T/CSES 148-2024 水生生物环境DNA 实验室建设技术要求
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资料介绍
ICS13.020.01
CCS Z00/09
团 体 标 准
T/CSES148—2024
水生生物环境DNA 实验室建设技术要求
Technicalrequirementsfortheconstructionofaquaticorganismenvironmental
DNAlaboratory
2024-07-10发布2024-07-10实施
中国环境科学学会发布
目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
引言………………………………………………………………………………………………………… Ⅳ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 总体原则………………………………………………………………………………………………… 2
5 分区设置要求…………………………………………………………………………………………… 2
6 实验室操作要求………………………………………………………………………………………… 3
7 房屋配件、实验室辅助设施基本要求…………………………………………………………………… 4
附录A (资料性) 环境DNA实验室典型布局图……………………………………………………… 5
参考文献……………………………………………………………………………………………………… 7
Ⅰ
T/CSES148—2024
前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请 注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国环境监测总站提出。
本文件由中国环境科学学会归口。
本文件起草单位:中国环境监测总站、南京师范大学、南京大学、南京易基诺环保科技有限公司、
生态环境部南京环境科学研究所、江苏省环境监测中心、河南省济源生态环境监测中心。
本文件主要起草人:王延军、姚志鹏、杨江华、陈亚男、孙晶莹、张效伟、王志浩、刘允、陈鑫、母亚雯、
谢玉为、沈嘉豪、张宗可、王亮、刘清旺、何宇慧、仲雨晴、张丽、马钰莹。
Ⅲ
T/CSES148—2024
引 言
环境DNA 技术广泛应用于水生生物监测,该技术能够实现水生态系统中浮游植物、浮游动物、水
生维管植物、大型底栖无脊椎动物和鱼类等水生生物的精准监测。环境DNA 实验室建设的规范化可
为环境DNA 水生生物监测方法的标准化提供良好的条件与保障。
为促进环境DNA 技术的标准化以及在我国生物多样性监测体系中的应用推广,规范水生生物环
境DNA 实验室建设,制定本文件。
Ⅳ
T/CSES148—2024
水生生物环境DNA 实验室建设技术要求
1 范围
本文件确立了环境DNA 实验室建设的总体原则,规定了实验室分区、实验室操作、房屋配件、实验
室辅助设施等方面的技术要求。
本文件适用于环境DNA 实验室的新建、改建和扩建的设计、建设,包括但不限于环境监测中心、高
校和第三方检测机构等。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T6682—2008 分析实验室用水规格和试验方法
GB/T15481—2000 检测和校准实验室能力的通用要求
GB/T19495.2—2004 转基因产品检测 实验室技术要求
GB/T19489—2008 实验室 生物安全通用要求
GB/T32146.1—2015 检验检测实验室设计与建设技术要求 第1部分:通用要求
T/CSES80—2023 淡水生物DNA 条形码构建技术规程
T/CSES81—2023 淡水生物监测 环境DNA 宏条形码法
T/CSES82—2023 基于环境DNA 的淡水生物评价技术指南
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
水生生物 aquaticorganism
生活史的全部或部分生活在各类水体中的动植物。
3.2
环境DNA environmentalDNA;eDNA
环境介质(水、土壤、沉积物、周丛生物、生物膜、空气等)或从水体中初步富集或分选的混合生物组
织中赋存的脱氧核糖核酸(DNA)。
[来源:T/CSES81—2023,3.2,有修改]
3.3
环境DNA 实验室 environmentalDNAlaboratory
可从各类环境介质中分离、纯化生物遗传物质,并利用高通量测序、定量PCR、数字PCR等技术实
现物种定性和DNA 定量检测的实验室。
1
T/CSES148—2024
4 总体原则
4.1 基本原则
