Summary
Ett snabbt kan sättas in, off-grid laboratorium har designats och byggts för avlägsen, resursbegränsade globala inställningar. Funktioner och kritiska aspekter av logistiskt utökad, utbyggbart, multifunktionella laboratorium moduler utforskas. En checklista för ett grundläggande laboratorium arbetsflöde och ett protokoll för en respiratorisk viral diagnostiskt test är utvecklade och presenterade.
Abstract
En uptick i senaste pandemierna (Ebola, Zika, MERS, influensa, etc.) understryker behovet av en mer 'vig,' samordnat svar som behandlar en mängd frågor från transport, tillgång, faciliteter, utrustning och kommunikation till leverantör utbildning. För att bemöta detta behov, har vi utvecklat en innovativ, skalbar, logistik-förbättrade, mobil, laboratorium anläggning för nödsituationer och epidemier i resursbegränsade globala inställningar. Utnyttja en bakgrund i den kliniska verksamheten som en akademisk vårdcentral, vi utformade en snabbt distribuerbara, modulära BSL-2 och BSL-3 anläggning med användarvänlig programvara för spårning och hantering av narkotika och leveranser i avlägsna regioner under epidemier och utbrott. Här presenterar vi våra intermodala, mobil, utbyggbart transportbehållare laboratorium enheter. Utformningen av laboratoriet underlättar off-grid användning genom att minimera strömförbrukningen och tillåta alternativa vattenkällor. Enhetens information communication technology (ICT) plattform ger a användarvänlig surfplatta-baserad dokumentation, (ii) Förbättrad spårning av patienter och leveranser, och (iii) integrerad kommunikation på platsen med inbyggda telehälsa kapacitet. För att säkerställa kvalitet i avlägsna miljöer, har vi utvecklat en checklista för ett grundläggande laboratorium arbetsflöde och ett protokoll för respiratoriska viral diagnos använder omvänd-transkription polymeras-kedjereaktion (RT-PCR). Som beskrivits, tillåter denna innovativa och omfattande strategi för tillhandahållande av laboratoriet kapacitet i begränsade resurser globala miljöer.
Introduction
Snabb diagnostik är en kritiska instrument lägligt viral infektion kontroll, särskilt om tidig symptomatology är omöjlig att skilja till en mängd olika sjukdomar, infektion. Det senaste utbrottet av Ebola (2014-2015) i västra Afrika1,2, Zika virus epidemier (2015-2016) i Asien och Latinamerika3,4, uppkomsten av Middle East Respiratory Syndrome (MERS) coronavirusen infektioner5,6, och de ovanligt dödliga influensan (influensa) epidemierna (2017-2018) i USA7,8 upptäckt behovet av snabbt kan sättas in, Laboratorieresurser som åtgärdar en mängd frågor från transport, tillgång, faciliteter, utrustning och kommunikation.
Off-grid kapacitet (självständiga makt och vattenförsörjning, etc.) är avgörande för landsbygdens, resursbegränsade globala inställningar9,10,11. Vår erfarenhet inom klinisk verksamhet och globala program vid Baylor College of Medicine användes för att konstruera och bygga en container-baserad mobila laboratorium med funktioner för enkel driftsättning, set-up och multifunktionell användning (BSL-2 och BSL-3). Bilder av denna mångsidiga, logistiskt utökad laboratorium anläggning visas i figur 1.
Detta snabbt kan sättas in, laboratorium anläggning har en expanderbar design som liknar den tidigare beskrivna behållare kliniken ('Emergency Smart Pod')12,13,14, utvecklat av Baylor College of Medicine och sponsras av USAID. En packad enhet (i transportläge) har måtten 9 fot 9 tum x 8 fot x 8 fot (figur 1A, B), och expanderar till en yta på 170 kvadratfot (15,75 m2) (figur 1 c, D). Enheten kan distribueras av två till fyra personer i mindre än tio minuter.
Remote laboratoriet är byggd för en BSL-2 lab anläggning (figur 2A) med en separat, modulära, utmätningsbara, BSL-3 enhet (figur 2B) avsedd för arbete med infektiösa agens som kan orsaka allvarliga eller potentiellt dödliga sjukdom genom inandning 15. anslutning av två laboratorium modulerna möjliggör optimering av experimenterande arbetsflöden, delning av resurser och kostnadsbesparingar (Figur 2 C-E).
Modulerna är lufttäta och vattentäta att skapa en bekväm, energi effektiv mobil skydd. Värme, ventilation och luftkonditionering (HVAC) system används för centraliserad och temperaturkontrollerade enheter. I allmänhet minimerar utformningen av laboratoriet enheterna strömförbrukningen genom användning av sina egna alternativa kraftkällor såsom solpaneler och/eller en oberoende elektrisk generator. Varje enhet har ett handfat och ögondusch station, elkraft och vatten anslutningar (Figur 3A-C). ICT-plattformen ger en valfri, tablet-baserade (Android telefon/surfplatta eller iPhone/iPad) dokumentation app för spårning av leverans och laboratorium resultat dokumentation (figur 3D) utvecklade i samarbete med Baylor's Information Technology (IT) forskargrupp som är väl erfarna i att arbeta i avlägsna miljöer med begränsad anslutning. Systemet kan fungera med cellular eller trådlösa signaler, och tillåter dokumentation utan anslutning med omedelbar säkerhetskopiering eller överföring till en säker-cloud baserade server när anslutningen återupprättas.
Laboratoriet har flera nyckel infektion-kontroll funktioner, inklusive: (a) negativa trycket luft flöde, (b) en handskfacket eller biosäkerhet skåp, (c) en hälsa risk management system: ett bakteriedödande ultraviolett (UV-C) belysningssystem som använder 4 hierarkier av försvar som visat att eliminera 99,7% av patogener som orsakar vårdrelaterade infektioner. Anläggningen är enkelt desinficeras med väteperoxid eller natriumhypoklorit (blekmedel) system för effektiv sanering. 16
Försäkran om kvalitet laboratorieresultat beror på ett åtagande att bedöma alla aspekter av helhet diagnostiska testprocessen. Här presenterar vi en checklista för arbetsflödet BSL-2 och BSL-3 laboratorium, och ett protokoll för snabb respiratorisk virus diagnostiskt test. Föreslagna diagnos av virussjukdomar bygger på påvisande av viral RNA eller DNA i prov (nasal tvätta, blod, avföring, och urin, etc.) genom realtid omvänd-transkription polymeras-kedjereaktion (RT-PCR). Förmågan att snabbt uppskatta virusbelastning i prov gör PCR ett effektivt verktyg för virussjukdom som screening17,18. Genomförandet av Roman, molekylär diagnostiska analyser tillåter expansion av diagnostisk kapacitet för virus såsom Ebola19,20,21, influensa8,22och tuberkulos (TB )23.
Målet med detta arbete är att validera en roman modulära och snabbt kan sättas in laboratorium anläggning och ge en utbildning guide för laboratoriepersonal som arbetar i avlägsna, resurssnål miljöer under en epidemi, naturkatastrof eller annan nödhjälp situationen. Här presenterar vi ett protokoll för luftvägarna influensa diagnos i detta innovativa, bärbar laboratorium.
Protocol
1. installation
Obs: Endast 2-4 personer behövs för att distribuera ”Lego-liknande” laboratoriet enheten. Optimalt, 4 individer skulle användas för att distribuera, men det är möjligt med bara 2.
- Utnyttja en gaffeltruck (figur 1A,B) eller annan lämplig lyftanordning att hantera behållaren. Använda en gaffeltruck med minst sju ton lyft kapacitet för att hantera två typer av behållare24.
