Tủ thao tác PCR là gì và vì sao phòng xét nghiệm cần nó?

Tủ thao tác PCR là buồng kín có dòng khí sạch và đèn UV, dùng riêng cho khâu chuẩn bị phản ứng khuếch đại DNA. Nhiệm vụ của nó là giữ cho ống phản ứng mới không dính DNA còn sót của mẻ trước. Thiếu buồng này, phòng xét nghiệm dễ trả về kết quả dương tính giả.

Tủ thao tác PCR là gì?

Đây là buồng thao tác một mặt hở, có quạt thổi khí qua màng lọc HEPA xuống mặt bàn, kèm đèn UV bước sóng 253,7nm và cửa kính nâng hạ được.

Máy phục vụ một khâu duy nhất trong quy trình sinh học phân tử: pha hỗn hợp phản ứng và chia vào ống. Khâu này đòi hỏi vùng làm việc chưa từng gặp sản phẩm khuếch đại.

Buồng bảo vệ mẫu, không bảo vệ người. Dòng khí sau khi quét mặt bàn thoát ra phía trước, tức phía người thao tác, nên máy không dùng cho mẫu chứa tác nhân gây bệnh.

Vì sao một mẫu âm tính vẫn cho tín hiệu dương

Nguyên nhân gần như luôn là DNA của mẻ chạy trước lọt vào ống phản ứng mới.

Mỗi phản ứng nhân đoạn đích lên hàng tỷ bản sao. Mở nắp ống sau khi chạy xong sẽ bắn ra lớp khí dung rất mịn mang theo các bản sao đó. Chúng bám vào găng tay, thân pipet, mặt bàn, rồi trôi theo bụi trong phòng.

Lần chạy kế tiếp, chỉ cần vài bản sao rơi vào ống là phản ứng có mồi để nhân lên. Kết quả trả về dương tính trong khi mẫu bệnh nhân hoàn toàn âm tính. Đây là kiểu sai số không lộ ra ở chứng nội, vì phản ứng vẫn chạy trơn tru.

Y văn đã ghi nhận mức độ của vấn đề từ lâu. Một tổng quan trên European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases dẫn lại các đợt kiểm tra chất lượng đa trung tâm với tỷ lệ dương tính giả rất cao. Tác giả xếp việc tách vật lý các khu làm việc vào nhóm biện pháp bắt buộc.

Màng lọc HEPA giữ vùng pha phản ứng sạch bụi

Màng lọc làm nhiệm vụ chặn đường đi trong không khí của các hạt mang DNA.

Quạt kéo khí phòng qua tiền lọc rồi qua màng HEPA cấp H14, sau đó thổi thành lớp đều từ trần buồng xuống mặt bàn. Lớp khí này đẩy hạt bụi ra khỏi vùng pha trước khi chúng kịp rơi vào ống đang mở nắp. Vùng thao tác nhờ vậy đạt Class 100 (không quá 100 hạt kích thước từ 0,5µm trong mỗi foot khối không khí).

Cần phân biệt rõ hai vai trò. Màng lọc giữ hạt lại chứ không phá được DNA bám trên bề mặt buồng. Việc đó thuộc về đèn UV và dung dịch lau.

Đèn UV phá DNA tồn dư giữa hai lượt chạy

Tia cực tím bước sóng 253,7nm làm hỏng cấu trúc đoạn DNA nằm trên bề mặt, khiến đoạn đó không còn nhân bản được nữa.

Kỹ thuật viên hạ hết cửa kính, đặt hẹn giờ rồi rời buồng. Khóa liên động chỉ cho đèn sáng khi cửa đã hạ, vì tia này gây bỏng giác mạc và bỏng da. Bộ hẹn giờ trên các model phổ thông chỉnh được trong khoảng từ 0 đến 90 phút.

Đèn UV có ba giới hạn cần biết. Tia chỉ tác dụng lên phần bề mặt nó chiếu thẳng tới, nên vùng khuất sau giá đầu côn vẫn còn DNA. Cường độ bóng giảm dần theo số giờ đã chiếu, mà bóng cũ trông vẫn sáng bình thường. Lớp bụi hoặc vết dung dịch khô cũng che chắn cho DNA nằm bên dưới.

Vì vậy chiếu UV bổ sung cho việc lau bằng dung dịch chuyên dụng chứ không thay thế. Hãy lau sạch mặt bàn cuối ca rồi mới bật đèn theo giờ đã đặt.

Ba khu tách biệt và một chiều đi lại cố định

Buồng thao tác chỉ phát huy tác dụng khi phòng đã chia khu và giữ đúng chiều di chuyển.

Một chiều đi lại cố định nghĩa là người và vật tư trong một ca chỉ đi từ khu sạch sang khu bẩn. Quay ngược giữa ca là cách phổ biến nhất để mang bản sao về đúng nơi cần sạch nhất.

Phòng chỉ trang bị được một buồng thì đặt cho khu chuẩn bị phản ứng, mắt xích duy nhất chưa từng gặp sản phẩm khuếch đại.

Bốn tiêu chí chọn buồng thao tác PCR

Bốn tiêu chí dưới đây quyết định máy có dùng được lâu dài trong phòng của bạn hay không.

Bề ngang buồng theo số người thao tác. Một kỹ thuật viên làm việc gọn trong cỡ nhỏ. Hai người pha song song cần bề ngang đủ để khuỷu tay không chạm nhau. Ca đông còn phải chừa chỗ cho giá đầu côn và khay đá.

