[原创专题] 一些实验室里看到的误区和被人忽视的东西

本主题由纤夫于 08-8-23 10:33 设置高亮

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1^# 大中小发表于 08-8-22 20:39 只看该作者

一些实验室里看到的误区和被人忽视的东西

在实验室摸爬滚打几年后，看着一批一批的学生进来又毕业，看到过各色的人和事情，总觉得现代教育在某些方面还并不如以前，学生们学的科目多了，但是实际掌握到的东西倒是变少了，显得基础比较差，考试时数理化都高分，但是实际遇到问题，这些东西并不能被联系起来用于解决问题。" m, o' y0 ^; M) i- _6 c! Z
在这里记录下一些常见的误区和容易被人忽视的东西，希望能帮助到一些有心的人。. k* u* ~* L# z* C. u2 T
书本、试验和能力
许多学生学习阶段成绩很好，但是进了实验室就傻眼，为什么？一般都是理论无法联系实际。5 @& S' d- T5 A* M; @% {, }4 Z
很多人都有感觉，生物考试就像是考文科一样，尽是些要背的东西，考完了就忘了，等进实验室开始做试验，什么都不知道，问过老师和师兄师姐后才发现，原来我们学到的东西这么有用，书上的东西还是能解决很多问题的。  W  ~: r! f% C/ q+ i6 i
记得几年前见过一个高手写的有关于试验的经验，里面说不要看书，书太死板了。我不敢苟同。诚然，书上的东西大多都是老旧的，被证实过无数次的东西了，没什么新意。还有人说看高水平的杂志才能学到东西，不过我建议，在没有看懂基础书之前，最好不要过于追求那些顶尖的杂志，地基没有打好，上面建不起楼房的。在论坛里仔细看看，就可以发现其实很多人提出的问题本不应该成为问题，因为只要回去看看书就能弄懂的，等你告诉他，他马上就恍然大悟“原来这么简单啊！”可惜为什么出了问题时没有好好从基础知识点出发好好检查下呢？在此郑重建议，千万不要忽视课本和基础试验书的作用。
能力这个东西很难解释，说不清楚到底是个什么东西。不过，有一点可以肯定，能力是可以后天培养的，只要你有心。早在我还是个低年级的本科生的时候，班主任闲聊中说到过一句话：“发现很多学生能力很差，在实验室找不到东西。”当时心里有点奇怪，在实验室找东西算什么能力啊？后来受聘于某实验室，发现确实如此，许多学生做了一年多试验了，在实验室连个常用的药品都找不到，可以为了找一个药品浪费10多分钟，打电话去定新的，被老师听到挨骂，然后答曰：我眼睛不好....这个真的是种能力，其实它体现的只是你有多么用心在试验上。做生物试验累，是因为生物试验多是由无数个小试验组成，过程繁杂，而每个小实验都要很细致，非常耗费精力，如果没有细心这个特质，做生物试验就会很麻烦。个人认为，做生物试验一个最基本，又最不起眼的能力是细心观察做试验时遇到的一切，再仔细去思考他，成败就不用太在意了。
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仪器和机器：2 X: P, M/ i9 b* R7 U2 }
基础学科，物理、化学、生物等学科都需要用到各种各样的仪器和机器，帮助完成试验，学工科的人可能还好点，但是学纯理科的人对设备的理解不够深入，很容易做出野蛮操作的事情。
新买来的仪器，总是蛮好用的，因为机器的故障率在此时很低，但是很多人都有一种感觉，仪器用到一定的时候就很容易坏了。确实如此，工学统计发现，仪器的故障率在刚开始用时很低，但是一段时间后会呈指数增长，到达一定数值基本停止增长，此时故障率就很高了，如果要画这条曲线，很像微生物生长的曲线。生产厂商都在用各种办法试图减缓变化速率，降低这条曲线的最终高度，使仪器变得更耐用，但是仪器出现故障与使用者关系非常大。一些野蛮操作使这条曲线的斜率变得更陡。
举几个例子：很多人偷懒，使用离心机时不仔细配平，一些高级离心机也不过能识别0.1g以上的误差，小一点的误差一样能运行，但是长期在有误差的情况下工作，其轴承的活动区间变大，久了就不能保持垂直，会发生各种故障，这种故障通常对于一个离心机来说是致命的。离心机用的离心管有很多型号，不过估计现在用进口离心管的实验室不多，都是国产的，国产货便宜，实惠，但是材料不太好，做工也差一些，有时候在高速下会裂开，有时离心管盖不能盖得很严密，都容易出故障。; i: w7 T8 z1 m; p5 d: [3 L# V* n
有一个原则估计大多数人都不知道，离心管的使用是有很严格的要求的，所有的离心管都不得装液超过其总体积的80%，尽量低于70%，密度较高的液体要根据其密度按比例减少装液量，否则对离心机有损害作用。特别是角转，因为角转是切向加速的，管内液体会倾斜，如果离心时装液过多，很容易从离心管内甩出，最终导致转子重心不平衡，损害轴承。9 r7 V  d. D8 h
PCR仪，有的人喜欢用PCR仪做酶切和连接，因为其控温比较准确，有的人喜欢4°保温PCR产物，请不要这样，PCR产物是很稳定的，如果怕有问题，你最好在第一时间取出样品。但是一般我们用到的PCR仪器是不适合这样使用的，特别是使用低于室温的温度。热盖式PCR仪是利用顶盖的热度防止液体挥发，下部模块控温，但是长期在低温下运行会使电路积水，同时对仪器的负担也比较重，这样仪器比较容易坏。一台进口的PCR仪，如果使用合理，至少使用10年，也许你这样用了，但是没坏，但是不表示这样做是对的。- r4 C+ U. V1 [' u
关于仪器的使用还有一个原则，除一些设计出来就是长期保持满负载工作的仪器外，一般来说使用都要低于额定功率的80%。基本上所有的仪器都会有铭牌，铭牌上标明了功率，不要以为这个是你可以使用的功率，这个是额定功率，是满负荷工作时的功率，在此功率下工作时间长了会导致机器快速老化。
在看到一台没用过的仪器时（包括是没用过的型号），大家都要耐心去看一看说明书，用这一点时间绝对值得。

