ПЦР-боксы и УФ-боксы для лабораторий
ПЦР-исследования требуют особенно тщательного контроля чистоты рабочей зоны. Даже небольшое количество посторонней ДНК, РНК или продуктов предыдущей амплификации может попасть в реакционную смесь и повлиять на результат анализа.
ПЦР-боксы создают отдельное рабочее пространство для подготовки реагентов, пробирок, расходных материалов и реакционных смесей. Закрытая конструкция помогает отделить чистую преамплификационную зону от окружающей среды, а встроенные УФ-лампы используются для дополнительной обработки доступных поверхностей между рабочими циклами.
В зависимости от конструкции ПЦР-станция может иметь только закрытую камеру с УФ-обеззараживанием или дополнительно комплектоваться системой циркуляции воздуха, HEPA-фильтрами, УФ-рециркулятором, таймером, электрическими розетками и передним защитным экраном.
Такое оборудование применяется в медицинских, ветеринарных, биологических, генетических, криминалистических, фармацевтических и научно-исследовательских лабораториях.
В каталоге Rodwel можно подобрать ПЦР-боксы разных размеров и комплектаций для подготовки реакционных смесей, работы с ДНК и РНК, а также организации чистой пре-ПЦР-зоны.
Что такое ПЦР-бокс
ПЦР-бокс — это специализированный лабораторный шкаф, предназначенный для организации контролируемого рабочего места во время отдельных этапов молекулярно-генетических исследований.
Основная задача оборудования — снизить риск попадания посторонних нуклеиновых кислот в реагенты и реакционные смеси.
Внутри бокса можно выполнять:
подготовку чистых реагентов;
приготовление master mix;
распределение реакционной смеси по пробиркам;
подготовку ПЦР-планшетов;
работу с чистыми наконечниками и пробирками;
комплектацию наборов для анализа;
подготовку расходных материалов;
отдельные этапы работы с выделенной ДНК или РНК в соответствии с зонированием лаборатории.
Названия «ПЦР-бокс», «ПЦР-станция», «УФ-бокс» и PCR workstation часто используются как близкие по значению. Однако реальные возможности зависят от конструкции конкретной модели.
Одни боксы имеют только УФ-лампы и закрытую камеру. Другие дополнительно создают очищенный воздушный поток. Поэтому перед заказом необходимо изучать технические характеристики, а не ориентироваться только на название.
Зачем нужен отдельный бокс для ПЦР
Во время полимеразной цепной реакции происходит многократное копирование определённого участка нуклеиновой кислоты. После завершения амплификации в пробирке содержится большое количество копий целевого фрагмента.
Если ампликоны попадут в зону подготовки новых реакций, они могут стать источником загрязнения.
Перенос остаточного материала возможен через:
руки и перчатки;
лабораторную одежду;
пипетки;
наконечники;
штативы;
дверные ручки;
рабочие поверхности;
аэрозоли при пипетировании;
открывание пробирок;
перемещение оборудования между зонами;
повторное использование расходных материалов.
УФ-бокс для ПЦР помогает создать выделенное рабочее место, в котором хранятся и используются инструменты для конкретного этапа.
Однако даже современный ПЦР-шкаф не компенсирует неправильное зонирование лаборатории. Преамплификационные и постамплификационные процессы необходимо организовывать отдельно.
Для каких этапов используют ПЦР-боксы
Чаще всего ПЦР-бокс устанавливают в чистой преамплификационной зоне.
В зависимости от внутреннего протокола лаборатории оборудование может использоваться для:
подготовки реакционной смеси;
дозирования праймеров и зондов;
распределения master mix;
подготовки чистых пробирок;
работы с ПЦР-планшетами;
подготовки отрицательных контролей;
комплектации наборов реагентов;
работы с чистой водой без нуклеаз;
отдельного внесения выделенной нуклеиновой кислоты.
Для приготовления master mix и внесения исследуемого материала могут использоваться разные боксы или отдельные рабочие зоны. Это помогает снизить риск загрязнения чистых реагентов образцами и положительными контролями.
Порядок работы зависит от методики, типа исследования и организации конкретной лаборатории.
