Летен научен водич: Кога топлотен бран од 40°C се среќава со молекуларни експерименти

Високите температури во последно време се присутни низ поголемиот дел од Кина. На 24 јули, Метеоролошката опсерваторија на покраината Шандонг издаде жолто предупредување за висока температура, предвидувајќи температури „слични на сауна“ од 35-37°C (111-133°F) и 80% влажност во следните четири дена во внатрешните области. Температурите на места како Турпан, Синџијанг, се приближуваат до 48°C (111-133°F). Вухан и Сјаоган, Хубеи, се под портокалово предупредување, со температури што надминуваат 37°C во некои области. Во оваа жешка жештина, микроскопскиот свет под површината на пипетите доживува необични нарушувања - стабилноста на нуклеинските киселини, активноста на ензимите и физичката состојба на реагенсите се тивко искривени од топлотниот бран.

Екстракцијата на нуклеински киселини стана трка со времето. Кога надворешната температура надминува 40°C, дури и со вклучен клима уред, температурата на операционата маса често се издига над 28°C. Во овој период, примероците од РНК оставени на отворено се разградуваат повеќе од двојно побрзо отколку во пролет и есен. При екстракција со магнетни зрна, пуферскиот раствор е локално заситен поради забрзана испарливост на растворувачот, а кристалите лесно се таложат. Овие кристали ќе предизвикаат големи флуктуации во ефикасноста на зафаќањето на нуклеинските киселини. Испарливоста на органските растворувачи се зголемува истовремено. На 30°C, количината на испарување на хлороформ се зголемува за 40% во споредба со 25°C. За време на работата, потребно е да се осигура дека брзината на ветерот во аспираторот е 0,5m/s и да се користат нитрилни ракавици за да се одржи заштитната ефикасност.

PCR експериментите се соочуваат со уште посложени температурни нарушувања. Реагенсите како што се ензимот Taq и обратната транскриптаза се исклучително чувствителни на ненадејни температурни флуктуации. Кондензацијата на ѕидовите на цевката по вадењето од замрзнувач од -20°C може да предизвика губење на ензимската активност од над 15% ако влезе во реакцискиот систем. dNTP растворите исто така можат да покажат забележлива деградација по само 5 минути изложеност на собна температура (>30°C). Работата на инструментот е исто така попречена од високите температури. Кога температурата на околината во лабораторијата е >35°C и клиренсот за дисипација на топлина на PCR инструментот е недоволен (<50 cm од ѕидот), внатрешната температурна разлика може да достигне и до 0,8°C. Ова отстапување може да предизвика ефикасноста на амплификација на работ на плочата со 96 бунари да се намали за над 40%. Филтрите за прашина треба редовно да се чистат (акумулацијата на прашина ја намалува ефикасноста на дисипација на топлина за 50%), а треба да се избегнува директно климатизирање. Понатаму, при изведување на PCR експерименти преку ноќ, избегнувајте да го користите PCR инструментот како „импровизиран фрижидер“ за складирање на примероци. Чувањето на 4°C повеќе од 2 часа може да предизвика формирање на кондензација по затворањето на загреаниот капак, разредувајќи го реакцискиот систем и потенцијално кородирајќи ги металните модули на инструментот.

Соочени со постојани предупредувања за висока температура, молекуларните лаборатории исто така треба да алармираат. Скапоцените примероци на РНК треба да се чуваат во задниот дел од замрзнувач од -80°C, со ограничен пристап само за периоди на висока температура. Отворањето на вратата од замрзнувач од -20°C повеќе од пет пати на ден ќе ги влоши температурните флуктуации. Опремата што генерира висока топлина бара најмалку 50 см простор за дисипација на топлина од двете страни и од задната страна. Понатаму, се препорачува реструктуирање на експерименталното време: 7:00-10:00 часот наутро за операции чувствителни на температура, како што се екстракција на РНК и qPCR вчитување; 13:00-16:00 часот попладне за неекспериментална работа, како што е анализа на податоци. Оваа стратегија може ефикасно да спречи врвовите на висока температура да се мешаат во критичните чекори.

Молекуларните експерименти за време на топлотен бран се тест и за техниката и за трпението. Под немилосрдното летно сонце, можеби е време да ја спуштите пипетата и да додадете дополнителна кутија мраз во вашите примероци за да му дозволите на инструментот да распрсне повеќе топлина. Ова почитување на температурните флуктуации е токму најскапоцениот лабораториски квалитет за време на жешките летни месеци - на крајот на краиштата, во летната жештина од 40°C, дури и молекулите имаат потреба од внимателно чуван „вештачки поларен регион“.