ในสาขาชีววิทยาสมัยใหม่และการวิจัยทางการแพทย์ ห้องปฏิบัติการ NGS (การจัดลำดับรุ่นถัดไป) มีบทบาทสำคัญ การออกแบบเลย์เอาต์ที่มีวิทยาศาสตร์และมีเหตุผลของห้องปฏิบัติการ NGS ไม่เพียงแต่สามารถรับประกันความก้าวหน้าของการทดลองอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังรวมถึงความถูกต้องและความเชื่อถือได้ของผลการทดลองด้วย
I. ภาพรวมของห้องปฏิบัติการ NGS
เทคโนโลยี NGS สามารถทำการจัดลำดับ DNA หรือ RNA จำนวนมากได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ และถูกนำมาใช้ในด้านการวินิจฉัยโรค, การวิจัยฟังก์ชันของยีน, การคัดกรองโรคทางพันธุกรรม และอีกหลายด้าน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความไวของการทดลอง NGS ต่อสภาพแวดล้อมและความต้องการที่สูงสำหรับตัวอย่าง การออกแบบเลย์เอาต์ของห้องปฏิบัติการจึงต้องมีการวางแผนอย่างรอบคอบ
II. หลักการออกแบบเลย์เอาต์
(1) การแบ่งเขตที่ชัดเจน
ห้องปฏิบัติการ NGS ควรแบ่งออกเป็นพื้นที่ฟังก์ชันที่แตกต่างกัน โดยหลัก ๆ จะรวมถึงพื้นที่รับตัวอย่าง, พื้นที่เตรียมตัวอย่าง, พื้นที่สร้างห้องสมุด, พื้นที่การจัดลำดับ และพื้นที่วิเคราะห์ข้อมูล แต่ละพื้นที่มีฟังก์ชันและกระบวนการดำเนินงานเฉพาะของตน และการแบ่งเขตที่ชัดเจนสามารถป้องกันการปนเปื้อนข้ามระหว่างขั้นตอนการทดลองที่แตกต่างกันได้ ตัวอย่างเช่น พื้นที่รับตัวอย่างมีหน้าที่หลักในการรับและลงทะเบียนตัวอย่างที่เข้ามา ในขณะที่พื้นที่การจัดลำดับมีหน้าที่เฉพาะในการทำปฏิกิริยาการจัดลำดับ การแยกทางกายภาพระหว่างทั้งสองสามารถป้องกันไม่ให้ตัวอย่างถูกปนเปื้อนในระหว่างขั้นตอนแรกของการประมวลผล ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อผลลัพธ์การจัดลำดับได้
(2) กระบวนการทำงานที่สมเหตุสมผล
ห้องปฏิบัติการควรถูกออกแบบตามกระบวนการทดลอง NGS โดยเริ่มจากการนำตัวอย่างเข้าสู่ห้องปฏิบัติการ พื้นที่ต่าง ๆ ควรถูกจัดเรียงตามลำดับตามกระบวนการของการประมวลผลตัวอย่าง การสร้างห้องสมุด การจัดลำดับ และการวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อให้ตัวอย่างและข้อมูลสามารถเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวและมีความสมเหตุสมผล ซึ่งจะช่วยลดการเคลื่อนที่ไปมา ของบุคลากรในห้องปฏิบัติการในระหว่างกระบวนการปฏิบัติงาน ลดความเสี่ยงของการปนเปื้อน และเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน ตัวอย่างเช่น หลังจากการเตรียมตัวอย่างเสร็จสิ้น ตัวอย่างสามารถถูกส่งไปยังพื้นที่การสร้างห้องสมุดได้โดยตรงผ่านหน้าต่างที่เชื่อมต่อ โดยไม่ต้องผ่านพื้นที่ที่ไม่เกี่ยวข้องอื่น ๆ
(3) การแยกการไหลของบุคลากรและวัสดุ