ПЦР-бокс для приготовления master mix
Приготовление master mix является одним из наиболее чувствительных к контаминации этапов.
В рабочей зоне могут использоваться:
буферные растворы;
праймеры;
зонды;
ферменты;
нуклеотиды;
вода без нуклеаз;
положительные и отрицательные контроли;
пробирки или планшеты.
Бокс для подготовки ПЦР-проб помогает организовать чистое место для дозирования компонентов и распределения смеси.
В зоне приготовления master mix желательно использовать отдельные:
пипетки;
штативы;
наконечники с аэрозольным барьером;
лабораторную одежду;
перчатки;
маркеры;
мини-центрифуги;
контейнеры для отходов.
Не следует переносить в эту зону оборудование из помещения, где открывают амплифицированные продукты.
ПЦР-боксы для работы с ДНК
При работе с ДНК необходимо снижать риск переноса как биологического материала, так и ампликонов предыдущих исследований.
ПЦР-бокс для работы с ДНК может использоваться для:
приготовления реакционной смеси;
распределения реагентов;
подготовки пробирок;
работы с выделенной ДНК;
подготовки контрольных материалов;
комплектации реакционных планшетов.
Конкретные операции следует разделять в соответствии с принятой схемой зонирования.
Например, приготовление чистой смеси и внесение ДНК-образца можно выполнять в разных шкафах. Это особенно актуально для лабораторий с большим потоком исследований или высокими требованиями к чувствительности анализа.
ПЦР-боксы для работы с РНК
При работе с РНК необходимо контролировать не только контаминацию посторонними нуклеиновыми кислотами, но и наличие RNase — ферментов, способных разрушать РНК.
Для RT-PCR желательно использовать:
отдельные пипетки;
расходные материалы без RNase;
подходящие средства для обработки поверхностей;
чистые перчатки;
отдельные штативы;
специально выделенную рабочую зону.
Обычное УФ-облучение не заменяет полноценную процедуру защиты от RNase. Поверхности и инструменты необходимо обрабатывать средствами, совместимыми с оборудованием и утверждёнными лабораторной методикой.
УФ-бокс для RT-PCR помогает организовать выделенное рабочее пространство, однако стабильность РНК также зависит от правильной подготовки персонала, расходных материалов и реагентов.
ПЦР-станция для молекулярной диагностики
ПЦР-станции используются в лабораториях, выполняющих:
диагностические ПЦР-исследования;
генетические анализы;
выявление ДНК и РНК микроорганизмов;
ветеринарную диагностику;
исследования пищевой продукции;
контроль фармацевтических препаратов;
криминалистический анализ;
научные молекулярно-биологические исследования;
подготовку материала для секвенирования;
работу с генетическими маркерами.
При выборе оборудования необходимо учитывать не только вид исследования, но и конкретный этап, для которого предназначен шкаф.
Бокс для чистых реагентов, станция для внесения образцов и зона анализа амплифицированного продукта имеют разные требования к размещению и организации работы.
Преамплификационная и постамплификационная зоны
Правильное зонирование является основой защиты ПЦР-исследований от контаминации.
Преамплификационная зона
В чистой пре-ПЦР-зоне выполняются операции до начала амплификации:
подготовка реагентов;
приготовление master mix;
распределение смеси;
подготовка пробирок;
внесение выделенной нуклеиновой кислоты в соответствии с протоколом.
В этой зоне не следует открывать пробирки с продуктами амплификации.
Зона амплификации
В этой зоне располагаются термоциклеры или амплификаторы для проведения реакции.
Если используется закрытая система real-time PCR, пробирки после запуска обычно не открывают.
Постамплификационная зона
Пост-ПЦР-зона предназначена для операций с готовым амплифицированным материалом:
электрофореза;
очистки ампликонов;
открывания пробирок;
подготовки материала к последующему анализу;
отдельных этапов секвенирования.
Постамплификационное оборудование, пипетки и расходные материалы не должны возвращаться в чистую зону.
Однонаправленное движение в ПЦР-лаборатории
Организация работы должна снижать перенос материала из пост-ПЦР-зоны в чистую зону.
Рекомендуемое направление движения:
зона подготовки чистых реагентов;
зона подготовки и внесения образца;
зона амплификации;
зона обработки продуктов амплификации.