- Ställ in en laboratorium enhet, väljer du en lapp av ungefärligt 90 x 60 kvadratfot (27,4 x 18,3 m2) på ett platt landskap att säkerställa några hinder hindrar korrekt layout. Se till att webbplatsen har väldränerad jord att säkerställa dränage eftersom detta kan orsaka problem med vatten försvinnande efter regn falla. Använd grunder som tidigare har utjämnats och som är hårt packad jord av en minimal tryckhållfasthet 10 kN/dm2. Området kring bör tillåta åtkomst till utrustning som behövs för lossning enheten från dess överföring enhet och rymma den stöd-utrustningen som är nödvändig att utföra uppgiften.
- Placera enheten eller enheterna i dess 'Transport Mode' i mitten av valda platsen och justera nivån. Varje enhet är utrustad med fyra utjämning knektar att tillåta distribution på en webbplats som har en högsta betyget 6,5% (~ 4 grader). Minsta höjd för behållarna är ~ 6 inches att säkerställa att de golvbrunnar och tömningsrör fungerar korrekt. Omfatta inte jacks mer än 12 inches. Fäst det stöd fästet på armen av jack. Se till att behållaren är nivå genom att placera en bubbla leveler i mitten av varje botten järnväg. Expandera inte enheten tills det har placerats korrekt!
- Expandera enheten genom att öppna paneler för full funktionalitet. Först lokalisera den tvådelade stöd Polen. Anslut stöd stången så att dess höjd är nästan lika hög som behållare enheten. Pole tillåter användaren att öppna panelen och stödja vikten av takpanelen som sida dörrarna öppnas. I området i närheten finns det en säkerhetsklämman som fungerar som en pin att hålla panelerna låst. Ta bort säkerhetsklämman först, och sedan lyfta och dra cam lock pin från hålet. Placera styrstiftet bakom spaken och ur vägen för cam låsarmen ligger på botten (expanderbar) sidorna av behållaren.
- Höj taket Panel 1 med tanke på att denna panel har gas struts och när panelen dörrarna är olåst, stöttor släpper. Detta möjliggör användaren att höja taket (Panel 1) använder den tvådelade stöd Polen. Flytta stöd pole's tips under takpanelen temporärt stödja det (figur 4A).
- Medan hålla upp takpanelen med den stöd-säcken, hitta säkerhetskedjan, ligger på övre delen av behållaren. Med hjälp av 2-3 personer, försiktigt dra ner panelen 2 tills säkerhetskedjan är rak, håller vikten på panelen 2 och engagerat.
- Anslut vinsch rem bältet i lug fästet för hand genom att Linda den runt utsidan av det gas fjäderbenet. Notera om det finns ingen vinsch verktyg, föregående steg kan slutföras manuellt med minst två personer på varje sida av panelen holding och sänka det manuellt.
FÖRSIKTIGHET: Panelen väger 260 lb!
- Se till att inga människor eller objekt i vägen för Panel 2 och använda vinschen och borra, fortsätta att sänka panelen (figur 4B). När panelen 2 sänks helt, koppla vinsch bältet och reel tillbaka till vinschen. Ta bort vinschen och placera den på motsatt sida av behållaren i förberedelse för användning. Båda sidorna av enheten är identiska och följer samma steg ovan för den andra sidan av enheten.
- Till fullständig distribution av den första sidan, nå till panelen (som för närvarande är golvet) och med minst två personer på varje sida, manuellt lyft panelen 3 uppåt på plats som dörren och främre väggen av sida (figur 4 c). De två personerna kommer att förbli för att hålla Panel 3, medan den tredje personen tar bort stöd stången.
Varning: ingen ska vara inuti enheten eller under tak tills den Panel 3 vägg är på plats! - Från insidan av panelen 3, leta upp de två lås och lås dem på plats med hjälp av säkerhet remmen. Kontrollera att de svarta tak panel gummipackningar är utdragna till ansikte insidan av enheterna. Detta måste göras för att förhindra regn och andra vatten tränger in i enheten.
- Lås upp panelen 4 från insidan av behållaren. När olåst, driva ut panelen 4 (figur 4 d) så att det svänger öppna som en dörr. Lås två säkerhet spärrarna inuti väggen. Lås upp panelen 5 och upprepa samma steg för Panel 4. Säkra denna Panel med samma inre säkerhet lås. När hela enheten interiören har låsts, åter åt vantskruven tills golvet och gavlarna är förseglade.
- När båda sidor av behållaren är säkert expanderade, kontrollera uttagen och göra nödvändiga justeringar från skiftande som kan ha inträffat. Kontrollera skydd för att vara nivå varje vecka. Efter extremt väder (regn eller vind) inspektera uttagen på behållare och justera.
- Expandera den andra behållaren om modulerna anslutningsbar laboratoriet planeras för användning (figur 5).
- Anslut enheterna till strömkälla och vattenförsörjning. En detaljerad instruktion för installation av en dieselgenerator kopplad till enheter via en brytare låda kan hittas i den enligt manuell24.
Obs: Remote laboratoriet enheten distribueras nu. Den inre icke-hopfällbar volymen på enheten kan lagra minst utrustning och laboratorium leverans krävs för viss diagnostiska tester. Installation av trycksättningssystem för BSL-3 modul beskrivs i detalj24 och kräver ytterligare kvalitetskontroll. 24
2. checklista för personligt skydd och grundläggande laboratorium arbetsflöde
Obs: Ett fel i någon av allmän säkerhet och laboratorietester kravet faser kan innebära resultaten av hela testprocessen.
- Innan du förbereder att ange installerade laboratorium enhet, se till att alla BSL-2 eller BSL-3 säkerhetskrav redovisas: dressing med rätt personal skyddsutrustning (PPE), handtvätt, handskar och sanera eventuella arbetsytor som är ska användas.
- Följ checklistan i tabell 1 som innehåller säkerhetskrav för personligt skydd under tester i labbet BSL-2 och modulen BSL-3 (monterade handskfacket rum - undertryck och PCR-rum - positiv pressa).
- Dekontaminera alla arbetsutrymme och leveranser i laboratoriet. Om planerar att använda natriumhypokloritlösning (0,5%), även känd som flytande blekmedel, för att dekontaminera arbetsutrymmet och leveranser, använda 70% etanol för att rengöra alla områden som utsätts för att bleka, som blekmedel kan blandas med andra kemikalier i arbetsytan skapa giftiga ångor. Släng alla blekmedel produkter i sina egna utsedda papperskorg.
- Innan du börjar att arbeta i laboratoriet enheten, bli bekant med dess arrangemang och layout. Strikta regler för bearbetning av prover i handskfacket (GB) rum. GB rummet är undertryck! För att driva ett handskfacket, kontrollera med tillverkarens anvisningar. Flera källor ger detaljerade handledningar om handskfacket drift25.
Obs: Syftet med denna analys är att extrahera och rena ribonukleinsyra (RNA) eller deoxiribonukleinsyra (DNA), i förekommande fall, från prover. De extraherade RNA/DNA testas av en real-time RT-PCR att detektera närvaron eller frånvaron av riktade virala patogener - influensa (INF).
3. snabb influensa virus diagnostik av RT-PCR i en BSL-2 laboratorium anläggning
- Ta emot och registrera
- Tillämpa checklistan för personlig skyddsutrustning (se avsnitt 2). INF är en klass 2-agent som kräver BSL-2 praxis. Personlig skyddsutrustning som är lämplig för BSL-2 praxis krävs. Dessutom bära skyddsglasögon och bojad ärm lab rockar att minimera potentiella hudexponering.
- Enligt Världshälsoorganisationen (WHO) rekommendationer26, Använd sterila Dacron eller rayon kompresser med plast skaft för provtagning från luftvägarna.
Obs: Bomull eller kalciumalginat kompresser eller kompresser med träpinnar kan innehålla föreningar som inaktiverar vissa virus och hämmar PCR tester26,27. - Eftersom provet Svabb tas från patienter, transportera dem till laboratoriet anläggningen från fältet eller klinik. Överföra prover via direktfrågan fönstret; detta fönster kan inte öppnas från båda sidor.
