2020年4月18日，《華盛頓郵報》（WashingtonPost）爆出一則重磅新聞，美國CDC在實驗室生產的病毒檢驗試劑出現了污染問題(圖1)，導致全美的核酸檢測推遲最少一個月。2020年1月21日，美國CDC開發了病毒檢測方法，1月下旬,美國CDC對26個公共衛生實驗室發放病毒試劑盒，有24個實驗室出現了假陽性，美國CDC緊急召回診斷試劑，直到3月2日，IDT公司生產新冠試劑重新投入使用。由于實驗室污染，美國錯過了黃金的疫情防控窗口。

二、核酸污染與分類

2.1 核酸污染，PCR實驗室繞不開的“疼”
PCR(聚合酶鏈式反應簡稱)檢測因其靈敏度高、快速、操作方便等優勢被廣泛應用，不過正是由于它靈敏度高，極微量的污染源都有可能導致檢測結果的假陽性。因此，如何避免以及處理實驗室污染，對PCR檢測人來說是一種挑戰。
2.2 PCR污染分類
(1)樣本間交叉污染：主要是在采（取）樣的過程中，由于取樣工具之間的交叉造成污染；或者在核酸提取的過程中，由于移液器、離心管等使用不當導致的樣本間污染。
(2)PCR試劑的污染：主要是在PCR試劑配制過程中，由于移液器、容器、陰性對照及其它試劑被核酸模板或陽性對照污染。
(3)克隆質粒的污染：在實驗室操作中經常會用到陽性參考品，這些陽性參考品大多數是由某些克隆質粒制作而成，克隆質粒在單位容積內濃度高，使用不當極易造成污染。
(4)CR擴增產物污染：這是PCR反應中最主要、最常見，也是最令人頭疼的污染問題。因為PCR產物拷貝量大，遠遠高于PCR檢測數個拷貝的極限，所以極微量的PCR產物污染，就可造成假陽性結果。
 

圖2 PCR產物拷貝量示意

三、擴增產物氣溶膠污染—核酸污染中的“牛皮蘚”

PCR實驗室核酸污染中最難消除的是氣溶膠污染，尤其是擴增產物的氣溶膠污染。污染主要發生在PCR的擴增和產物分析階段。因為，PCR產物拷貝量大(一般為1013拷貝/mL)(圖2)，擴增產物液面與空氣摩擦時會形成氣溶膠。所以，比較劇烈地搖動反應管、開蓋時吸樣，以及反復吸樣都可形成氣溶膠污染。飛濺的擴增產物會形成氣溶膠漂浮在空氣中，粘附到物體表面及檢測人員身體上，隨著人員及物料流動而污染整個實驗室。如果這種污染能及時發現，實驗室空置幾天，采取積極有效的處理措施，情況會好轉。

四、PCR實驗室核酸污染傳統處理方法

4.1 物理方法
使用紫外燈照射是目前PCR實驗室預防污染最常規的方法。由于DNA鏈上相鄰的嘧啶在254nm紫外誘導下發生交聯，嘧啶二聚體不能被切除，導致DNA聚合酶在空間上被阻礙或者DNA不能被*變性，從而使擴增反應終止。由于小的擴增子只有較少的臨近嘧啶，所以該方法對小的擴增子效果不明顯，對富含G+C的和短的（<300bp）的擴增產物污染效果不大。
4.2 化學方法
包括使用商品化的DNA去除劑、次氯酸鈉、1mol/L的鹽酸等各種化學物質去降解DNA。化學方法主要通過氧化損傷核酸的作用，從而使留在實驗室的擴增產物被破壞掉。
4.3 順其自然法
停下所有實驗，靠通風和時間抹掉核酸的痕跡。
4.4 絕地求生法
換一種試劑盒，只要兩種試劑的擴增產物不一致，沒有交叉反應，可以繼續做實驗。

五、PCR實驗室核酸污染的整體解決方案

根據《醫療機構病毒核酸檢測手冊（試行第二版）》（聯防聯控機制醫療法〔2020〕313號）中提到：實驗室結束后空氣清潔要求。必要時可采用核酸清除劑等試劑清除實驗室殘留核酸(圖3)。

 

圖3《醫療機構病毒核酸檢測手冊（試行第二版）》的要求
5.1 全自動核酸氣溶膠污染清除儀—預防、清除氣溶膠污染的得力助手

圖4 熠創鼎惠全自動核酸氣溶膠污染清除儀Ares Y2000 / Ares Y1000
熠創鼎惠（上海）生物科技有限公司推出的全新全自動核酸氣溶膠污染清除儀(圖4)，清除儀采用配方配套核酸清除劑（片劑溶解），經Ares系統*尖的Dry Fog剪斷作用，霧化的清除劑被超音速空氣再次微?；?，與另一噴口同樣被霧化的水滴在中央撞擊，相互反復剪斷的同時，發生3.3萬-4萬赫茲的超聲波，使清除劑更加微粒化，均等化，形成真正的Dry Fog。超級霧化的清除劑通過無規則的布朗擴散運動，充分捕捉空氣中PCR氣溶膠，高效破壞DNA的嘌呤和嘧啶堿的共軛雙鍵，從而實現清除的目的。

Ares在氧化處理PCR氣溶膠后，通過空氣置換，由氣溶膠吸附屏吸附DNA氣溶膠，在設備內部LED紫外燈光照下，二氧化鈦發生光觸媒反應，產生數以億計具有氧化能力的羥基自由基，進一步降解PCR氣溶膠，從多維度協同清除氣溶膠。

Ares還能起到分解細菌和病毒，凈化空氣，保證實驗室生物安全性的多重作用。

另外可以一機多用，還具有霧化過氧化氫消毒消毒功能，更加全面保障實驗室的安全。

可廣泛使用于PCR實驗室樣本處理區、核酸提取區、試劑配制區、PCR擴增或檢測區，適用于醫院檢驗科、疾控、海關、食藥監、血站、科研院校等PCR實驗室。圖5為RCR氣溶膠清除儀使用效果驗證示意。

為配合氣溶膠清除儀對物表核酸污染的高效清除，配套的核酸氣溶膠清除劑采用接觸催化協同作用，非酶性高效降解PCR產物或DNA/RNA，高效防止PCR假性的擴增。該型清除劑使用簡單，不影響實驗結果，無腐蝕性和致癌性，對皮膚無刺激性，無毒性，是可安全使用的產品。對不銹鋼和銅、鋁等材料也基本無腐蝕。且其作用有效，可以全面解決困擾實驗室的氣溶膠污染問題。

結語
PCR實驗室污染引起的檢測結果假陽性風險極大，因此需要采取積極有效的預防措施。進行PCR操作時，操作人員應該嚴格遵守一些操作規程，降低可能出現的PCR污染或杜絕污染的出現。實驗結束后，對實驗室環境進行清潔，必要時采用核酸清除劑等試劑清除實驗室殘留核酸。熠創鼎惠氣溶膠污染清除儀可有效預防和清除氣溶膠核酸污染，保障實驗室安全。