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115年:(醫檢)檢驗(1)

關於分生實驗室的敘述，下列何者最不適當？

A微量吸管應使用有 filter的tip，防止受到擴增後核酸的污染
B試劑配製與核酸萃取的空間最好分開區隔
CPCR儀器建議擺放在 postamplification room
Dpreamplification room 應該設計為負壓， postamplification room 則應該設計為正壓

詳細解析

本題觀念：

本題主要測驗 分子生物實驗室的防汙染設計與工作流程 (Contamination Control in Molecular Biology Laboratory)，核心概念包含「單向工作流 (Unidirectional Workflow)」與「氣流壓力控制 (Air Pressure Control)」。

選項分析

  • A. 微量吸管應使用有 filter的tip，防止受到擴增後核酸的污染 (適當)

    • 分析：在分生實驗中，氣膠 (Aerosol) 是造成交叉污染的主要原因之一。使用帶有濾棉 (Filter/Barrier) 的 Tip 可以防止液體或氣膠進入微量吸管 (Pipette) 內部，避免吸管受汙染後再汙染下一個檢體。這是標準的防汙染措施。

  • B. 試劑配製與核酸萃取的空間最好分開區隔 (適當)

    • 分析：標準的 PCR 實驗室設計強調空間分隔。試劑配製區 (Reagent Preparation) 是最潔淨的區域（無 DNA 模板），而 核酸萃取區 (Nucleic Acid Extraction) 則處理含 DNA/RNA 的檢體。將兩者分開能防止檢體中的核酸汙染到潔淨的 Master Mix 試劑中。

  • C. PCR儀器建議擺放在 postamplification room (適當)

    • 分析：PCR 儀器（熱循環儀）進行擴增後，試管內含有高濃度的核酸產物 (Amplicons)。這些產物是實驗室最大的汙染源。因此，PCR 儀器通常被歸類在「擴增區」或「擴增後區 (Post-amplification)」，屬於「髒區 (Dirty Area)」。將儀器置於此處可確保擴增後的產物不會被帶回擴增前區域 (Pre-amplification)。
    • 註：部分指引將實驗室細分為三區（試劑準備、檢體製備、擴增與分析），此時 PCR 儀器位於擴增區，但相對於「試劑準備」而言，它絕對屬於後端的高風險區。

  • D. preamplification room 應該設計為負壓， postamplification room 則應該設計為正壓 (最不適當)

    • 分析：這是錯誤的氣流設計，與防止汙染的原則完全相反。
      • 擴增前區域 (Pre-amplification / Reagent Prep)：應設計為 正壓 (Positive Pressure)。目的是讓氣流由內向外吹，防止外部環境中的氣膠（可能含有 Amplicons）進入潔淨的試劑區。
      • 擴增後區域 (Post-amplification)：含有大量擴增產物，應設計為 負壓 (Negative Pressure)。目的是將氣流鎖在房內，防止含高濃度核酸產物的空氣外洩到走廊或其他實驗室區域，造成廣泛汙染。
    • 結論：選項 D 將正負壓設計顛倒，若依此設計，擴增產物將會被「吹」出實驗室擴散至各處，是大忌。

答案解析

正確答案為 D。

分生實驗室的壓力梯度設計原則是 「從潔淨區流向汙染區」 (From Clean to Dirty)：

  1. 試劑配製區 (Reagent Prep, Cleanest)：正壓 (+)，防止汙染進入。
  2. 檢體製備區 (Sample Prep)：視情況而定，若涉及生物安全（如傳染性檢體）可能需負壓；若僅考慮 PCR 防汙染，則相對於擴增區應維持相對正壓，或至少不應低於擴增區。
  3. 擴增與產物分析區 (Amplification/Post-amp, Dirtiest)：負壓 (-)，防止高濃度核酸氣膠外洩。

選項 D 建議 Post-amp 為正壓，這會導致擴增產物外洩汙染環境，故為最不適當的敘述。

核心知識點

考生應掌握 PCR 實驗室分區與氣流設計 的口訣與原則：

  1. 單向工作流 (Unidirectional Workflow)：試劑配製 (Clean) →\rightarrow 檢體添加 →\rightarrow PCR 擴增 →\rightarrow 產物分析 (Dirty)。絕不可逆向移動。
  2. 壓力梯度 (Pressure Gradient)：
    • Clean Area (Pre-amp) = 正壓 (+) (保護試劑，拒絕外來汙染)。
    • Dirty Area (Post-amp) = 負壓 (-) (圍堵產物，防止外洩)。
  3. 防汙染工具：Filter tips、專用移液器 (Dedicated Pipettes)、UV 照射、Laminar Flow (用於試劑配製)、10% Bleach (去汙)。

參考資料

  1. Integra Biosciences. Setting up a PCR lab from scratch. Link (說明 Pre-PCR 應為正壓，Amplification/Analysis 應為負壓)
  2. NIH / PMC. How to Set Up a Molecular Pathology Lab. Link (確認 Post-PCR 實驗室應保持微負壓)
  3. Thermo Fisher Scientific. Guidelines for Preventing Contamination of PCR.
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