Vasaros mokslo vadovas: Kai 40 °C karščio banga susitinka su molekuliniais eksperimentais

Pastaruoju metu didelėje Kinijos dalyje išsilaikė aukšta temperatūra. Liepos 24 d. Šandongo provincijos meteorologijos observatorija paskelbė geltoną aukštos temperatūros perspėjimą, prognozuodama „saunos tipo“ 35–37 °C (111–133 °F) temperatūrą ir 80 % drėgmės per ateinančias keturias dienas sausumos regionuose. Tokiose vietose kaip Turpanas, Sindziange, temperatūra artėja prie 48 °C (111–133 °F). Uhane ir Siaogane, Hubėjuje, paskelbtas oranžinis perspėjimas, kai kuriose vietovėse temperatūra viršija 37 °C. Per šį svilinantį karštį mikroskopinis pasaulis po pipečių paviršiumi patiria neįprastų sutrikimų – karščio banga tyliai iškreipia nukleorūgščių stabilumą, fermentų aktyvumą ir reagentų fizinę būseną.

Nukleino rūgšties ekstrakcija tapo lenktynėmis su laiku. Kai lauko temperatūra viršija 40 °C, net ir įjungus oro kondicionierių, operacinio stalo temperatūra dažnai viršija 28 °C. Šiuo metu atviroje vietoje palikti RNR mėginiai suyra daugiau nei dvigubai greičiau nei pavasarį ir rudenį. Magnetinio karoliukų ekstrakcijos metu buferinis tirpalas yra lokaliai prisotinamas dėl pagreitėjusio tirpiklio išgaravimo, ir kristalai lengvai nusėda. Šie kristalai sukels didelius nukleino rūgšties surinkimo efektyvumo svyravimus. Organinių tirpiklių lakumas didėja kartu. Esant 30 °C temperatūrai, chloroformo išgaravimo kiekis padidėja 40 %, palyginti su 25 °C temperatūra. Operacijos metu būtina užtikrinti, kad vėjo greitis traukos spintoje būtų 0,5 m/s, ir naudoti nitrilo pirštines, kad būtų išlaikytas apsaugos efektyvumas.

PGR eksperimentai susiduria su dar sudėtingesniais temperatūros sutrikimais. Tokie reagentai kaip Taq fermentas ir atvirkštinė transkriptazė yra itin jautrūs staigiems temperatūros svyravimams. Kondensatas ant mėgintuvėlio sienelių išėmus iš -20 °C šaldiklio, patekęs į reakcijos sistemą, gali sukelti daugiau nei 15 % fermento aktyvumo sumažėjimą. dNTP tirpalai taip pat gali pastebimai suirti vos po 5 minučių kambario temperatūros (> 30 °C) poveikio. Aukšta temperatūra taip pat trukdo prietaiso veikimui. Kai laboratorijos aplinkos temperatūra yra > 35 °C, o PGR prietaiso šilumos išsklaidymo atstumas yra nepakankamas (< 50 cm nuo sienos), vidinis temperatūros skirtumas gali siekti net 0,8 °C. Dėl šio nukrypimo amplifikacijos efektyvumas 96 šulinėlių plokštelės krašte gali sumažėti daugiau nei 40 %. Dulkių filtrus reikia reguliariai valyti (dulkių kaupimasis sumažina šilumos išsklaidymo efektyvumą 50 %), o tiesioginio oro kondicionavimo reikėtų vengti. Be to, atliekant PGR eksperimentus per naktį, venkite naudoti PGR prietaisą kaip „laikiną šaldytuvą“ mėginiams laikyti. Laikant 4 °C temperatūroje ilgiau nei 2 valandas, uždarius įkaitintą dangtį, gali susidaryti kondensatas, kuris praskiedžia reakcijos sistemą ir gali sukelti prietaiso metalinių modulių koroziją.

Susidūrusios su nuolatiniais įspėjimais apie aukštą temperatūrą, molekulinės laboratorijos taip pat turėtų įjungti pavojaus signalą. Brangūs RNR mėginiai turėtų būti laikomi -80 °C temperatūros šaldiklio gale, o prieiga prie jų turėtų būti ribojama tik esant aukštai temperatūrai. -20 °C temperatūros šaldiklio durelių atidarymas daugiau nei penkis kartus per dieną padidins temperatūros svyravimus. Įrangai, kuriai reikia daug šilumos, reikia bent 50 cm šilumos išsklaidymo vietos iš abiejų pusių ir galo. Be to, rekomenduojama pertvarkyti eksperimentinį laiką: 7:00–10:00 val. temperatūrai jautrioms operacijoms, tokioms kaip RNR išskyrimas ir kPGR įkėlimas; 13:00–16:00 val. neeksperimentiniam darbui, tokiam kaip duomenų analizė. Ši strategija gali veiksmingai užkirsti kelią aukštos temperatūros pikams, kurie trukdytų svarbiems etapams.

Molekuliniai eksperimentai karščio bangos metu yra ir technikos, ir kantrybės išbandymas. Po negailestinga vasaros saule galbūt atėjo laikas padėti pipetę ir į mėginius įpilti papildomą dėžutę ledo, kad prietaisas galėtų išsklaidyti daugiau šilumos. Ši pagarba temperatūros svyravimams yra pats vertingiausias laboratorijos privalumas karštais vasaros mėnesiais – juk 40 °C vasaros karštyje net molekulėms reikia kruopščiai saugomos „dirbtinės poliarinės srities“.