- I fönstret pass-through spray rör som innehåller prover med blekmedel för 1 min följt av 70% etanol och torka för att ge tillräcklig sanering innan de ange laboratoriet enheten. Efter nedsänkning lab teknikern inuti enheten öppnas fönstret pass-through och samla in prover från behållaren blekmedel registreras. Vanligtvis är är den person som passerar provet och den person som extrahera provet inte samma.
- Öppna fönstret pass-through och samla in proverna som ska registreras. Torka av alla prover som var desinficeras i blekmedel och etanol. Torka insidan av fönstret pass-through med blekmedel följt av 70% etanol lösningen. Registrera ett prov inom interaktiva tablet-dator eller en laptop. Identifiera ett prov med följande information:
-Samlingen datum
-Debut datum
-Patientens ålder och kön
-Specimen typ (e.g., nasal kompress)
-Unika identitetsbeteckningar
-Annan relevant information - Använda streckkoder för märkning rör. Lägga till streckkod till varje prov tub och fyra tomma rör utsetts till alikvoter. Flytta proven till vent huven. Skanna en streckkod på varje rör och kontrollera att rätt prov identifieringsinformationen visas på Tablet PC-baserade system eller laptop skärmen. Om streckkoder inte finns, använda en alkoholresistent markör. Alltid Markera injektionsflaskan själv, aldrig den gemensamma jordbrukspolitiken som detta kan få bytte under hantering! Slutföra registreringen.
- Provalikvot
- En gång provrör märkts, använda en certifierad klass 2 biosäkerhet skåp att hantera exemplar och göra alikvoter av prover. En alikvot kan användas för omedelbar testning och andra behöll för referens ändamål eller omanalys.
- Som exemplar anländer med nasal provstickan spets i det virala transportmediet, röra upp pinnen spetsen på medellång för 30 s och squeeze det mot sidan av flaskan. Ta sedan bort den från medium och kassera den med ett biologiskt farligt avfall protokoll (lämpligt kassera, autoklav eller hänga i 1: 100 klorlösning).
Obs: Minsta volymen av medium som ska lagras är 0,5 mL. Således kan ett 3 mL prov delas in i sex portioner (delprover). Använd 1 mL cryo-lagring tube för varje prov av 0,5 mL för att ge extra volym för frysta medium. - När du tar delprover, Använd färska sterila eller engångs Pipetter för varje prov och kasta dem i biologiskt farligt avfall behållare för att undvika korskontaminering. Kontrollera varje tube är tätt förslutna och stängd.
- Utnyttja en alikvot per prov för omedelbar utvinning och förvara alla andra portioner i frysen (vid-80 ° C eftersom det är en respiratorisk exemplar) för framtida användning.
- Innan du flyttar till arbetsstationen, ren alla arbetsyta ytor och utrustning med blekmedel följt av 70% etanol lösningen.
- Extraktion och rening
- För att säkerställa kvaliteten på provning, flytta barcoded PCR prov alikvoter från provhantering område till arbetsstationen (BSL-2 säkerhetsskåp) utsetts för utvinning. Denna säkerhet skåp har en separat uppsättning Pipetter för hantering av provet.
- Använd viral RNA mini kit för utvinning av RNA-prover. Följ tillverkarens instruktioner för rening av viralt RNA av spin-protokollet. Förbereda huvudmixen enligt antalet prover som behöver extraheras. Förvara provet och lysis buffert huvudmixen i rumstemperatur.
- Förbereda antalet prover som behöver extraheras. Märka den 1,5 mL mikro-centrifugrör med streckkod nummer eller unika identifierare.
- Pipetten till 560 μl. gäller en ren pipettspetsen. Tillsätt 560 µL av lyseringsbuffert till varje märkta rör. Kassera tip. Applicera en ren pipettspetsen. Lägg till 140 µL av provet. Kassera gamla och tillämpa en ren pipettspetsen. Upprepa med det andra provet. Applicera en ren pipettspetsen. Tillsätt 140 µL buffert i negativ kontrollrör. Stäng varje rör ordentligt.
- Puls-vortex prov alikvotens 1 med lyseringsbuffert för 15 s. Upprepa med prov alikvotens 2 och kontroll röret. Micro-centrifug varje prov för 5 s. Inkubera proverna för 10 min i rumstemperatur.
- Efter 10 min inkubering, åter Centrifugera rören för att ta bort eventuella droppar från insidan av varje tub locket. Lägga till 560 µL etanol lösning till provet. Ändra pipettspetsen. Upprepa med resterande eller ytterligare prover. Stäng varje provrör ordentligt och puls-vortex varje prov för 15 s. Micro-Centrifugera proverna för 5 s.
- Applicera blandningen till kolumnen spin. Få ren 2 mL samling rör. Lägg spin kolumner och märka dem för att matcha proverna. Över 630 µL prov till matchande kolumn, med detta.
- Säkra caps och flytta till centrifugen. Jämnt fördela proverna i centrifug. Centrifugera vid 6000 × g i 1 min att ta bort lyseringsbuffert. Återgå till arbetsstationen. Ersätta samling rör. Lägg de resterande lyseringsbuffert och upprepa detta centrifugering. Kassera de ursprungliga alikvot tuberna.
- Kassera eluatet och tvätta den spin kolumnen med två buffertar. Tillsätt 500 µL av buffert AW1. Upprepa med varje prov. Säkra mössor av varje prov och centrifugera vid 6000 × g i 1 minut. Upprepa med den andra buffert AW2 och centrifugera vid 20 000 × g i 3 min.
- Slutligen eluera RNA genom att lägga till eluering buffert. Placera kolumnen i en ren 1,5 mL tub, öppna kolumnen och tillsätt 60 µL buffert AVE. Inkubera i rumstemperatur i 1 min och centrifugera vid 6000 x g i 1 min. Proverna är nu redo för PCR-analys.
- PCR-amplifiering och upptäckt
- Utföra den PCR-amplifieringen i ett separat område som utsetts för PCR. Genomföra den PCR-amplifieringen av viral målet med hjälp av PCR-protokoll för ett steg förfarande enligt tillverkarens anvisningar. Observera att en master mix görs med hjälp av viral specifika primers, sonder, 2 x RT-PCR buffer och RT-PCR enzym. Lägga till huvudmixen plattor eller rören och sedan lägga till och blanda enskilda prover (se avsnitt 4.4).
- Överföra plattan till PCR-maskinen och köra enligt villkor som viral mål förstärkning. När prover lastas på PCR-instrumentet tar det cirka 90 minuter att slutföra körningen.
- Underhåll efter utrustning användning
- Utför regelbunden och periodiska underhåll efter utrustning användning enligt tabell 2.
4. snabb influensa virus diagnostik av RT-PCR i en BSL-3 laboratorium anläggning
Obs: BSL-3 villkor, experimentell protokollet förblir detsamma, men säkerhetsåtgärder tar företräde framför allt annat. Före inträdet flygplats BSL-3 laboratoriet, titta igenom det transparenta fönstret vara säker på att undertryck har fastställts i enheten handskfacket. Det blir uppenbart att undertryck har fastställts när en rosa boll i en vägg är synlig.
- Ta emot och registrera
- När undertryck har fastställts, öppna dörren och ange enhet. Omedelbart tvätta händerna och fortsätt sedan med den personliga Skyddsutrustningen. Tillämpa checklistan för PPE och arbetsflöde BSL-3 (se avsnitt 2).
- Fortsätt att sätta på PPE i följande ordning: under handskar, klänning, skoskydd, mask, ansiktsskydd, andra par handskar. Klädd i en full klänning som skyddar hela kroppen rekommenderas.