4.1.1 环境DNA 实验室建设宜符合GB/T32146.1—2015规定的规划设计和系统设计要求。
4.1.2 环境DNA 实验室宜设功能分区,每周使用1.5%次氯酸钠对工作环境消毒,包括地面、台面、设
备等。
4.1.3 工作区域温度、相对湿度及洁净度等级要求宜符合GB50346—2011中规定的一级实验室技术
指标。
4.1.4 实验室工作人员宜自觉遵守实验室规章制度,在各分区进行试验操作时要做好个人防护(穿戴
隔离衣、口罩、手套、护目镜等)。
4.2 通用原则
环境DNA 实验室的功能布局、分区隔离、空调通风系统、气流控制等宜以避免DNA 污染为首要
原则。
a) 实验室宜以室为单元,进行布局规划和功能分区,一般包括以下单元:试剂制备和储存室、前处
理室、DNA 提取纯化室、核酸检测室、质量控制室和数据分析室。受条件限制的实验室,试剂
制备和储存室可与其他具备类似功能的实验室共用。环境DNA 实验室的典型布局图见附
录A。
b) 试剂制备和储存室、DNA 提取纯化室、核酸检测室和质量控制室宜具备移液、涡旋振荡、瞬时
离心功能。移液器需包含1μL~10μL、1μL~20μL、20μL~200μL和100μL~1000μL
的规格,根据需求选配0.1μL~2.5μL、1μL~100μL或其他规格移液器。涡旋振荡速度通常
不小于1000r/min,瞬时离心速度不小于1000r/min。
c) 遵守单向工作流程:前处理室→DNA 提取纯化室→核酸检测室。
d) 有条件的实验室宜在各工作区域设置缓冲间。
5 分区设置要求
5.1 试剂制备和储存室
应具备纯水制备、冷冻/冷藏储存、称量、磁力搅拌、制冰和水浴等功能。纯水应符合GB/T6682—
2008中一级水制备的规定,去离子水的电阻应达到18.2Ω。冷冻储存需具备-20℃条件,冷藏储存需
具备4℃条件。称量精度为万分之一。磁力搅拌转速应不小于2000r/min。制冰机出冰速度应不低
于30kg/d。水浴温度最大允许误差为±0.5℃。
面积应不小于5m2。
5.2 前处理室
应具备样品储存、水样过滤、冻干、称量、组织处理和烘干等功能。样品储存需满足4 ℃和-20 ℃
储存条件。不同类型样品应设置不同操作区,如环境水样处理区,土壤、沉积物样品处理区,生物组织样
品处理区等。水样过滤功能需适配一体化环境DNA 过滤器,负压应达到-0.9kPa以下,宜具备废液
直排功能。土壤、粪便、沉积物冷冻干燥的温度应不高于-40 ℃,干燥过程中的升华温度应不高于
60℃。称量功能应符合5.1要求。烘箱温控范围应满足室温到300 ℃,温度控制精度最大允许误差
为±0.5℃,烘箱容积不小于100L。
2
T/CSES148—2024
面积应不小于5m2。需负压,应安装排风系统,如万向排风罩。
5.3 DNA 提取纯化室
应具备均质破碎、水浴、离心、涡旋振荡、DNA 储存等功能。有条件的实验室,可设环境介质处理区
和生物组织处理区。均质破碎应满足一体化环境DNA 过滤器和普通滤膜的均质,均质速度不小于
6m/s。可选水浴、气浴和金属浴等进行孵育,温度控制精度最大允许误差为±0.5℃,孵育容积不小于
3L。离心速度不小于3500r/min。DNA 短期储存应满足-20℃条件,如需长期储存应满足-80 ℃
条件。
面 积应不小于8m2。需负压,宜安装排风系统,如万向排风罩。
5.4 核酸检测室
应具备PCR扩增、核酸高通量测序、核酸定量检测等功能。宜根据功能设试验分区,包括扩增区、
检测区。应配备PCR扩增仪、高通量测序仪、荧光定量PCR仪、数字PCR仪等。PCR扩增温控精度最
大允许误差为±0.1℃。高通量测序仪读长不小于200bp,Q30(碱基质量值为99.9%)以上数据占比不
少于80%。
面积应不小于10m2。需负压,宜安装排风系统,如万向排风罩。精密设备宜避免集中摆放,防止
强烈震动干扰。
5.5 质量控制室
应具备凝胶电泳、胶图扫描、混库、核酸浓度测定等功能。胶块制备通常使用微波快速加热,电泳电
压应满足100V~220V 范围调节,胶图拍照分辨率不低于1080p。1μL混库体系移液精度最大允许
误差为±10%,10μL混库体系移液精度最大允许误差为±2%。宜配备荧光检测仪或微量分光光度
计,荧光检测仪检出线不高于0.01ng/μL,微量分光光度计应含230nm、260nm、280nm 检测波长。
面积应不小于4m2。需负压,宜安装排风系统,如万向排风罩。必要时,可配置可移动紫外消毒
设备。
5.6 数据分析室
应具备高通量测序数据分析、数据存储、数据备份等功能。数据分析服务器运行内存不小于
32G,硬盘容量不小于10T。服务器上需安装专业化的数据分析软件系统,并配备本土物种数据库。
测序数据应至少备份1份。数据分析过程应注意数据安全。
面积应不小于4m2。必要时配备空调以控制环境温度、湿度条件,以满足服务器稳定工作的环境
条件。宜配备UPS不间断电源,以应对突发断电应急情况。