Движение персонала, лабораторной одежды, документов и оборудования в обратном направлении необходимо максимально ограничить.
Для каждой зоны желательно предусмотреть отдельные:
халаты;
перчатки;
пипетки;
штативы;
центрифуги;
контейнеры;
маркеры;
журналы;
средства очистки.
Сам ПЦР-бокс является частью этого процесса, а не заменой правильного зонирования.
Как работает УФ-обеззараживание
УФ-боксы оснащаются лампами, излучение которых воздействует на нуклеиновые кислоты и микроорганизмы на доступных для света поверхностях.
УФ-цикл может использоваться:
перед началом работы;
после завершения процедуры;
после очистки рабочей камеры;
между отдельными сериями исследований;
после выявления риска контаминации.
Ультрафиолетовая обработка наиболее эффективна на открытых поверхностях, находящихся в зоне прямого облучения.
Предметы могут создавать тени, поэтому перед запуском цикла из камеры желательно убрать лишнее оборудование и расходные материалы.
Заменяет ли УФ-лампа очистку
УФ-излучение не заменяет механическую очистку и обработку поверхностей соответствующими средствами.
Перед УФ-циклом необходимо:
убрать использованные расходные материалы;
удалить видимые загрязнения;
протереть рабочую поверхность;
обработать пипетки и штативы;
очистить боковые стенки;
дать поверхностям высохнуть;
убрать реагенты и образцы.
Органические загрязнения, пыль, капли реагентов и посторонние предметы могут снижать эффективность облучения.
УФ-лампу следует рассматривать как дополнительный этап деконтаминации, а не как единственный метод очистки.
Почему реагенты нужно убирать перед УФ-циклом
Ультрафиолетовое излучение может влиять на компоненты реакционных смесей, ферменты, праймеры, зонды и контрольные материалы.
Перед включением УФ-лампы из рабочей камеры необходимо убрать:
реагенты;
пробирки с материалом;
ферменты;
праймеры;
зонды;
master mix;
контрольные образцы;
пластиковые материалы, не рассчитанные на регулярное облучение.
Хранить реагенты следует в соответствии с температурными условиями и рекомендациями производителя.
Блокировка УФ-лампы
УФ-излучение может быть опасным для глаз и кожи, поэтому современный УФ-кабинет должен иметь защитные механизмы.
К ним могут относиться:
блокировка лампы при открытом экране;
автоматическое отключение при открывании камеры;
закрытое переднее стекло;
таймер УФ-цикла;
световой индикатор;
звуковое предупреждение;
защита от случайного запуска;
автоматическое завершение программы.
Во время работы персонала УФ-лампы прямого облучения должны быть выключены.
Перед заказом следует уточнить, какие системы безопасности предусмотрены в конкретной модели.
УФ-рециркулятор
Некоторые ПЦР-боксы оснащаются встроенным УФ-рециркулятором.
В такой системе воздух проходит через закрытый внутренний канал, где подвергается ультрафиолетовому облучению, а затем возвращается в рабочую зону или помещение.
Закрытая конструкция рециркулятора может позволять использовать его во время работы оператора, если это прямо предусмотрено производителем.
УФ-рециркулятор и открытая лампа прямого облучения выполняют разные функции. При выборе необходимо уточнить:
тип ламп;
схему движения воздуха;
возможность работы при открытой камере;
производительность вентилятора;
наличие таймера;
ресурс ламп;
условия замены.
ПЦР-бокс с HEPA-фильтром
Не все ПЦР-боксы имеют HEPA-фильтрацию. Некоторые модели представляют собой закрытые УФ-камеры без активного воздушного потока.
ПЦР-бокс с HEPA-фильтром может подавать в рабочую зону очищенный воздух, уменьшая количество пыли и аэрозольных частиц.
Система может включать:
предварительный фильтр;
вентилятор;
HEPA-фильтр;
распределительную панель;
индикатор состояния фильтра;
датчик скорости потока.
Наличие HEPA-фильтра не означает, что ПЦР-шкаф автоматически защищает оператора от инфекционного материала.
Для работы с потенциально опасными клиническими образцами необходим бокс биологической безопасности соответствующего класса.