- Slå på maskinen och låt trycket i handskfacket att stabilisera. Använda en blekmedel spray lösning för att sanera alla områden och leveranser som ska användas i och utanför handskfacket. Avyttra avfallsprodukter blekmedel i en enda behållare för blekmedel. Använda 70% etanol lösningen att rensa bort eventuella områden för blekmedel har använts.
- Överföra provet via fönstret pass-through.
Obs: Före tappas vid passera genom fönstret, desinficera rör som innehåller prover av dränka i badkar hypoklorit för 1-2 min. särskilt, spraya prover med ett blekmedel lösning och lämna ensam i minst 1 minut och pass-through innan du får dem Aggregatets BSL-3. Den person som passerar provet från utsidan och den person som mottar, bör extrahera provet inuti BSL-3 laboratorium inte vara samma. - Får proverna aggregatets BSL-3 och rengöra dem innan du går vidare till registrering och märkning steg.
- Registrera ett prov med interaktiva tablett-baserade systemet eller en bärbar dator. Identifiera ett prov med följande information (se avsnitt 3.1.5).
- Använda streckkoder för märkning rör. Om streckkoder inte finns, använda en alkoholresistent markör.
Obs: Markera alltid flaskan själv, aldrig den gemensamma jordbrukspolitiken som detta kan få bytte under hantering!
- Provalikvot
- När prover är registrerade och rören har märkts, placera proverna i certifierade handskfacket via luften låsta facket att hämta proverna från innanför handskfacket. Stäng luckan. Öppna sedan den andra luckan genom handskfacket att hämta proverna. Öppna inte båda dörrarna på en gång. Öppna och stäng varje dörr i två olika steg för säkerhetsåtgärder. Slå på UV-C ljus.
- När prover har säkert flyttats till handskfacket interiör, Följ stegen som beskrivs tidigare för att skapa prov alikvoter i ett handskfacket. En alikvot av prov kan användas för omedelbar testning och andra behöll för referens ändamål eller omanalys. Exemplaren anländer med nasal provstickan spets i det virala transportmediet. Ta prover och sätta en injektionsflaska. Rör pinnen spetsen i mediet för 30 s och pressa det mot sidan av flaskan före att ta bort den från medlet och kasserar det utnyttjar ett biologiskt farligt avfall protokoll (lämpligt kassera, autoklav eller hänga i 1: 100 klorlösning).
Obs: Minsta volymen av medium som ska lagras är 0,5 mL, Använd 1 mL injektionsflaskor för detta ändamål. Således kan ett 3 mL prov delas in i sex portioner (delprover). - Använd färska sterila eller engångs Pipetter för varje prov och kassera dem som biologiskt farligt avfall. När prover är aliquoted, flytta proven i lufttäta behållare. Stäng injektionsflaskor med skydd och ta ur handskfacket.
- I handskfacket, nära biohazard avfall väska och förbereda en ny avfall väska att undvika korskontaminering. Sanera arbetsytan handskfacket tillämpar blekmedel för 5 min och 70% etanol lösning efteråt.
- Utnyttja en alikvot per prov för omedelbar analys och lagra andra i frys vid-80 ° C eftersom det är en respiratorisk förlaga. Efter sanering behålla en alikvot för testning, flytta alla prover ur handskfacket för lagring i-80 ° C frys.
- Extraktion och rening
- Efter sanering, flytta de barcoded prov alikvoter behövs för PCR-analys från den provhantering område tillbaka in i handskfacket.
- I handskfacket, utföra alla Lys steg för extraktionsmetod. Använd viral RNA mini kit för utvinning av RNA prover enligt tillverkarens anvisningar. Följ instruktionerna för rening av viralt RNA av spin-protokollet i tillverkarens instruktioner.
- Förbereda antalet prover som behöver extraheras. Märka den 1,5 mL micro centrifugrör med streckkod nummer eller unika identifierare.
- Lägga till 560 µL av lyseringsbuffert 140 µL prov och puls vortex. Inkubera i 10 minuter vid rumstemperatur.
Obs: Inaktivering förfarandet kan variera beroende på vilken typ av BSL-3 patogen som är extraheras och i vissa fall ytterligare inaktivering kan behövas. - Efter Lys steget, tätt försegla taken på varje prov och placera i tryckluft låst passagen (om centrifug placeras utanför handskfacket). Över lyserat proverna till biosäkerhet skåp för återstoden av förfarandet.
Obs: Förfarandet för extraktion och rening av RNA kan slutföras i handskfacket eller i ett handskfacket som följt av biosäkerhet skåp beroende på BSL-3 patogen och protokoll som krävs. - Se till att dekontaminera arbetsutrymmet och leveranser i handskfacket igen använda blekmedel och 70% etanol lösningen att rengöra alla områden utsätts tidigare för att bleka.
- Följ stegen i avsnitt 3.3.6 - 3.3.10 för tvätt och rening av RNA.
- Efter extraktion, överföra proverna till fönstret pass-through för PCR-analys.
- Efter att prover har tagits bort och överförts, sanera arbetsytan laboratorium utanför handskfacket, enligt avsnitt 2.
- Innan du tar bort PPE vänta tills luftcirkulation i enheten har säkert nått rätt antal filtrering cykler innan du börjar att ta bort den personliga Skyddsutrustningen. Omedelbart efter att ta bort och kassera all personlig skyddsutrustning i PPE avfallsbehållare, Fortsätt till handtvätt i laboratoriet med tvål och vatten innan du avslutar enheten, enligt avsnitt 2.
- PCR-amplifiering och upptäckt
Obs: Den PCR-amplifieringen utförs i ett separat område utsetts för PCR och ansluten med handskfacket området via direktfrågan fönster. På arbetsplatsen och leveranser måste saneras innan ett test.- Ta bort de extraherade RNA-proverna från fönstret pass-through.
- Utföra den PCR-amplifieringen av viral målet med one-step PCR-protokoll. Förbereda en master mix med viral specifika primers, sonder, 2 x RT-PCR buffer och RT-PCR enzym. Använda ett 1,5 mL rör med följande komponent för varje riktad analys: vatten, primers och sonder, 2 x buffert och RT-PCR enzym. Vortex och spin huvudmixen.
- Alikvot huvudmixen in i varje remsa rören. Returnera PCR kit till lagring på den rekommendera temperaturen när huvudmixen har förberetts.
- Lägga till de enskilda proverna till varje remsa rören med hjälp av en separat spets mellan varje remsa rör. Snurra den prov plåt eller rör vid 1500 rpm för 1 min. Proverna är redo att lastas på realtids PCR-apparaten.
- Överföra plattan med prover till PCR-instrumentet och köra maskinen enligt villkoren viral mål förstärkning. Det tar cirka 90 minuter att slutföra en springa.
- Innan samla resultaten och lämnar laboratoriet, ta bort PPE och adekvat sanera varje arbetsstation och förberedelse för nästa diagnostiska test, enligt avsnitt 2.
- Underhåll efter utrustning användning
- Utför regelbunden och periodiska underhåll efter utrustning användning enligt tabell 2.
Obs: Övergripande diagnostiska handläggningstiden är cirka 4 timmar. Utvinning tid och PCR-ställer in tiden kan variera beroende på antalet prover, och det diagnostiska testet kan ta 4-5 timmar eller mer, på motsvarande sätt.
- Utför regelbunden och periodiska underhåll efter utrustning användning enligt tabell 2.
Representative Results
Målet med denna studie är att påvisa att de föreslagna BSL-2 och BSL-3 mobila laboratorium lokalerna ger en lämplig miljö som möjliggör respiratorisk virus diagnostiska tester med representativa resultat identisk med tester utförda i hög kvalitet stationära laboratorier. Laboratorieresurser är utformade för att uppfylla kraven i arbetsmiljö och säkerhet (OHS) rekommendationer. Så snart remote laboratorium anläggningen är distribuerade (figur 4) och all utrustning och förnödenheter är installerade (figur 5), laboratorietester kan köras.