5.7 其他分区
除主要功能区外,环境DNA 实验室需配备消洗室、更衣室等。消洗室应具备试剂耗材灭菌、除酶、
生物样品灭菌处理等功能,安排在有上下水的角落位置,但不宜与高温室或较强电磁干扰的房间相邻。
更衣室用于更换试验服、鞋子以及存放个人物品等。
6 实验室操作要求
6.1 试验操作人员应通过环境DNA 技术试验技能培训。非实验室工作人员未经允许不得进入实
验室。
6.2 试验操作使用的试剂、耗材应无菌、无酶,试剂的选购、验收、储存应符合GB/T15481—2000的
3
T/CSES148—2024
规定。
6.3 各试验区域宜有专用的仪器设备,避免混用。
6.4 应按照T/CSES80—2023、T/CSES81—2023和T/CSES82—2023试验操作程序开展试验,特别
注意防止样品交叉污染。试验前后操作台面消毒、废弃物处理等,按照GB/T19495.2—2004的相关规
定执行。
6.5 操作过程涉及微生物安全的内容,按GB19489—2008的规定执行。
7 房屋配件、实验室辅助设施基本要求
7.1 房屋配件、实验室辅助设施(门、窗、地面、墙面、顶棚、走道、试验台和物品)的建设,应符合
GB/T32146.1—2015中8.1规定的要求。
7.2 有条件的实验室宜设置缓冲区,缓冲区的压力为负压(或上设抽风装置),与其相连的工作间为正
压,工作区与缓冲区之间宜安装磁性连锁装置。缓冲区的面积不能大于实验室房间面积的1/8,通常设
置于清洁区与污染区之间,保证有效隔离。无条件设置缓冲区的实验室,按照GB/T19489—2008规定
的一级生物安全实验室要求执行。
7.3 每个实验室工作区域的顶部应安装紫外灯,紫外灯波长、数量和长度标准按照GB/T19495.2—
2004实施。易污染区域可设置移动紫外消毒车。
4
T/CSES148—2024
附 录 A
(资料性)
环境DNA 实验室典型布局图
A.1 环境DNA 实验室典型布局图1
A.2 环境DNA 实验室典型布局图2
5
T/CSES148—2024
A.3 环境DNA 实验室典型布局图3
A.4 环境DNA 实验室典型布局图4
6
T/CSES148—2024
参 考 文 献
[1] GB50346—2011 生物安全实验室建筑技术规范
7
T/CSES148—2024
CCS Z00/09
团 体 标 准
T/CSES148—2024
水生生物环境DNA 实验室建设技术要求
Technicalrequirementsfortheconstructionofaquaticorganismenvironmental
DNAlaboratory
2024-07-10发布2024-07-10实施
中国环境科学学会发布
目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
引言………………………………………………………………………………………………………… Ⅳ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 总体原则………………………………………………………………………………………………… 2
5 分区设置要求…………………………………………………………………………………………… 2
6 实验室操作要求………………………………………………………………………………………… 3
7 房屋配件、实验室辅助设施基本要求…………………………………………………………………… 4
附录A (资料性) 环境DNA实验室典型布局图……………………………………………………… 5
参考文献……………………………………………………………………………………………………… 7
Ⅰ
T/CSES148—2024
前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请 注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国环境监测总站提出。
本文件由中国环境科学学会归口。
本文件起草单位:中国环境监测总站、南京师范大学、南京大学、南京易基诺环保科技有限公司、
生态环境部南京环境科学研究所、江苏省环境监测中心、河南省济源生态环境监测中心。
本文件主要起草人:王延军、姚志鹏、杨江华、陈亚男、孙晶莹、张效伟、王志浩、刘允、陈鑫、母亚雯、
谢玉为、沈嘉豪、张宗可、王亮、刘清旺、何宇慧、仲雨晴、张丽、马钰莹。
Ⅲ
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引 言
环境DNA 技术广泛应用于水生生物监测,该技术能够实现水生态系统中浮游植物、浮游动物、水
生维管植物、大型底栖无脊椎动物和鱼类等水生生物的精准监测。环境DNA 实验室建设的规范化可
为环境DNA 水生生物监测方法的标准化提供良好的条件与保障。
