時可留有下水道，平時對外界密封。實驗室內(nèi)排出的污水必須經(jīng)過嚴格消毒處理方可排出。

03

P3實驗室設(shè)計方案

1.平面布局

平面布局及人、物流見實驗室平面布置圖。 該P3生物安全實驗室采用“三區(qū)一通道”形式布置。實驗區(qū)包括3間BLS-Ⅲ及其緩沖間、1間動物實驗室（ABLS-Ⅲ）及其緩沖間、實驗準備室、消毒間、男、女一次、二次更衣間、男、女淋浴間、緩沖間、前室、洗刷間及中控室和機房。整個實驗室分為清潔區(qū)、半污染區(qū)及污染區(qū)。各區(qū)之間設(shè)置緩沖間過渡。其中更衣室、淋浴間為清潔區(qū)，更衣室后設(shè)一緩沖間，作為清潔區(qū)與半污染區(qū)的過渡。實驗準備、消毒間為半污染區(qū)。3間實驗室及動物實驗室為污染區(qū)，每間實驗室及動物實驗室設(shè)置1間緩沖間作為半污染區(qū)與污染區(qū)的過渡。

??P3實驗室平面布局圖

平面布局充分考慮了人員、潔物、污物的走向，避免交叉。工作人員在經(jīng)過一、二次更衣后，還要在與實驗室想連的緩沖間進行第三次更衣，即穿潔凈服。緩沖間的門設(shè)置成連鎖門，淋浴間設(shè)置成與二更并列同對緩沖間開門，這樣既可以滿足國家最新的關(guān)于實驗室人員離開實驗區(qū)先淋浴、后更衣的要求，又能保證在多間實驗室使用的前提條件下，人員進出不交叉，特別是人員進入時，不用穿過較臟的淋浴間，而對生物安全實驗室潔凈區(qū)內(nèi)造成污染。另外，將污物出口處的高壓消毒鍋放置在消毒間內(nèi)，這樣不僅有利于保證準備間的潔凈度，并且避免了污物與潔物進出時在準備間內(nèi)的交叉。同時避免了由于消毒鍋本身氣密性較差而帶來的危險性

（1） 人流路線

實驗人員在前室換鞋后，經(jīng)一更脫衣，進入二更穿無菌實驗用外衣。更衣后的實驗人員通過緩沖間進入實驗準備間，準備工作完成后到各實驗室工作。進入實驗室的實驗人員先進入緩沖間，在緩沖間內(nèi)外罩實驗室防護服，然后再進入實驗室，緩沖間的門與實驗室的門設(shè)置成連鎖門，當其中一道門開啟時，另一道門必須處于自動關(guān)閉狀態(tài)。工作結(jié)束后，實驗人員脫掉防護服并打包，同時帶著實驗用后打包好的污物，通過實驗準備間內(nèi)的消毒間送入高壓消毒鍋消毒，人員淋浴后經(jīng)過二更、一更穿上自己的衣服離開P3生物安全實驗室。

（2） 實驗用品物流路線

實驗用物品從洗滌消毒間經(jīng)各種物品消毒傳遞設(shè)備進入實驗準備間待用。實驗人員將潔物取出后在準備間準備實驗，準備好后通過各自的傳遞窗到各實驗室做實驗。實驗結(jié)束后，污物打好包后由實驗人員經(jīng)實驗準備間內(nèi)的消毒間，經(jīng)雙扉高壓消毒鍋消毒后進入洗滌間，再進行洗滌等處理（對于進行“SARS”病毒實驗的實驗污物，要求先在生物實驗室內(nèi)就地消毒滅菌，然后再到消毒間進行第二次消毒處理）。

2.維護結(jié)構(gòu)

（1）吊頂和墻體

BLS-3的核心問題是保證安全，要保證安全，除可行的平面布局外，生物實驗室的氣密性也是非常重要的。要求維護結(jié)構(gòu)密閉、不漏氣，表面平整光滑、耐腐蝕、無眩光、不起塵、并應(yīng)減少凹凸面，易消毒、耐清洗、不易吸水變質(zhì)，耐火等級達到一級，符合負壓60Pa強度的要求。該實驗室墻體及吊頂采用夾芯彩色復(fù)合鋼板，彩鋼板為石膏板夾芯彩鋼板，配龍骨，其中鋼板厚度0.6mm，龍骨為鍍鋅鋼龍骨。實驗室隔斷采用雙面彩鋼板，內(nèi)襯石膏板。實心墻為龍骨+石膏板+彩鋼板。

（2）地面

實驗區(qū)地面要滿足凈化及消毒的需要，原設(shè)計采用英國進口高級PVC卷材，所用PVC卷材腳感好、防噪音、耐磨、防火、防靜電，具有很好的耐化學品腐蝕、著色的性能。卷材拼縫為熱焊熔接，平整無縫，做到長時間高強度使用的條件下不開膠、不裂口，以免積塵和長霉菌。但建設(shè)方堅持使用環(huán)氧自流平地面。自流平地面如果能做到厚度要求，則能保證其使用效果，否則相比PVC，自流平地面耐磨性偏差。