I enlighet med laboratorium lämpliga operativa förfaranden, PPE (lab rockar, skyddsskor, handskar, avancerad mask, skyddsglasögon, etc.) för BSL-2 praxis krävs. För BSL-3 praxis, är modulen PCR laboratorium av undertryck utrustad med en certifierad handskfacket. Laboratoriet enheterna uppgraderas av extern vidarekoppling windows att skydda personal vid steg prov ta emot. Registreringen kan förenklas med tidigare utvecklade tablett-baserat program (figur 3D). Andra godtagbara program som körs på en bärbar dator kan användas också.
Detta särskilt respiratorisk virus diagnostiska test kan utföras i modulerna anslutna laboratorium till separata steg av diagnostiska förfarandet med flit för att undvika kontaminering eller potentiella störningar mellan biokemiska reagens, som kan påverka den testresultat. För att maximera kvaliteten på diagnos, använder snabb diagnostiskt test praxis a både grundläggande laboratoriet BSL-2 och traverse ansluten PCR-rummet (avsnitt 3) eller (ii) GB och PCR rum som förbinds med pass-through fönster (avsnitt 4). Diagrammet av föreslagna laboratorium arbetsflödet presenteras på Bild 6 och betonar personligt skydd. Diagrammet inser vikten av att varje angivna steg för skydd av personal, särskilt om laboratoriepersonal i avlägsna områden är minimalt utbildade.
Den snabba diagnostiska testen av influensa sker via RT-PCR-tekniken. Förfarandet innehåller fyra huvudsteg. Observera att enskilda arbetsytor tilldelas för varje etapp i protokollet.
Det första steget är att få ett prov och dela upp det i flera portioner. Alikvoter kan sedan märkas med streckkoder att förbättra effektiviteten i datakontroll och förvaras i frysen för vidare utredning. Det andra steget är att inaktivera ett prov i lyseringsbuffert genom centrifugering och värme. De första och andra steg måste utföras i biosäkerhet skåp. Utnyttja enskilda pipett-apparater och utrustning. En PCR-testet föreslås att utföras på PCR-rummet, om tillgängligt. Det tredje steget är dokumentationen av resultaten. Steg fyra är underhållet efter utrustning användning och påminnelse om personal skydd vid slutet av experimentet.
Om preparatet förväntas klassas som BSL-3 + (e.g.,Ebola, Zika, MERS, TB) handskfacket anläggningen måste användas. I remote laboratorium har GB rummet eget pass-through fönster få exemplar och en bärbar dator eller surfplatta för provet registrering. Det provet alikvotens och virus inaktivering måste alla utföras i handskfacket kammaren. UV-C belysning rekommenderas att undvika kontaminering under förfarandet. Efter inaktivering av ett prov, ytterligare stegen för protokollet är liknande till den grundläggande laboratorium BSL-2 och BSL-3 test och följer checklista del III (tabell 1, figur 6).
Figur 1. Laboratorium anläggning prototyp. (A, B) Transportsätt; (C) distribuerad läge: utanför; (D) distribuerad läge: interiör. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 . Scheman. (A), grundläggande laboratoriet BSL-2; (B) The BSL-3 modul innehåller handskfacket och PCR-laboratorier, som har en gemensam pass-through fönster för skyddade preparatet överföring; (C) anslutna Laboratorieresurser (A) och (B) med delade verktyg. (D,E) Fotografier av de anslutna enheterna från motsatta sidor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3. (A) interiören i anläggningen BSL-3 har (1) ett pass-through fönster, handfat och (2) en ögondusch station vid inloppet till; (B) kontaktdon, (C) vatten kopplingar; (D), Tablet PC-baserad programvara för leverans spårning och laboratorium resultat dokumentationer. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 . Distribution av anläggningen laboratorium. Instruktion för paneler utspelar sig på ena sidan av enheten som illustreras (A-D). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5 . Scheman över anslutningsbar laboratoriet: (A) BSL-2 modul 1; (B) handskfacket och PCR-modul 2. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6 . Flödesschema för en respiratorisk virus diagnostiskt RT-PCR test i remote laboratorium anläggningen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Remote laboratorium BSL-2 | Remote laboratorium BSL-3 |
| Del I | Del I |
| i. lab tech in genom dörren märkt entré och sätta på labbrock, som hänger på rack bredvid entrédörren. Öppna skor är förbjudna, avancerad mask och skyddsglasögon uppmuntras. | i. lab tech att titta in i handskfacket fönster från utanför enheten att försäkra undertryck är aktiverad. (Rosa bollen ska synas i enheten för att visa det negativa trycket fungerar). |
| II. Lab tech att tvätta händerna i diskbänken, sätta på engångshandskar och börjar med intag av prover. | II. om undertrycket fungerar fotolabb tech att ange bara bakvägen och sätta på labbrock, som hänger på rack bredvid entrédörren. Öppna skor är förbjudna, avancerad mask och skyddsglasögon är önskvärt. |
| III. prover som var doppad i hypoklorit bad före tappats på pass-through fönster sitter i passerar för lab tech. | III. Lab tech att tvätta händerna i diskbänken, sätta på engångshandskar, personlig skyddsutrustning och börja med intag av prover. |
| IV. fick prov reception. | IV. prover som tidigare var doppad i hypoklorit bad före tappas vid passera genom fönstret sitter i passerar för lab tech. |
| Del II | v. fick prov reception. |
| v. beroende på diagnostisk procedur, exemplar flyttade till biosäkerhet skåp och inaktiverat. | Del II |
| Vi. exemplar prepped för mikroskopi, centrifug eller ruttnar. | Vi. exemplar inaktiverat i handskfacket. |
| VII. lämpliga diagnostiska tester körs. | VII. exemplar avrättades för nukleinsyra isolering. |
| VIII. Förvara exemplar på 4° C kyl eller lämplig frys. | VIII. efter utvinning flyttade exemplar till pass-through fönster. |
| Del III | IX. Lab tech kommer in genom entrén i PCR-sida av enhet (övertryck). |
| IX. Använd diskbänk för färgning & tvättning av objekt. | x. Lab tech att sätta på labbrock från rack bredvid ingången, tvätta händerna i diskbänken, sätta på handskar. |
| x. Använd laptop & counterpace för att utföra analyser och dokumentation. | XI. får prover från handskfacket rum pass-through fönster. |
| XI. sterilisera utrustning genom att köra autoklav. | XII. om nödvändiga prover prepped i laminärt flöde skåp. |
| XII. Kassera biologiskt farligt avfall i biohazard avfallsbehållare. | XIII. lämpliga diagnostiktester körs. |
| XIII. tvätta händerna i diskhon. | XIV. Förvara exemplar på 4° C kyl eller lämplig frys. |
| XIV. Häng labbrock tillbaka upp på rack. | Del III |
| XV. avsluta genom samma dörr. | XV. Använd diskbänk för färgning & tvättning av objekt. |
| XVI. använda laptop & counterpace för att utföra analyser och dokumentation. | |
| XVII. överför injektionsflaskor i direktförautentisering fönster till PCR-rum och sterilisera utrustning genom att köra autoklav. | |
| XVIII. Kassera biologiskt farligt avfall i biohazard avfallsbehållare. | |
| XIX. tvätta händerna i diskhon. | |
| xx. avsluta genom samma entrédörr. |
Tabell 1. Checklista för PCR-diagnostik arbetsflödet.