为促进环境DNA 技术的标准化以及在我国生物多样性监测体系中的应用推广,规范水生生物环
境DNA 实验室建设,制定本文件。
Ⅳ
T/CSES148—2024
水生生物环境DNA 实验室建设技术要求
1 范围
本文件确立了环境DNA 实验室建设的总体原则,规定了实验室分区、实验室操作、房屋配件、实验
室辅助设施等方面的技术要求。
本文件适用于环境DNA 实验室的新建、改建和扩建的设计、建设,包括但不限于环境监测中心、高
校和第三方检测机构等。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T6682—2008 分析实验室用水规格和试验方法
GB/T15481—2000 检测和校准实验室能力的通用要求
GB/T19495.2—2004 转基因产品检测 实验室技术要求
GB/T19489—2008 实验室 生物安全通用要求
GB/T32146.1—2015 检验检测实验室设计与建设技术要求 第1部分:通用要求
T/CSES80—2023 淡水生物DNA 条形码构建技术规程
T/CSES81—2023 淡水生物监测 环境DNA 宏条形码法
T/CSES82—2023 基于环境DNA 的淡水生物评价技术指南
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
水生生物 aquaticorganism
生活史的全部或部分生活在各类水体中的动植物。
3.2
环境DNA environmentalDNA;eDNA
环境介质(水、土壤、沉积物、周丛生物、生物膜、空气等)或从水体中初步富集或分选的混合生物组
织中赋存的脱氧核糖核酸(DNA)。
[来源:T/CSES81—2023,3.2,有修改]
3.3
环境DNA 实验室 environmentalDNAlaboratory
可从各类环境介质中分离、纯化生物遗传物质,并利用高通量测序、定量PCR、数字PCR等技术实
现物种定性和DNA 定量检测的实验室。
1
T/CSES148—2024
4 总体原则
4.1 基本原则
4.1.1 环境DNA 实验室建设宜符合GB/T32146.1—2015规定的规划设计和系统设计要求。
4.1.2 环境DNA 实验室宜设功能分区,每周使用1.5%次氯酸钠对工作环境消毒,包括地面、台面、设
备等。
4.1.3 工作区域温度、相对湿度及洁净度等级要求宜符合GB50346—2011中规定的一级实验室技术
指标。
4.1.4 实验室工作人员宜自觉遵守实验室规章制度,在各分区进行试验操作时要做好个人防护(穿戴
隔离衣、口罩、手套、护目镜等)。
4.2 通用原则
环境DNA 实验室的功能布局、分区隔离、空调通风系统、气流控制等宜以避免DNA 污染为首要
原则。
a) 实验室宜以室为单元,进行布局规划和功能分区,一般包括以下单元:试剂制备和储存室、前处
理室、DNA 提取纯化室、核酸检测室、质量控制室和数据分析室。受条件限制的实验室,试剂
制备和储存室可与其他具备类似功能的实验室共用。环境DNA 实验室的典型布局图见附
录A。
b) 试剂制备和储存室、DNA 提取纯化室、核酸检测室和质量控制室宜具备移液、涡旋振荡、瞬时
离心功能。移液器需包含1μL~10μL、1μL~20μL、20μL~200μL和100μL~1000μL
的规格,根据需求选配0.1μL~2.5μL、1μL~100μL或其他规格移液器。涡旋振荡速度通常
不小于1000r/min,瞬时离心速度不小于1000r/min。
c) 遵守单向工作流程:前处理室→DNA 提取纯化室→核酸检测室。
d) 有条件的实验室宜在各工作区域设置缓冲间。
5 分区设置要求
5.1 试剂制备和储存室
应具备纯水制备、冷冻/冷藏储存、称量、磁力搅拌、制冰和水浴等功能。纯水应符合GB/T6682—
2008中一级水制备的规定,去离子水的电阻应达到18.2Ω。冷冻储存需具备-20℃条件,冷藏储存需
具备4℃条件。称量精度为万分之一。磁力搅拌转速应不小于2000r/min。制冰机出冰速度应不低
于30kg/d。水浴温度最大允许误差为±0.5℃。
面积应不小于5m2。
5.2 前处理室
应具备样品储存、水样过滤、冻干、称量、组织处理和烘干等功能。样品储存需满足4 ℃和-20 ℃
储存条件。不同类型样品应设置不同操作区,如环境水样处理区,土壤、沉积物样品处理区,生物组织样
品处理区等。水样过滤功能需适配一体化环境DNA 过滤器,负压应达到-0.9kPa以下,宜具备废液
直排功能。土壤、粪便、沉积物冷冻干燥的温度应不高于-40 ℃,干燥过程中的升华温度应不高于
60℃。称量功能应符合5.1要求。烘箱温控范围应满足室温到300 ℃,温度控制精度最大允许误差
为±0.5℃,烘箱容积不小于100L。
2
T/CSES148—2024
面积应不小于5m2。需负压,应安装排风系统,如万向排风罩。