เพื่อช่วยลดความเป็นไปได้ของการปนเปื้อนให้มากขึ้น เส้นทางการเคลื่อนที่ของบุคลากรและการไหลของวัสดุควรถูกออกแบบแยกจากกัน บุคลากรมีทางเข้าที่เฉพาะเจาะจงเพื่อเข้าสู่แต่ละพื้นที่ทดลอง ในขณะที่ตัวอย่าง สารเคมี และรายการอื่น ๆ จะถูกส่งผ่านช่องทางการไหลของวัสดุที่เป็นอิสระ ในบางพื้นที่สำคัญ เช่น พื้นที่การจัดลำดับ สามารถตั้งห้องกันไว้ได้ และบุคลากรและวัสดุจะเข้าสู่ห้องกันที่แตกต่างกันเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้ามที่ทางเข้า
III. จุดสำคัญในการออกแบบแต่ละพื้นที่ฟังก์ชัน
(1) พื้นที่รับตัวอย่าง
- คุณสมบัติการจัดเลย์เอาต์
- ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
(2) พื้นที่เตรียมตัวอย่าง
- คุณสมบัติการจัดวาง
- ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
(3) พื้นที่การก่อสร้างห้องสมุด
- คุณสมบัติการจัดวาง
- ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
(4) พื้นที่การจัดลำดับ
- คุณสมบัติการจัดเลย์เอาต์
- ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
(5) พื้นที่การวิเคราะห์ข้อมูล
- คุณสมบัติการจัดเลย์เอาต์
- ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
IV. ข้อควรระวังอื่น ๆ
(1) มาตรการควบคุมการปนเปื้อน
นอกจากการออกแบบโซนและการทำงานแล้ว ห้องปฏิบัติการยังควรใช้มาตรการควบคุมการปนเปื้อนที่หลากหลายอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ควรติดตั้งหลอดไฟฆ่าเชื้อด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตในแต่ละพื้นที่เพื่อทำการฆ่าเชื้อในห้องปฏิบัติการเป็นประจำ ในพื้นที่สำคัญ เช่น พื้นที่ก่อสร้างห้องสมุดและพื้นที่การจัดลำดับ ควรใช้ระบบความดันบวกเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศที่ปนเปื้อนจากภายนอกเข้าไป ในขณะเดียวกัน บุคลากรในห้องปฏิบัติการต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการทำงานอย่างเคร่งครัดและสวมใส่เสื้อผ้าป้องกัน หน้ากาก ถุงมือ เป็นต้น
(2) อุปกรณ์การดับเพลิงและความปลอดภัย
ห้องปฏิบัติการ NGS ควรมีอุปกรณ์ดับเพลิงที่ครบถ้วน รวมถึงถังดับเพลิง, หัวจ่ายน้ำดับเพลิง เป็นต้น ในขณะเดียวกัน เนื่องจากลักษณะพิเศษของห้องปฏิบัติการ ควรมีการติดตั้งอุปกรณ์อาบน้ำฉุกเฉินและสถานีล้างตาเพื่อตอบสนองต่อสถานการณ์ฉุกเฉินที่อาจเกิดขึ้น เช่น การกระเด็นของสารเคมี นอกจากนี้ ระบบไฟฟ้าของห้องปฏิบัติการต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยเพื่อป้องกันอัคคีภัยหรือปัญหาด้านความปลอดภัยอื่น ๆ ที่เกิดจากความล้มเหลวทางไฟฟ้า
การออกแบบเลย์เอาต์ของห้องปฏิบัติการ NGS เป็นโครงการที่ซับซ้อนและเป็นระบบซึ่งต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างรอบคอบ เช่น กระบวนการทดลอง การควบคุมการปนเปื้อน และความปลอดภัยของบุคลากร เท่านั้นด้วยการออกแบบอย่างรอบคอบจึงจะสามารถสร้างห้องปฏิบัติการ NGS ที่มีคุณภาพสูงเพื่อสนับสนุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชีวิตและการวินิจฉัยทางการแพทย์ได้