Bộ hẹn giờ đèn UV và khóa liên động. Không có hẹn giờ thì việc chiếu phụ thuộc trí nhớ của người trực. Không có khóa liên động thì sớm muộn cũng có người mở cửa lúc đèn đang sáng.

Vật liệu buồng. Mặt bàn thép không gỉ 304 và thành buồng sơn tĩnh điện chịu được dung dịch tẩy DNA dùng hằng ngày. Bề mặt nhựa rẻ tiền sẽ rạn và ngả màu sau vài tháng lau hóa chất.

Cửa kính và nguồn điện. Kính cường lực chắn tia UV cho người đứng ngoài nhìn vào, và máy cần ổ cắm riêng có tiếp địa.

Ba model Biobase PCR-800, PCR-1200 và PCR-1500 phủ ba mức bề ngang buồng nói trên. Xem thông số từng cỡ và mức giá từ 47.000.000đ tại trang tủ thao tác PCR hãng Biobase.

Buồng PCR không thay được tủ an toàn sinh học

Hai loại máy giải quyết hai vấn đề ngược nhau, và nhầm lẫn giữa chúng gây rủi ro thật cho người thao tác.

Buồng PCR giữ cho mẫu sạch. Khí sau khi quét mặt bàn thoát ra phía trước và trở về phòng. Mẫu chứa vi khuẩn hay vi rút gây bệnh vì thế phải xử lý trong tủ an toàn sinh học, loại máy có đường khí thải đi qua màng lọc trước khi rời buồng.

Chiều ngược lại, việc nuôi cấy mô hay pha môi trường không cần buồng PCR. Nhóm việc đó thuộc về tủ cấy vô trùng (tủ thổi khí sạch). Cả ba nhóm máy nằm trong danh mục thiết bị phòng thí nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

Tủ thao tác PCR dùng để làm gì?

Buồng dùng cho khâu chuẩn bị phản ứng khuếch đại DNA. Dòng khí sạch qua màng lọc HEPA giữ bụi ra khỏi vùng pha, còn đèn UV phá DNA còn bám lại giữa hai lượt chạy.

Vì sao phòng xét nghiệm PCR cần buồng riêng?

Vì sản phẩm khuếch đại của mẻ trước bay lơ lửng rồi rơi vào ống phản ứng mới. Một bản sao lọt vào cũng đủ làm mẫu âm tính lên tín hiệu dương.

Đèn UV trong buồng PCR có diệt được DNA không?

Đèn phá cấu trúc của đoạn DNA nằm trên bề mặt nó chiếu tới, khiến đoạn đó không nhân bản được nữa. Vùng bị che khuất không được xử lý, nên vẫn phải lau hóa chất.

Tủ thao tác PCR có thay được tủ an toàn sinh học không?

Không. Buồng PCR bảo vệ mẫu chứ không bảo vệ người đứng máy. Mẫu chứa tác nhân gây bệnh phải thao tác trong tủ an toàn sinh học có đường khí thải riêng.

Chọn bề ngang buồng PCR theo tiêu chí nào?

Theo số người thao tác cùng lúc và theo dụng cụ phải đặt trong buồng. Một người dùng cỡ nhỏ, hai người pha song song cần cỡ vừa, ca đông cần cỡ lớn.

Kết luận và tư vấn chọn máy

Buồng thao tác PCR là thiết bị bắt buộc với phòng chạy phản ứng khuếch đại, nhưng nó chỉ giữ được một mắt xích.

Hãy dựng quy trình ba khu và chiều đi lại một chiều trước, rồi mới chọn cỡ buồng theo số người thao tác. Mua máy mà giữ nguyên cách bố trí cũ thì dương tính giả vẫn quay lại.

Đội ngũ tư vấn thiết bị y tế Huê Lợi Medical khảo sát mặt bằng và đề xuất cỡ buồng trước khi báo giá. Công ty phục vụ 34/34 tỉnh thành theo phương châm Sản Phẩm Phù Hợp – Giải Pháp Tối Ưu. Quý khách gọi 0942.337.117, máy phụ 0981.455.977, hoặc gửi thư về thietbiytehueloi@gmail.com. Giờ làm việc 8h00–17h30 tất cả các ngày, kể cả chủ nhật.

Về tác giả và đội ngũ biên soạn

Bài viết do Đội ngũ tư vấn thiết bị y tế Huê Lợi Medical biên soạn. Đội ngũ gồm bác sĩ, dược sĩ và kỹ sư kỹ thuật y sinh, làm việc trực tiếp với hồ sơ kỹ thuật của hãng và với các phòng xét nghiệm đã lắp đặt thiết bị. Công ty TNHH Thiết bị Y tế Huê Lợi đủ điều kiện mua bán thiết bị y tế loại B, C, D — Số công bố 220001844/PCBMB-HN (Sở Y tế Hà Nội).

Tài liệu tham khảo

• Borst A, Box ATA, Fluit AC. False-positive results and contamination in nucleic acid amplification assays. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2004;23(4):289–299. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
• Aslanzadeh J. Preventing PCR amplification carryover contamination in a clinical laboratory. Ann Clin Lab Sci. 2004;34(4):389–396. annclinlabsci.org
• Mifflin TE. Setting up a PCR laboratory. PMID 21390771. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
• US CDC – NIH. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories (BMBL), 6th Edition, 2020. cdc.gov
• Biobase Biodustry (Shandong) Co., Ltd. – tài liệu kỹ thuật thiết bị phòng thí nghiệm. biobase.cc

Nguồn thông số kỹ thuật: theo tài liệu hãng Biobase.

Nội dung trình bày kiến thức về thiết bị và quy trình, không thay thế hướng dẫn của thầy thuốc.