Vísindahandbók sumarsins: Þegar 40°C hitabylgja mætir sameindatilraunum

Hátt hitastig hefur haldist ríkjandi um stóran hluta Kína að undanförnu. Þann 24. júlí gaf veðurathugunarstöð Shandong-héraðs út gula viðvörun um háan hita þar sem spáð var „gufubaðslíkum“ hita upp á 35-37°C (111-133°F) og 80% rakastigi næstu fjóra daga á innlandssvæðum. Hitastig á stöðum eins og Turpan í Xinjiang er að nálgast 48°C (111-133°F). Wuhan og Xiaogan í Hubei eru undir appelsínugulum viðvörunarstað, þar sem hitinn fer yfir 37°C á sumum svæðum. Í þessum steikjandi hita er smásæi heimurinn undir yfirborði pípetta að upplifa óvenjulegar truflanir - stöðugleiki kjarnsýra, virkni ensíma og eðlisástand hvarfefna eru öll hljóðlega afmynduð af hitabylgjunni.

Útdráttur kjarnsýru er orðinn kapphlaup við tímann. Þegar hitastig úti fer yfir 40°C, jafnvel með loftkælinguna í gangi, sveiflast hitastigið á skurðarborðinu oft yfir 28°C. Á þessum tíma brotna RNA sýni sem eru geymd úti meira en tvöfalt hraðar niður en á vorin og haustin. Við segulperluútdrátt er stuðpúðalausnin staðbundið mettuð vegna hraðari uppgufunar leysiefnisins og kristallar falla auðveldlega út. Þessir kristallar valda miklum sveiflum í skilvirkni kjarnsýrubindingar. Rokleiki lífrænna leysiefna eykst samtímis. Við 30°C eykst magn uppgufunar klóróforms um 40% samanborið við 25°C. Við notkun er nauðsynlegt að tryggja að vindhraðinn í reykhlífinni sé 0,5 m/s og nota nítrílhanska til að viðhalda verndarvirkni.

PCR tilraunir standa frammi fyrir enn flóknari hitatruflunum. Hvarfefni eins og Taq ensím og öfug umritun eru afar viðkvæm fyrir skyndilegum hitasveiflum. Þétting á veggjum rörsins eftir að þau eru tekin úr -20°C frysti getur valdið meira en 15% tapi á ensímvirkni ef hún kemst inn í hvarfkerfið. dNTP lausnir geta einnig sýnt greinanlega niðurbrot eftir aðeins 5 mínútna útsetningu við stofuhita (>30°C). Hátt hitastig hindrar einnig notkun tækisins. Þegar umhverfishitastig rannsóknarstofunnar er >35°C og varmadreifingarrými PCR tækisins er ófullnægjandi (<50 cm frá veggnum) getur innri hitamismunurinn náð allt að 0,8°C. Þessi frávik geta valdið því að mögnunarvirkni við brún 96 hols plötu lækkar um meira en 40%. Rykfilter ætti að þrífa reglulega (rykuppsöfnun dregur úr varmadreifingarvirkni um 50%) og forðast ætti beina loftkælingu. Ennfremur, þegar PCR tilraunir eru framkvæmdar yfir nótt, forðastu að nota PCR tækið sem „bráðabirgðakæli“ til að geyma sýni. Geymsla við 4°C í meira en 2 klukkustundir getur valdið því að raki myndist eftir að heita lokið lokast, sem þynnir út hvarfkerfið og hugsanlega tærir málmeiningar tækisins.

Frammi fyrir viðvarandi viðvörunum um hátt hitastig ættu sameindarannsóknarstofur einnig að hringja í viðvörunarkerfið. Geyma ætti dýrmæt RNA sýni aftast í frysti við -80°C, en aðgangur takmarkaður við tímabil þar sem hitinn er mikill. Að opna hurðina á frysti við -20°C oftar en fimm sinnum á dag mun auka hitasveiflur. Búnaður sem myndar mikinn hita þarfnast að minnsta kosti 50 cm rýmis til varmadreifingar á báðum hliðum og aftanverðu. Ennfremur er mælt með því að endurskipuleggja tilraunatíma: 7:00-10:00 fyrir hitanæmar aðgerðir eins og RNA útdrátt og hleðslu qPCR; 13:00-16:00 fyrir verkefni sem ekki eru tilraunakennd, svo sem gagnagreiningu. Þessi aðferð getur á áhrifaríkan hátt komið í veg fyrir að háhitatoppar trufli mikilvæg skref.

Sameindatilraunir í hitabylgju eru prófraun bæði á tækni og þolinmæði. Undir óendanlega sumarsólinni er kannski kominn tími til að leggja niður pípettuna og bæta við auka ísboxi í sýnin til að leyfa tækinu að dreifa meiri hita. Þessi virðing fyrir hitasveiflum er einmitt dýrmætasti eiginleiki rannsóknarstofunnar á brennandi sumarmánuðum - í 40°C hita sumarsins þurfa jafnvel sameindir vandlega varið „tilbúið pólsvæði“.