（3）門

潔凈區(qū)內(nèi)均為不銹鋼彩鋼板氣密門，門下無門檻，門下加裝可自動伸縮的橡皮密封條，以減少空氣泄露，維持室內(nèi)壓力梯度要求。其中生物實驗室緩沖間的門可互鎖。

整個實驗區(qū)入口處的門，采用不銹鋼全玻璃門，門上設(shè)門禁系統(tǒng)，防止無關(guān)人員進入實驗區(qū)。

3.氣流組織

為保證操作人員的安全和環(huán)境的安全，實驗區(qū)采用獨立的直流式通風空調(diào)系統(tǒng)。送風經(jīng)過粗、中、高效三級過濾，排風通過高效過濾風口排出。排風機采用一用一備，在一臺排風機出現(xiàn)故障時，另一排風機自動切換。同時為增加排風機壽命，正常工作時排風機也可相互交換運轉(zhuǎn)。

實驗區(qū)采用高效送風口上送，下側(cè)單面高效排風的氣流組織形式。高效排風口設(shè)置在生物安全柜的一側(cè)，確保實驗室一側(cè)的氣流由“清潔”區(qū)域流向“污染”區(qū)域。

為保證BLS-3的壓力，送風采用兩態(tài)風量文丘里控制閥，排風采用兩態(tài)變風量文丘里控制閥的控制方法，以達到各個房間可以控制高、低態(tài)送風，并且用變風量排風閥來維持房間壓力恒定。這樣既可以達到節(jié)能的目的（不使用的房間低態(tài)送風），又可以保證房間內(nèi)的壓力梯度，保證實驗室的安全可靠。排風為通風柜排風與房間排風的綜合排風（綜合排風=通風柜排風+房間排風）。由于需兼顧通風柜的面風速控制與開關(guān)控制，所以通風柜排風量變大時，需減少房間的排風量，反之亦然，從而做到通風柜排風量加大與減小、開與不開，不影響房間壓力變化。

在實驗室、動物實驗室的送、排風支管上設(shè)置進口自動氣密閥，總送、排風干管上也設(shè)置進口自動氣密閥，并在自控系統(tǒng)中設(shè)置“消毒”狀態(tài)。若實驗室、動物實驗室單獨消毒就自動關(guān)閉該房間送、排風支管上的氣密閥；若整個實驗區(qū)全面消毒，就自動關(guān)閉送、排風干管上的氣密閥。

04

P3實驗室自控設(shè)計

因BLS-3的自動化要求較高，因此自控設(shè)計可以說是整個實驗室設(shè)計的核心。

1.溫濕度控制：

溫度：通過房間內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器來調(diào)節(jié)冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥；

濕度：通過房間內(nèi)設(shè)置的濕度傳感器來調(diào)節(jié)加濕設(shè)備的調(diào)節(jié)閥； 當溫濕度超過設(shè)定的上、下限值時，應(yīng)會報警顯示。

2.風量控制：

實驗室通過文丘里風量控制閥實現(xiàn)風量控制。其運行工況可以實現(xiàn)三種：

正常運行工況：人員進入，每個房間對應(yīng)的切換開關(guān)切換至使用狀態(tài)，該房間送風文丘里閥打開到高風量態(tài)，同時調(diào)整排風文丘里閥保持余風量和房間負壓。

節(jié)能運行工況：人員從房間退出，每個房間對應(yīng)的切換開關(guān)切至節(jié)能狀態(tài)，該房間的送風文丘里閥關(guān)小到節(jié)能狀態(tài)，同時調(diào)整排風文丘里閥保持余風量和房間負壓。

消毒工況：當一個房間欲投入消毒時，應(yīng)由操作人員將其設(shè)置為“消毒”。房間投入消毒狀態(tài)后，其對應(yīng)的送、排風氣密閥關(guān)閉。房間退出消毒狀態(tài)時，首先打開其對應(yīng)的排風氣密閥，再打開送風氣密閥。

3.負壓顯示及報警：

重點房間的壓力顯示及報警； 高效過濾器阻塞報警：在各實驗室的送風高效過濾器的前后安裝壓差開關(guān)，當過濾器阻塞時可在控制室報警。

凈化空調(diào)機組過濾器阻塞報警在空調(diào)機組粗、中、高效過濾器前后安裝壓差開關(guān)，在過濾器阻塞時可在控制室報警。任何動力設(shè)備在運行過程中發(fā)生故障，均應(yīng)在控制室報警。

P3實驗室設(shè)計是涉及到多專業(yè)的綜合性設(shè)計，不能僅僅將其看成常規(guī)的潔凈室設(shè)計。設(shè)計最終要使實驗室達到安全可靠和運行節(jié)能，這樣才能建設(shè)出符合現(xiàn)代化要求的三級生物安全實驗室。

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