| Underhåll och kalibrering | ||
| Realtids PCR system | Månatliga | Gör bakgrunden kalibreringar varje månad |
| 18 månader | Utföra bakgrund, rumsliga och färga kalibreringar var 18: e månad | |
| Centrifug | 1 år | Kalibrera för varv per minut och temperatur genom extern eller intern kalibreringstjänster |
| Handskfacket | Dagliga | Inspektera visuellt element, särskilt för skador på de exponerade ytorna av HEPA filter, handskar, o-ringar och slangar. Se till att kanalen klämmor är tight och på plats. Utföra läckagetest trycket. Testa tryck larmet. |
| 6 månader | Ändra HEPA-filtret | |
| 1 år | Kalibrera systemet | |
| Autoklav | Varje vecka | Rengöra vattenbehållaren och rack med en mild icke-slipande rengöringsmedel |
| 3 månader | Kalibrera timer och mätare | |
| 1 år eller varje 50 cykler | Kontrollera, rengör noggrant, testa och kalibrera | |
| Kylskåp och Freeezer | 6 månader | Kontrollera fläkt motor, förångare spolar, dammsugning kondenserande spolar och kondensor filter och Byt batterier som behövs |
| 1 år | Kalibrera frys genom intern eller extern kalibreringstjänster | |
Tabell 2. Realtids PCR utrustning underhåll.
| Obligatoriska | Rekommenderat |
| Labbrock, skyddsskor, handskar | Labbrock, skyddsskor, handskar, masker, glasögon |
| Kylskåp 4 ° C, frys-20 ° C | Kylskåp 4 ° C, frys-20 ° C, frys-80 ° C |
| En uppsättning automatiserade pipetter | Tre uppsättningar av automatiska pipetter |
| Centrifug, shaker, termocykler | Robotsystem |
| RT-PCR-maskin, isbad | RT-PCR med temperaturkontroll, isfria kylare |
| Biohazard Avfallspåsar | Autoklav att kassera biologiskt avfall |
Tabell 3. Minimikrav för RT-PCR respiratoriska virus diagnostiska test BSL-2.
Discussion
Remote laboratorium anläggningen ovan är logistiskt-orienterade, utbyggbart, snabbt kan sättas in, multifunktionella och baserat på mänskliga-centered designkoncept som har varit inriktat på att skydda laboratorium personal och arbetsytan effektivitet. Det detaljerade protokollet för snabb laboratorium set-up och säker respiratorisk virusisolering och diagnos var utvecklade och presenterade.
För optimal utrustning fungera, följande villkor måste upprätthållas i laboratorium enheter: omgivningstemperatur av 21 ± 2 ° C, tillåtna temperaturen för 5 till 40 ° C, luftfuktighet på 14 ± 5% RH, tillåten högsta relativa luftfuktighet på 80% RH (icke-kondenserande), och en höjd mellan 0 och 2 000 m över havet.
Energiförbrukningen är en av de viktigaste parametrarna för förvaltning av ett fristående laboratorium. För core laboratorieutrustning, kan den förmåga effektiviteten variera 15-40%. dock uppskattas genomsnittliga energiförbrukning här leverera en lämplig tjänst. Den högsta makt ränta (1.500-2.000 W) avser luftkonditioneringen, handskfack systemet, PCR-maskinen och autoklav sterilizer. Med tanke på 8 timmar av intensivt arbete utför de protokoll och 16 timmars laboratorium miljö kontroll, är den dagliga energiförbrukningen laboratorium enheter ungefär 36 kWh/dag för BSL-2, ca 43 kWh/dag för BSL-3 och 73 kWh/dag för den anslutna BSL-2/BSL-3 + faciliteter. För en enda enhet, rekommenderar vi att ge en källa till elektrisk ström med kapacitet på löpning/kontinuerlig effekt ≥8 kW, surge/start power ≥10 kW. för anslutna anläggningen, löpning/kontinuerlig effekt ≥ 12 kW, och våg/börjar driva ≥14 kW. Observera att i BSL-3 laboratorium anläggningen, en backup energikälla är starkt rekommenderat att undvika oavsiktlig strömavbrott och garantera stadig arbetet i handskfacket och undertryck systemet under ett diagnostiskt test.
En bensin drivs elektrisk generator är en kostnadseffektiv lösning för akut energiförsörjning. Anta att en bensin generator bränsleeffektivitet är cirka 1,5 gallon per timme vid 100% belastning. Då, om den genomsnittliga dagliga energiförbrukningen är 8 timmar 40% belastning och 16 timmars 10% belastning, laboratoriet enheten BSL-2 eller BSL-3 kräver 7-9 gallons bränsle per dag, på motsvarande sätt och anslutna anläggningen behöver ~ 15 gal/dag.
Remote laboratorium enheter är utformade för att passa funktionerna i off-grid solcellssystem. Solpaneler kräver inte ytterligare bränsle och kan drivas med hög produktivitet i de tropiska och subtropiska regionerna i Afrika, Asien och Latinamerika på grund av den höga solinstrålning. För närvarande, tillåter en enhet av ett kommersiellt tillgängliga solpanel system en daglig energiförbrukning på upp till 44 kWh/dag.
Oavsett den valda typen av alternativ elektriska energikälla, är smutsig El filter starkt rekommenderat och förinstallerad i laboratoriet anläggningar att förbättra kvalitet och skydda laboratorieutrustning. Håll PCR systemet borta från stark och oskärmade elektromagnetisk strålning eftersom stark elektromagnetisk strålning kan störa den korrekt driften av enheten. Det är också viktigt Använd inte PCR systemet nära starka vibrationer källor, till exempel en centrifug eller pump eftersom överdriven vibration kommer att påverka instrumentet prestanda. Laboratorieutrustning kan endast installeras i en miljö som har oledande föroreningar, såsom dammpartiklar eller flis. Se till att rummet är borta från alla ventiler som kunde utvisa partikelformiga material på komponenterna som instrumentet.
Användning av laboratoriet vatten beror på antalet diagnostiska tester körs dagligen och antal laboratorietekniker som arbetar i anläggningen. Nuclease gratis vatten krävs för beredning av blandare under diagnostiska förfarandet inklusive extraktion och PCR-testet och måste levereras i förväg som andra förnödenheter och kemikalier. Minst 50 mL nuclease gratis vatten behövs för att köra ett diagnostiskt test; volymen som krävs av nuclease gratis vatten beror på arbetsbelastningen (dvs på antal prover). Destillerat vatten behövs för att köra autoklav sterilizer. Autoklav vattenförbrukningen i en cykel är 160-180 mL; autoklaven rekommenderas för daglig användning. De flesta av plast (rör, pipettspetsar, etc.) är disponibel, men vissa är återanvändbara och behöver tvättas (stora behållare, rack, etc.). Regelbundna rinnande vatten används för att tvätta händerna mellan förfaranden och dess minimala volym beräknas uppgå till 15-20 L dagligen. Vattnet behöver pumpas för tryck; sediment förfilter system rekommenderas att skydda vatten apparater från de skadliga effekterna av sediment och förbättra kvaliteten på rinnande vatten.
För kyllagring, minst en 5.1 kubikfot kyl (+ 4 ° C) och en 4,9 kubikfot (-20 ° C till-30 ° C) frys krävs i varje laboratorium enhet att lagra prover / RNA.
Laboratoriet sanering omfattar flera nivåer: rengöring > antisepsis > desinfektion > sterilisering. Enkel rengöring kan utföras med tvål och vatten medan skrubbning med en behandskade hand eller borste. Antiseptisk innehåller tvätt med flytande antimikrobiella kemiska för att hämma tillväxt och förökning av bakterier. Alkohol lösningar (70%) kan användas som en antiseptisk vätska. Desinfektion är tillämpningen av en flytande kemisk att eliminera nästan alla patogena mikroorganismer (utom bakteriesporer) på arbetsytor och utrustning. Kemisk exponeringstid, temperatur och koncentration av desinfektionsmedel är viktiga. Natriumhypokloritlösning (0,5%), eller blekmedel, är ett effektivt desinfektionsmedel i stor skala för surface rening och vatten rening. Bakteriedödande ultraviolett bestrålning är en annan metod för desinfektion. En bakteriedödande lampa ger UV-C ljus och leder till inaktivering av bakterier och virus. Sterilisering sysselsätter en fysikalisk eller kemisk förfarande att förstöra alla mikrobiellt liv--inklusive högresistent bakteriesporer. Sterilisering kan utföras med en autoklav sterilizer.
