PCR實驗室原則上分為四個單獨的工作區域：試劑準備區、標本制備區、擴增區、產物分析區。為避免交叉污染，進入各個工作區域必須嚴格遵循單一方向進行，從試劑準備區→標本制備區→擴增區→產物分析區單向流動。

    實驗室空調通風系統設計及壓力控制是PCR實驗室的重中之重，雖然PCR實驗室沒有嚴格的空氣潔凈度要求，但是為避免各個功能區之間交叉污染的可能性，應采用送風、全送全排的氣流組織形式，并保證各功能區的壓力梯度要求。各功能區的壓力梯度要求如下：

    試劑準備區主要進行的操作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應混合液的制備。試劑和用于樣品制作的材料應直接運送至該區，不得經過其他區域。試劑原材料必須貯存在本區內，并在本區內制備成所需的貯存試劑。

    標本制備區主要進行的操作為樣本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴增反應管和測定DNA的合成。本區的壓力梯度要求為：相對于鄰近區域為正壓，以避免從鄰近區進入本區的氣溶膠污染。另外，由于在加樣操作中可能會發生氣溶膠所致的污染，所以應避免在本區內不必要的走動。

    擴增區，已制備的DNA模板 (來自樣本制備區)的加入和主反應混合液(來自試劑制備區)制備成反應混合液等也可在本區內進行。本區的壓力梯度要求為：相對于鄰近區域為負壓，以避免氣溶膠從本區漏出。為避免氣溶膠所致的污染，應盡量減少在本區內的不必要的走動。個別操作如加樣等應在超凈臺內進行。

    產物分析區主要進行的操作為擴增片段的測定。本區是主要的擴增產物污染來源，因此對本區的壓力梯度的要求為：相對于鄰近區域為負壓，以避免擴增產物從本區擴散至其它區域。

    PCR實驗室的核心問題是如何避免污染，由于一旦發生污染，實驗就必須停止，直到找到污染源為止，而且實驗結果必須作廢，需重新進行實驗。所以發生污染后再圍繞實驗室來尋找污染源不但耗時而且繁瑣，浪費人力物力。PCR實驗室常見有擴增產物的污染；天然基因組DNA的污染；試劑的污染以及標本間的污染等。因此要避免污染，事前預防是關鍵。

    專業的設計是避免污染的源頭，先應做到各個功能區域科學合理布置；各個功能區域要有明顯的標記(如醒目的門牌或不同的地面顏色等)，以避免各個不同實驗區域設備物品、試劑等發生混淆。

    其次應具備合理的空調通風系統設置，盡量采用送風、全送全排的空調系統；嚴格的壓力梯度控制、緩沖、門開啟關閉互鎖，以確保“不串風”。

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