5.3 DNA 提取纯化室
应具备均质破碎、水浴、离心、涡旋振荡、DNA 储存等功能。有条件的实验室,可设环境介质处理区
和生物组织处理区。均质破碎应满足一体化环境DNA 过滤器和普通滤膜的均质,均质速度不小于
6m/s。可选水浴、气浴和金属浴等进行孵育,温度控制精度最大允许误差为±0.5℃,孵育容积不小于
3L。离心速度不小于3500r/min。DNA 短期储存应满足-20℃条件,如需长期储存应满足-80 ℃
条件。
面 积应不小于8m2。需负压,宜安装排风系统,如万向排风罩。
5.4 核酸检测室
应具备PCR扩增、核酸高通量测序、核酸定量检测等功能。宜根据功能设试验分区,包括扩增区、
检测区。应配备PCR扩增仪、高通量测序仪、荧光定量PCR仪、数字PCR仪等。PCR扩增温控精度最
大允许误差为±0.1℃。高通量测序仪读长不小于200bp,Q30(碱基质量值为99.9%)以上数据占比不
少于80%。
面积应不小于10m2。需负压,宜安装排风系统,如万向排风罩。精密设备宜避免集中摆放,防止
强烈震动干扰。
5.5 质量控制室
应具备凝胶电泳、胶图扫描、混库、核酸浓度测定等功能。胶块制备通常使用微波快速加热,电泳电
压应满足100V~220V 范围调节,胶图拍照分辨率不低于1080p。1μL混库体系移液精度最大允许
误差为±10%,10μL混库体系移液精度最大允许误差为±2%。宜配备荧光检测仪或微量分光光度
计,荧光检测仪检出线不高于0.01ng/μL,微量分光光度计应含230nm、260nm、280nm 检测波长。
面积应不小于4m2。需负压,宜安装排风系统,如万向排风罩。必要时,可配置可移动紫外消毒
设备。
5.6 数据分析室
应具备高通量测序数据分析、数据存储、数据备份等功能。数据分析服务器运行内存不小于
32G,硬盘容量不小于10T。服务器上需安装专业化的数据分析软件系统,并配备本土物种数据库。
测序数据应至少备份1份。数据分析过程应注意数据安全。
面积应不小于4m2。必要时配备空调以控制环境温度、湿度条件,以满足服务器稳定工作的环境
条件。宜配备UPS不间断电源,以应对突发断电应急情况。
5.7 其他分区
除主要功能区外,环境DNA 实验室需配备消洗室、更衣室等。消洗室应具备试剂耗材灭菌、除酶、
生物样品灭菌处理等功能,安排在有上下水的角落位置,但不宜与高温室或较强电磁干扰的房间相邻。
更衣室用于更换试验服、鞋子以及存放个人物品等。
6 实验室操作要求
6.1 试验操作人员应通过环境DNA 技术试验技能培训。非实验室工作人员未经允许不得进入实
验室。
6.2 试验操作使用的试剂、耗材应无菌、无酶,试剂的选购、验收、储存应符合GB/T15481—2000的
3
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规定。
6.3 各试验区域宜有专用的仪器设备,避免混用。
6.4 应按照T/CSES80—2023、T/CSES81—2023和T/CSES82—2023试验操作程序开展试验,特别
注意防止样品交叉污染。试验前后操作台面消毒、废弃物处理等,按照GB/T19495.2—2004的相关规
定执行。
6.5 操作过程涉及微生物安全的内容,按GB19489—2008的规定执行。
7 房屋配件、实验室辅助设施基本要求
7.1 房屋配件、实验室辅助设施(门、窗、地面、墙面、顶棚、走道、试验台和物品)的建设,应符合
GB/T32146.1—2015中8.1规定的要求。
7.2 有条件的实验室宜设置缓冲区,缓冲区的压力为负压(或上设抽风装置),与其相连的工作间为正
压,工作区与缓冲区之间宜安装磁性连锁装置。缓冲区的面积不能大于实验室房间面积的1/8,通常设
置于清洁区与污染区之间,保证有效隔离。无条件设置缓冲区的实验室,按照GB/T19489—2008规定
的一级生物安全实验室要求执行。
7.3 每个实验室工作区域的顶部应安装紫外灯,紫外灯波长、数量和长度标准按照GB/T19495.2—
2004实施。易污染区域可设置移动紫外消毒车。
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附 录 A
(资料性)
环境DNA 实验室典型布局图
A.1 环境DNA 实验室典型布局图1
A.2 环境DNA 实验室典型布局图2
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A.3 环境DNA 实验室典型布局图3
A.4 环境DNA 实验室典型布局图4
6
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参 考 文 献
[1] GB50346—2011 生物安全实验室建筑技术规范
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