Alla laboratorieavfall måste hållas åtskilda vid tidpunkten för generation. Plats fast, icke-sharp, smittförande avfall i täta Avfallspåsar markeras som biohazard. Om genererat avfall är skarp, måste den placeras i sticksäker behållare. Samla potentiellt infektiösa flytande avfall i korrekt märkta biohazard behållare för vätskor. Behållare och väskor ska inte fyllas mer än 2/3 volymen. Destruktion av alla blekmedel måste sorteras in i sina egna utsedda papperskorg. Laboratorieavfall måste hanteras varsamt för att undvika generera vätskeaerosoler och brott på väskor/behållare. Collection väskor/lagerplatser med biohazard avfall måste vara förseglade och yttre ytor dekontamineras efter användning med 0,5-procentig natriumhypokloritlösning. Sterilisera alla laboratorieavfall i autoklav vid 121 ° C i 30 minuter före förbränning. Finns fungerande manual för korrekt användning av en autoklav. Lägg om möjligt till en kemisk eller biologisk indikator i autoklav att säkerställa korrekt sterilisering. Alla Ånghärdad fast och flytande avfall måste märkas tydligt som steriliseras med inställningen, datum, tid och operatör. Märkt avfallet måste då placeras i ett säkert, separat område före förbränning.
Som förväntat, beror arbetsflöde för diagnostiska test på sjukdomen och preparatet. Om det rekommenderas att samla in blodprov (t.ex. Ebola19) virusidentifiering av, kan provet alikvoter lagras vid-20 ° C istället för-80 ° C (nödvändigt för respiratoriska virus). Det är alltid bättre att ta mer än ett exemplar när provtagning från patient än att indela exemplaren senare. För varje typ av preparatet måste om möjligt minst två prover tas i separata prov rör. Prover måste delas om ytterligare provtagning inte är möjligt.
Om alternativa exemplar inte kan förvaras vid temperaturer (t.ex. ingen Frys finns tillgängliga), kompresser bör förvaras i ren (100%) etanol eller 99% denaturerad sprit (metanol tillsatser bara). I det här fallet måste provstickan spetsen sättas i en injektionsflaska med 1-2 mL etanol. Observera att sådana exemplar är lämplig endast för PCR. Också, Observera att en väletablerad analys är nödvändig för varje särskilt virus diagnos8,23, och okända virus prover måste skickas till tilldelade laboratorier för ytterligare utredningar19,20, 21.
Obligatoriska och rekommenderade krav till listan av laboratorieutrustning för respiratorisk virus diagnostiska PCR-test måste erkännas. Tabell 3 understryker grundläggande och minimalt avancerade (rekommenderas) utrustning och krav för RT-PCR diagnostiska provet. För BSL-3 praxis är extra undertryck skydd (t.ex. handskfacket) personal viktigt och nödvändigt.
Modulerna anslutna laboratorium är att föredra att öka antalet anställda involverade i laboratorietester och påskynda den tid som krävs för ett enda test. Ersätta den tidskrävande manuella RNA-extraktionen är möjligt med automatiserade qPCR (t.ex. QiaCube). Medan detta instrument är besvärligt (bredd 65 cm, längd 62 cm, höjd 86 cm), det kan passa arbetsytan mobila laboratorium efter omflyttning av möbler i BSL-2 eller BSL-3 enheter.
Framtida arbete kommer att inriktas på utveckling av augmented reality (AR) och virtual reality (VR) träningar. De AR/VR-glasögon används för att tillhandahålla en interaktiv plattform för att lära ut nödvändiga kunskaper som behövs för att bli en välutbildad laboratorium arbetare. Tips för att utföra vissa av de svåra, utgångsämnet förfarandena i diagnostiska laboratorietester kommer att ingå i guiden programvara. Detta förhållningssätt till utbildning av personal bör förbättra kvaliteten på diagnostiskt testprestanda och hantering i remote laboratorium, särskilt remote och resursbegränsade områden.
Disclosures
Baylor College of Medicine har en US provisorisk patentansökan för mobila kliniker (US Patent ansökan nr 15/523,126, nr 620078924). Författarna förklarar att de har inga konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Innehållet i denna artikel återspeglar inte nödvändigtvis åsikter eller politik av den oss Department of Health and Human Services eller institutioner anslutna med författarna. Denna forskning stöds av Paul G. Allen Family Foundation ”Enhanced Zero-Impact, Emergency Smart Pod”. Vi uppskattar alla givande diskussioner och samarbete med kollegor från Baylor College of Medicine, GSS hälsa, NASA: s Johnson Space Center. Vi är uppriktigt tacksamma till Thermo Fisher Scientifics och dess representanter för ett lån på RT-PCR-maskinen, centrifug och automatiska Pipetter för att genomföra en respiratorisk virus diagnostiska test i remote laboratorium anläggningen. Författarna är tacksam till Marta Storl-Desmond och Sidney Stephen Sorrell för deras hjälp i manuskriptet förberedelse och videography.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Autoclave Sterilizer 'BioClave' | Benchmark Scientific, Edison, NJ, USA | B4000-16 | 16 liter, Benchtop, Dims: 22x17.5x15.7 in, Fully automatic, Extremely Compact |
| Barcode Scanner | Zebra Technologies ZIH Corp., Lincolnshire, IL, USA | Symbol LS2208 | Handheld, lightweight |
| Breaker Box Panelboard Enclosure | Square D (Schneider Electric), France | MH62WP | NEMA 3R/5/12, Dims: 20 W x 62 H x 6-1/2 in. D, Electrical distribution board |
| Centrifuge - Microcentrifuge 17,000 x g | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 75002440 | Holds 24 x1.5 or 2 ml tubes, Dims: 8.9x9.6x13.8 in |
| Class II Biological Safety Cabinet | NuAire, Inc., Plymouth, MN, USA | NU-602-400 | 4 Ft. Class II Type A2 Cage Changing Biological Safety Cabinet, 12" Access Opening, HEPEX Pressure Duct |
| Class III Biological Safety Cabinet (Glove box) | Germfree Laboratories, Ormond Beach, FL, USA | Model #PGB-36, Serial #C-2937 | Glove box, Portable, 36", Class III BSC. Dims: 36x20x23.75 in, Includes 2 interior outlets |
| Cryo Coolers | VWR, Radnor, PA, USA | 414004-286 | 0.5 or 1.5 ml tube benchtop coolers |
| Freezer (30°C freezer) | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | Model ULT430A | To occupy 4.9 Cubic feet |
| Laminar Flow Cabinet | NuAire, Inc., Plymouth, MN, USA | NU-126-300 | 3 Ft. Vertical Laminar Airflow Cabinet, 8" Access Opening, HEPA filter supply, 99.99% |
| Mini Centrifuge | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 75004061 | Dims: 4.1x5.0x6.0 in |
| Pipettes automated | VWR, Radnor, PA, USA | 05-403-151 | Pipet 4-pack (2.5,10, 100 and 1,000μL volume) |
| Pipettes automated 'Finnpipette' | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 4700880 | Pipet 4-pack (2, 20, 200 and 1,000μL volume), Advanced Volume Gearing(AVG), Ultra durable |
| Power Generator | Cummins Power Generation, Minneapolis, MN, USA | C60 D6 | 60 kW, 60 Hz, 1 Phase, 120/240V, Diesel |
| Refrigerator | BioMedical Solutions, Inc., Stafford, TX, USA | BSI-HC-UCFS-0504W | Standard Undercounter Refrigerators & Freezers |
| Refrigerator | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 05LRAETSA | To occupy 5.1 Cubic feet |