Чем ПЦР-бокс отличается от ламинарного шкафа
Ламинарный шкаф формирует однонаправленный поток HEPA-фильтрованного воздуха для защиты продукта от загрязнения.
ПЦР-бокс прежде всего предназначен для:
выделения отдельного рабочего места;
снижения риска контаминации ДНК и РНК;
подготовки ПЦР-реагентов;
УФ-обработки внутренней камеры;
защиты реакционной смеси от ампликонов.
Некоторые ПЦР-станции также имеют ламинарный или другой очищенный воздушный поток, но это зависит от конструкции.
Если одновременно необходимы УФ-деконтаминация и очистка воздуха, следует выбирать модель, в характеристиках которой прямо указаны обе функции.
Чем ПЦР-бокс отличается от бокса биологической безопасности
Стандартный ПЦР-бокс не предназначен для защиты персонала от патогенных микроорганизмов или инфекционных аэрозолей.
Его основная задача — защитить рабочий процесс от контаминации нуклеиновыми кислотами.
Бокс биологической безопасности имеет контролируемый входящий воздушный поток и систему удержания аэрозолей. В зависимости от класса он может защищать:
оператора;
материал;
лабораторное помещение;
окружающую среду.
Если до выделения ДНК или РНК обрабатываются потенциально инфекционные клинические образцы, оборудование необходимо подбирать по результатам оценки биологических рисков.
Обычный УФ-бокс нельзя использовать вместо сертифицированного шкафа биологической безопасности.
Можно ли называть ПЦР-бокс стерильным
ПЦР-бокс помогает поддерживать чистую рабочую зону, но его не следует автоматически называть стерильным оборудованием.
УФ-обработка и очистка поверхностей снижают уровень контаминации, однако не гарантируют абсолютную стерильность всех предметов и участков камеры.
Эффективность зависит от:
предварительной очистки;
длительности УФ-цикла;
состояния ламп;
расположения предметов;
наличия затенённых участков;
частоты использования;
соблюдения лабораторного протокола.
Корректнее использовать определение «чистая рабочая зона для подготовки ПЦР-реакций».
Предотвращение ампликонной контаминации
Для снижения риска переноса продуктов амплификации рекомендуется сочетать несколько методов.
К организационным мерам относятся:
физическое разделение зон;
однонаправленное движение персонала;
отдельная лабораторная одежда;
выделенные пипетки;
отдельные расходные материалы;
регулярная смена перчаток;
запрет возврата оборудования из пост-ПЦР-зоны;
использование закрытых пробирок;
минимизация открывания амплифицированных продуктов.
К техническим мерам относятся:
ПЦР-боксы;
УФ-деконтаминация;
наконечники с аэрозольным барьером;
отдельные холодильники;
специальные средства для очистки;
контроли контаминации;
закрытые real-time PCR системы.
Ни один отдельный метод не заменяет комплексную организацию лаборатории.
Рабочая камера
Внутренняя камера ПЦР-бокса должна быть удобной для регулярной очистки.
При выборе стоит оценить:
материал рабочей поверхности;
устойчивость к средствам деконтаминации;
количество стыков;
закруглённость внутренних углов;
доступ к боковым стенкам;
возможность снятия столешницы;
устойчивость материалов к УФ-излучению;
отсутствие труднодоступных участков.
Рабочую поверхность часто изготавливают из нержавеющей стали или материалов с высокой химической стойкостью.
Перед использованием агрессивного средства необходимо проверить его совместимость с покрытием камеры, прозрачными панелями и уплотнениями.
Переднее защитное стекло
ПЦР-станция может иметь переднее откидное, подъёмное или съёмное стекло.
Оно помогает:
закрывать камеру во время УФ-обработки;
уменьшать влияние внешнего воздуха;
ограничивать случайный контакт с рабочей зоной;
удерживать УФ-излучение внутри;
защищать внутреннее пространство между рабочими циклами.
Прозрачные панели должны быть изготовлены из материала, соответствующего конструкции УФ-системы.
Наличие переднего стекла само по себе не означает, что оборудование обеспечивает биологическую защиту оператора.
