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市面上常见的全自动核酸提取仪，主要问题是对气溶胶污染的预防措施。经友康对气溶胶散播的大量研究表明，设备运作中交叉污染产生的一大途径就是——样本气泡炸裂或样本剧烈运动产生的气溶胶污染。

气泡爆破后会形成几十到数百个小液滴，小液滴的尺寸从50微米到500微米不等，对应着的体积分布在6.5e^-8mL~6.5e^-5mL之间。对于浓度大于6.5e⁵copies/mL的阳性样本，就存在产生气溶胶污染到其他样本的风险。如果强阳性样本，假设病毒浓度为6.5e⁸copies/mL，则一颗小液滴中含有病毒的数目为1~1000个。对于这种由于起泡炸裂所产生的气溶胶，如果提取的设备没有经过特别的设计去解决，便会在机器内部残留和积累，不可避免的会对后面的提取造成影响，造成阳性样本的交叉污染，严重的会形成阴性样本出现假阳性的结果。

气泡爆炸瞬间形成小液滴过程

一个气泡破裂后形成的210个小液滴分散图

气泡炸裂形成的气溶胶直径分布统计

各种生产商对气溶胶污染展现的态度不一，有的认为防无可防便任之由之；有的停留在浅显的避免手段掩耳盗铃；予独爱友康之全自动样本处理与核酸提取工作站，集各家之长，避各家之短，韬光养晦反复试验后重出江湖，练就天下英雄谁敌手的独家防气溶胶污染健全体系。

今天的实验专题第二弹——气溶胶污染实验，带大家一见分晓。

本设备防气溶胶污染的最核心设计——上吸风的负压环境，是能避免假阳性结果的最大安全感来源。

初代版本我们设计的下吹风的负压环境，为什么现在改为上吸风了呢？

原因是通过大量实验我们发现始终无法避免强浓度样本的交叉污染，通过测试以及我们对负压环境风向的模拟，如图一所示，TIP头运动是在台面上面运行，这样下吹风很容易将气溶胶吹向工作台面，导致样本污染。

鉴于市场上类似设备出现过气溶胶交叉污染事故，友康采用专用仿真软件，经数万次气溶胶风路仿真模拟验证。独创“Deaero”上吸风负压系统，相较B2级生物安全更加有效阻断样本间气溶胶污染造成的“假阳性”。


图一：下吹风模拟图



图二：上吸风风向模拟图

实验设计

1）为考验本提取设备在较为极端的条件下是否会存在交叉污染的情况，采用较多的强阳性样本与阴性样本进行交错摆放，并进行3个批次的重复实验。

2）一批提取48个样本，设置其中27个为含病毒样本，同时设置21个无病毒样本。

3）阳性样本的病毒浓度为10⁸copies/mL，核酸检测 Ct值在18左右。（参考临床实际阳性样本中较高的浓度区间）

4）带有病毒的样本与空样本之间交叉间隔摆放，同时设置阳性样本围绕阴性样本（下表中的阴-6样本）以及阴性样本围绕阳性样本（下表中的2-1样本）的情况，具体摆放顺序如下：

阴性样本与阳性样本具体布局：

实验材料

1：病毒液

配置10⁹copies/mL浓度的阳性病毒液10mL，分装至27个灭活型病毒采样管中（友康生物，只含有采样液，不添加病毒液。）

2：试剂

共需要三种试剂，分别为异丙醇与磁MT0501-7-3产品），每管分装333μL病毒液，进行对应标号1~27；同时准备21个阴性采样管珠的混合液14.88mL（包含14.4mL的异丙醇与480μL的磁珠）、纯化液38.4mL和洗脱液4.8mL。为保证试剂充足，实际添加各试剂量分别为30mL的异丙醇、1mL的磁珠、纯化液100mL和20mL洗脱液。

3：耗材

一轮测试需要耗材：1000uL TIP头：2盒；100mL试剂槽：3个；96深孔板：4个；磁棒套：6个。

准备实验
将提纯的核酸阴性孔体系构建后放入pcr检测仪进行检测，查看检测结果，为方便追溯，体系构建时将深孔板贴膜留存。

实验结果
批次一至批次十检测结果：

实验结论
经连续十批次验证证明，强阳性样本与阴性样本棋盘式交错摆放提取后，阴性样本并未发生气溶胶污染，说明设备有极强的防气溶胶污染能力

参考文献：

J. Fluid Mech. (2012), vol. 696, pp. 5–44. doi:10.1017/jfm.2011.418

J. Tsinghua Univ (Sci＆ Technol), 013,Vol. 53, No.9