分子生物實驗室成立于2004年，是集臨床醫學檢測、教學與科研為一體的綜合性實驗室。2007年通過衛生部的技術驗收。2009年成立呂梁市人民醫院分子生物研究所。

    科室共有7人，其中高級檢驗師1人，主管檢驗師2人，檢驗師4人，在讀研究生2人。

    目前主要儀器設備：全自動熒光定量儀、微生物快速動態檢測系統、糖化血紅蛋白分析儀、熒光顯微鏡、血氣分析儀、血液五元素檢測儀、血液鉛鎘檢測儀、全定量特種蛋白儀、特定蛋白儀、高速冷凍離心機、熒光免疫分析儀檢驗系統等。開展項目有：基因診斷、微量元素測定、蛋白定量檢測、免疫性疾病的檢測、同型半胱胺酸、糖化血紅蛋白的檢測、細菌內毒素及真菌的檢測、血氣分析的檢測、肺炎支原體抗體的檢測、梅毒測定、優生優育及產前篩查系列。

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