Розетки и подключение оборудования
Внутри ПЦР-бокса могут быть установлены электрические розетки для подключения:
мини-центрифуги;
вортекса;
охлаждающего штатива;
автоматической пипетки;
небольшого дозатора;
другого совместимого оборудования.
Перед выбором модели необходимо уточнить:
количество розеток;
их максимальную нагрузку;
расположение;
защиту от жидкости;
возможность отключения с панели;
размещение кабелей.
Приборы внутри не должны создавать труднодоступные для очистки зоны или перекрывать УФ-лампы.
Освещение
Равномерное освещение необходимо для работы с пробирками, наконечниками, планшетами и маркировкой.
При выборе оценивают:
яркость;
равномерность света;
отсутствие резких теней;
расположение светильника;
нагрев рабочей камеры;
возможность замены;
отдельное управление освещением.
Рабочее освещение и УФ-лампа должны иметь отдельные режимы управления.
Панель управления и таймер
Современный УФ-бокс может иметь электронную панель для управления:
рабочим освещением;
прямой УФ-лампой;
УФ-рециркулятором;
вентилятором;
таймером;
электрическими розетками;
счётчиком ресурса лампы;
звуковой сигнализацией.
Таймер позволяет установить продолжительность цикла, после чего УФ-лампа автоматически выключается.
Это помогает стандартизировать процедуру и снижает риск случайного длительного облучения внутренних материалов.
Настольные и напольные ПЦР-боксы
Большинство ПЦР-станций являются настольными моделями. Их устанавливают на устойчивую лабораторную поверхность.
Настольный формат подходит, если:
в помещении ограничено место;
требуется компактная рабочая зона;
оборудование не нужно часто перемещать;
уже имеется лабораторный стол необходимой высоты.
Крупные ПЦР-боксы могут комплектоваться отдельной подставкой.
При выборе подставки учитывают:
общую высоту;
положение оператора;
допустимую нагрузку;
устойчивость;
пространство для ног;
возможность регулировки;
доступ для уборки.
Где устанавливать ПЦР-бокс
ПЦР-шкаф необходимо устанавливать в соответствующей лабораторной зоне.
Бокс для приготовления master mix желательно размещать:
в чистой преамплификационной комнате;
вдали от термоциклеров и пост-ПЦР-оборудования;
не возле основного прохода;
вдали от открытых окон;
вне прямого потока кондиционера;
на устойчивой поверхности;
рядом с холодильником для чистых реагентов;
с доступом к электропитанию.
Не следует устанавливать чистый ПЦР-бокс в помещении, где регулярно открывают амплифицированные продукты.
Как работать в ПЦР-боксе
Перед началом работы необходимо:
убрать лишние предметы;
очистить внутренние поверхности;
обработать пипетки и штативы;
провести УФ-цикл согласно инструкции;
дождаться завершения программы;
выключить прямые УФ-лампы;
подготовить чистые расходные материалы;
сменить перчатки.
Во время работы рекомендуется:
использовать только оборудование конкретной зоны;
не касаться чистых поверхностей загрязнёнными перчатками;
применять наконечники с фильтром;
быстро закрывать пробирки;
избегать резких движений;
не перегружать рабочую камеру;
регулярно менять перчатки;
не переносить предметы из пост-ПЦР-зоны.
После завершения:
закройте все пробирки;
перенесите материалы в следующую зону;
удалите отходы;
очистите поверхности;
уберите реагенты;
проведите УФ-обработку согласно протоколу.
Очистка и деконтаминация
Для обработки ПЦР-бокса могут использоваться:
спиртосодержащие средства;
специальные реагенты для разрушения ДНК;
средства для удаления RNase;
другие совместимые лабораторные дезинфицирующие средства.
Конкретное средство выбирают с учётом:
типа загрязнения;
материала рабочей камеры;
лабораторной методики;
рекомендаций производителя бокса;
требований к работе с ДНК или РНК.
Нельзя допускать попадания большого количества жидкости в:
вентиляционные каналы;
электрические розетки;
панель управления;
УФ-лампы;
фильтры;
внутреннюю электронику.
После влажной очистки поверхности должны высохнуть до включения оборудования.
