Somerwetenskapgids: Wanneer 'n 40°C-hittegolf molekulêre eksperimente ontmoet

Hoë temperature het onlangs oor 'n groot deel van China voortgeduur. Op 24 Julie het die Shandong Provinsiale Meteorologiese Sterrewag 'n geel hoë temperatuurwaarskuwing uitgereik wat "sauna-agtige" temperature van 35-37°C (111-133°F) en 80% humiditeit vir die volgende vier dae in binnelandse gebiede voorspel. Temperature in plekke soos Turpan, Xinjiang, nader 48°C (111-133°F). Wuhan en Xiaogan, Hubei, is onder 'n oranje waarskuwing, met temperature wat 37°C in sommige gebiede oorskry. In hierdie versengende hitte ervaar die mikroskopiese wêreld onder die oppervlak van pipette ongewone steurnisse - die stabiliteit van nukleïensure, die aktiwiteit van ensieme en die fisiese toestand van reagense word alles stilweg deur die hittegolf verwring.

Nukleïensuur-ekstraksie het 'n wedloop teen tyd geword. Wanneer die buitetemperatuur 40°C oorskry, selfs met die lugversorger aan, hang die temperatuur van die operasietafel dikwels bo 28°C. Op hierdie tydstip breek RNA-monsters wat in die oopte gelaat word, meer as twee keer so vinnig af as in die lente en herfs. In magnetiese kraal-ekstraksie is die bufferoplossing plaaslik versadig as gevolg van versnelde vervlugtiging van die oplosmiddel, en kristalle word maklik neergeslaan. Hierdie kristalle sal groot skommelinge in die doeltreffendheid van nukleïensuurvangs veroorsaak. Die vlugtigheid van organiese oplosmiddels neem gelyktydig toe. By 30°C neem die hoeveelheid chloroform-vervlugtiging met 40% toe in vergelyking met 25°C. Tydens werking is dit nodig om te verseker dat die windspoed in die dampkap 0.5 m/s is, en nitrielhandskoene te gebruik om beskermende doeltreffendheid te handhaaf.

PCR-eksperimente staar selfs meer komplekse temperatuurversteurings in die gesig. Reagense soos die Taq-ensiem en omgekeerde transkriptase is uiters sensitief vir skielike temperatuurskommelings. Kondensasie op die buiswande na verwydering uit 'n -20°C-vrieskas kan meer as 15% ensiemaktiwiteitsverlies veroorsaak as dit die reaksiestelsel binnedring. dNTP-oplossings kan ook waarneembare degradasie toon na slegs 5 minute se blootstelling aan kamertemperatuur (>30°C). Instrumentwerking word ook belemmer deur hoë temperature. Wanneer die laboratorium se omgewingstemperatuur >35°C is en die hitte-afvoer-speling van die PCR-instrument onvoldoende is (<50 cm van die muur af), kan die interne temperatuurverskil soveel as 0.8°C bereik. Hierdie afwyking kan veroorsaak dat die versterkingsdoeltreffendheid aan die rand van 'n 96-putplaat met meer as 40% daal. Stoffilters moet gereeld skoongemaak word (stofophoping verminder hitte-afvoerdoeltreffendheid met 50%), en direkte lugversorging moet vermy word. Verder, wanneer PCR-eksperimente oornag uitgevoer word, vermy die gebruik van die PCR-instrument as 'n "tydelike yskas" om monsters te stoor. Berging by 4°C vir meer as 2 uur kan veroorsaak dat kondensasie vorm nadat die verhitte deksel toegemaak is, wat die reaksiestelsel verdun en moontlik die instrument se metaalmodules kan korrodeer.

In die lig van volgehoue ​​waarskuwings oor hoë temperature, behoort molekulêre laboratoriums ook die alarm te lui. Kosbare RNS-monsters moet agter in 'n -80°C-vrieskas gestoor word, met toegang beperk tot periodes van hoë temperature. Deur die deur van 'n -20°C-vrieskas meer as vyf keer per dag oop te maak, sal temperatuurskommelings vererger word. Toerusting wat hoë hitte genereer, benodig ten minste 50 cm hitte-afvoerruimte aan beide kante en agterkante. Verder word dit aanbeveel om eksperimentele tydsberekening te herstruktureer: 7:00-10:00 vm. vir temperatuursensitiewe bewerkings soos RNS-ekstraksie en qPCR-laai; 1:00-4:00 nm. vir nie-eksperimentele werk soos data-analise. Hierdie strategie kan effektief voorkom dat hoëtemperatuurpieke kritieke stappe beïnvloed.

Molekulêre eksperimente tydens 'n hittegolf is 'n toets van beide tegniek en geduld. Onder die meedoënlose somerson is dit miskien tyd om jou pipet neer te sit en 'n ekstra boks ys by jou monsters te voeg sodat die instrument meer hitte kan versprei. Hierdie eerbied vir temperatuurskommelings is juis die kosbaarste laboratoriumkwaliteit gedurende die versengende somermaande – immers, in die 40°C-hitte van die somer, benodig selfs molekules 'n sorgvuldig bewaakte "kunsmatige poolgebied".