| RT-PCR machine 'Step-one plus' | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 4376598 | Holds 96 samples, Dims: 9.7x16.8x20.2 in |
| Vortex Mix | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 88880017TS | Dims: 6.1x8.3x3.3 in |
| Chemicals | |||
| AgPath-ID One-Step RT-PCR Reagents | Applied Biosystems, Foster City, CA, USA | 4387391 | |
| Ethanol Koptec Pure 200 Proof | Decon Labs, Inc., King of Prussia, PA, USA | V1001 | |
| Nuclease-free Water | Ambion, Inc., Carlsbad, CA, USA | AM9906 | |
| QIAamp Viral RNA Mini Kit | Qiagen, Hilden, Germany | 52906 | |
| SuperScript III Platinum One-Step qRT- PCR Kit | Invitrogen, Carlsbad, CA, USA | 11732-088 | |
| Disposable | |||
| 1 mL cryogenic tubes | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 03-337-7X | |
| 1.5 mL tubes | VWR, Radnor, PA, USA | 10025-726 | |
| 10 µL Filter Tips | Neptune, VWR, Radnor, PA, USA | Neptune, BT10XLS3 | |
| 20 µL Filter Tips | Multimax, BioExpress, VWR, Radnor, PA, USA | MultiMax, P-3243-30X | |
| 200 µL Filter Tips | ART, Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | ART, 2770 | |
| 1000 µL Filter Tips | Phenix Research Products, Candler, NC, USA | TS-059BR | |
| AB custom probes | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | N/A | Custom probes |
| Combitips | Eppendorf, Hauppauge, NY, USA | 89232-972 | |
| Integrated DNA Technology (IDT) custom probes and primer | IDT | N/A | Custom probes |
| MicroAmp Fast Optical 96-Well Reaction Plate | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 490003-978 CS | |
| MicroAmp Fast Reaction Tubes (8 tubes/strip) | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 4358293 | |
| MicroAmp Optical 8-Cap Strip | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 4323032 | |
| MicroAmp Optical Adhesive Film | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, CA, USA | 4311971 | |
| Supplies | |||
| Biohazard waste bags | VWR, Radnor, PA, USA | 14220-046 | 20.3 x 30.5 cm Biohazard bags |
| Gloves | Denville Scientific, Holliston, MA, USA | G4162-250 | Small, meduim or large Nitrile or latex gloves |
| Lab coat | N/A | N/A | Customizable |
| Masks | VWR, Radnor, PA, USA | 414004-663 | Advanced protection mask |
| Protective shoes | N/A | N/A | Customizable |
References
- World Health Organization (WHO) Ebola Response Team. Ebola virus disease in West Africa - the first 9 months of the epidemic and forward projections. New England Journal of Medicine. 371 (2), 1481-1495 (2014).
- World Health Organization (WHO). Media Center: Ebola Virus Disease Fact Sheet No. 103. , http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs103/en/ (2014).
- Fauci, A. S., Morens, D. M. Zika Virus in the Americas - yet another arbovirus threat. New England Journal of Medicine. 374 (7), 601-604 (2016).
- Campos, G. S., Bandeira, A. C., Sardi, S. I. Zika virus outbreak, Bahia, Brazil. Emerging Infectious Diseases. 21 (10), 1885-1886 (2015).
- Aly, M., Elrobh, M., Alzayer, M., Aljuhani, S., Balkhy, H. Occurrence of the Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) across the Gulf Corporation Council countries: Four years update. PLoS ONE. 12 (10), e0183850 (2017).
- World Health Organization (WHO). Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) - Oman. Media Center: Disease outbreak news. Mar 18. , http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs103/en (2018).
- Ducharme, J., Johnson, D. This flu map shows how the biggest influenza outbreak in years spread across the U.S. Time, Time Health: Public Health. , http://time.com/5108077/2018/ (2018).
- Gaglani, M., et al. Influenza vaccine effectiveness against 2009 pandemic influenza A(H1N1) virus differed by vaccine type during 2013-2014 in the United States. Journal of Infectious Diseases. 213 (10), 1546-1556 (2016).
- Gates, B. The next epidemic - lessons from Ebola. New England Journal of Medicine. 372 (15), 1381-1384 (2015).
- Mills, A. Health care systems in low- and middle-income countries. New England Journal of Medicine. 370 (15), 552-557 (2014).
- Wölfel, R., et al. Mobile diagnostics in outbreak response, not only for Ebola: a blueprint for a modular and robust field laboratory. Euro Surveillance. 20 (44), 30055 (2015).
- Connelly, S. Through innovation, education and collaboration, Baylor Global Initiatives seeks to transform health and patient care worldwide. TMC Pulse, Global Perspective. , http://www.tmcnews.org/2015/03/global-perspective/ (2015).
- Hersh, D. USAID funds Ebola 'smart pod' project. Federal Times. , https://www.federaltimes.com/govcon/2015/02/20/usaid-funds-ebola-smart-pod-project/ (2015).
- Waite, A. Emergency Smart Pods - Transforming Containers into Modern Medical Clinics. DipNote, U.S. Department of State Official Blog. , https://blogs.state.gov/stories/2018/04/02/en/emergency-smart-pods-transforming-containers-modern-medical-clinics (2018).
- Guide to US Department of Health and Human Services Regulations. , https://www.hhs.gov/ (2015).
- Center for Disease Control and Prevention (CDC). Website: Clean up after a Disaster. , https://www.cdc.gov/disasters/cleanup/index.html (2017).
- Flannery, B., et al. Enhanced genetic characterization of influenza A(H3N2) viruses and vaccine effectiveness by genetic group, 2014-2015. Journal of Infectious Diseases. 214 (7), 1010-1019 (2016).
- Spencer, S., et al. Factors associated with real-time RT-PCR cycle threshold values among medically attended influenza episodes. Journal of Medical Virology. 88 (4), 719-723 (2016).
- Cherpillod, P., et al. Ebola virus disease diagnosis by real-time RT-PCR: A comparative study of 11 different procedures. Journal of Clinical Virology. 77, 9-14 (2016).
- Dedkov, V. G., et al. Development and evaluation of a real-time RT-PCR assay for the detection of Ebola virus (Zaire) during an Ebola outbreak in Guinea in 2014-2015. Journal of Virological Methods. 228, 26-30 (2016).
- Cnops, L., et al. Developement, integration of a quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction diagnostic test for Ebola virus on a molecular diagnostics platform. Journal of Infectious Diseases. 214 (3), S192 (2016).
- Keitel, W. A., et al. Rapid research response to the 2009 A(H1N1)pdm09 influenza pandemic (Revised). BMC Research Notes. 6, 177 (2013).
- Parsons, L. M., et al. Laboratory diagnosis of tuberculosis in resource-poor countries: challenges and opportunities. Clinical Microbiology Reviews. 24 (6), 314-350 (2011).
- Expandable Bicon Shelter. Commercial Manual. Sea Box. , Lab EPN-0019618, Glove EPN-0018924 (2019).
- Lab Safety. Operating the Glovebox. JoVE Science Education Database. , Cambridge, MA. (2018).
- World Health Organization (WHO). Collecting, preserving and shipping specimens for the diagnosis of avian influenza A(H5N1) virus infection. , http://www.who.int/ihr/publications/CDS_EPR_ARO_2006_1.pdf. (2006).
- Lorenz, T. C. Polymerase Chain Reaction: Basic Protocol Plus Troubleshooting and Optimization Strategies. Journal of Visualized Experiments. (63), e3998 (2012).
