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PCR实验室可分为两个大的功能工作区域：核酸扩增前区和核酸扩增后区。
核算扩增前区包括试剂准备间和样本制备间，这两个房间各自独立，不能出现空气互通，这两个房间相对外界气压呈正压状态。核酸扩增后区包括扩增区和产物分析区，使用实时荧光PCR仪、HIV病毒载量测定仪的PCR实验室，这两个区域可以合并为一个房间。这个区域如果是分开两个房间，这两个房间也必须是各自独立，不能出现空气互通。核算扩增后区对外界气压呈负压状态。
PCR实验室根据使用仪器的功能合理设置各个工作区域，如采用聚合酶联反应：则设置试剂储存和准备区、标本制备区、扩增区、扩增产物分析区四个单独的工作区域，这是最常用的分区方式。样品需要粉碎处理的，还需增设样品粉碎区。若使用实时荧光PCR仪：基因扩增区、基因产物分析区可以合并在一个房间内。采用标本处理、核酸提取及扩增检测为一体的全自动化PCR分析仪，则标本制备区、扩增区、扩增产物分析区可合并为一个区域，因此PCR实验室原则上设置五个区或四个区或三个区或二个单独的工作区。
实验室设备也是保证工作的不可缺少的配件，在PCR实验室设计时，应根据每个实验室的要求配置不同的仪器设备等。如：离心机、生物安全柜、超净工作台、加样器，电泳仪(槽)、电转印仪、杂交炉或杂交箱、水浴箱、DNA测序仪、酶标仪和洗板机等。
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