Техническое обслуживание
Регулярного контроля требуют:
УФ-лампы;
рабочее освещение;
передний экран;
таймер;
блокировки;
электрические розетки;
вентилятор;
предварительный фильтр;
HEPA-фильтр;
УФ-рециркулятор;
панель управления.
УФ-лампа может продолжать светиться, но постепенно терять необходимую интенсивность. Поэтому ориентироваться только на наличие видимого свечения недостаточно.
Периодичность проверки и замены определяют по:
ресурсу лампы;
счётчику рабочих часов;
интенсивности использования;
рекомендациям производителя;
внутреннему графику лаборатории.
Как выбрать ПЦР-бокс
Подбор необходимо начинать с определения рабочего этапа.
Перед заказом уточните:
для приготовления master mix или внесения образца нужен бокс;
будет ли выполняться работа с ДНК или РНК;
требуется ли активный воздушный поток;
нужен ли HEPA-фильтр;
нужен ли УФ-рециркулятор;
необходимую ширину рабочей камеры;
количество внутренних розеток;
потребность в мини-центрифуге или вортексе;
тип переднего стекла;
наличие блокировки УФ-лампы;
продолжительность и настройки таймера;
материал рабочей поверхности;
формат установки;
доступность сервиса.
Если в боксе планируется работа с потенциально инфекционными образцами, необходимо отдельно оценить потребность в боксе биологической безопасности.
Размеры рабочей камеры
ПЦР-боксы могут иметь разную ширину рабочей зоны.
Распространённые варианты:
600–800 мм — для компактного рабочего места;
900–1200 мм — для стандартной подготовки реакций;
1300–1500 мм — для нескольких приборов и большего количества материалов;
более 1500 мм — для крупных лабораторных станций.
Внутри должно оставаться достаточно места для:
пипеток;
штативов;
контейнеров;
пробирок;
планшетов;
небольшого оборудования;
свободной очистки поверхностей.
Слишком маленькая камера быстро перегружается. Чрезмерно крупный бокс занимает больше места и может быть дороже в обслуживании.
Комплектация ПЦР-бокса
В стандартную или дополнительную комплектацию могут входить:
корпус ПЦР-бокса;
рабочая поверхность;
прямая УФ-лампа;
УФ-рециркулятор;
HEPA-фильтр;
предварительный фильтр;
вентилятор;
переднее защитное стекло;
внутреннее освещение;
электрические розетки;
таймер;
счётчик ресурса лампы;
система блокировки;
датчик положения стекла;
подставка;
техническая документация;
гарантийные документы.
Перед заказом необходимо уточнить, какие компоненты входят в базовую стоимость, а какие продаются отдельно.
Цена ПЦР-бокса
Цена ПЦР-бокса зависит от размера, конструкции, системы очистки воздуха и комплектации.
На стоимость влияют:
ширина рабочей камеры;
количество УФ-ламп;
наличие УФ-рециркулятора;
HEPA-фильтрация;
мощность вентилятора;
материал корпуса;
материал рабочей поверхности;
переднее защитное стекло;
электрические розетки;
таймер;
система блокировки;
датчики;
подставка;
доставка;
запуск и сервис.
Простой УФ-бокс без HEPA-фильтрации обычно стоит дешевле полноценной PCR workstation с контролируемым воздушным потоком, рециркулятором и электронной системой управления.
При сравнении предложений необходимо учитывать будущую стоимость УФ-ламп, фильтров и технического обслуживания.
Где купить ПЦР-бокс
Чтобы купить ПЦР-бокс или УФ-бокс для лаборатории в Украине, выберите подходящую модель в каталоге Rodwel или обратитесь к нашим специалистам.
Для точного подбора сообщите:
направление работы лаборатории;
этап ПЦР-исследования;
работу с ДНК или РНК;
тип материала;
необходимую ширину рабочей камеры;
потребность в HEPA-фильтрации;
потребность в УФ-рециркуляторе;
количество розеток;
необходимую комплектацию;
параметры помещения.
Мы поможем сравнить ПЦР-станции, УФ-боксы и шкафы для молекулярной диагностики, подобрать модель для приготовления master mix, подготовки проб и организации чистой преамплификационной зоны.