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2^# 大中小发表于 08-8-22 20:40 只看该作者

度7 _' Q. o0 o4 g5 l4 m s) }- k, D
我个人一向相信任何事都要追求一个“度”，少于或多于这个度都不好。
近几年发现很多人做实验都喜欢“多多益善”，词是褒义词，不过用在做实验上可不好。: k6 U& U: l( B/ u! S" K9 s' N3 M
本实验室以为药学出身的博后跟着实验室学生做了一遍分子克隆相关的试验，“老师”就毕业了，技术学到了“形”，没学到“神”。等到自己开始做自己的试验时，问题就来了。做了几次回收，发现回收效率很低，两次回收后条带就看不见了，想不清楚为什么。后来再做克隆时，PCR就做200uL体系，载体回收效率低，提的质粒一次切2-3管（每管质粒都是3ml过夜培养菌液菌体提的），等去看她双酶切的载体回收胶，那就恐怖了，红亮的一片，有些弥散，3条亮带已经不太容易分出是什么东西了，目测胶上质粒的总量可能接近1mg了。200ul的PCR产物，需要点很大一个孔，切下来的胶也会很大，这样回收时同比回收效率要下降，并不见得比50ul最终回收到的东西多多少，双酶切底物量加大，用相同时间酶切，每次都切不完全。这样做出来的结果，经常连接转化出来后全是载体自连（双酶切产物连接，还真是比较难做出载体自连的呢），就开始怀疑书上的东西了.....类似的现象看过很多，不是少数几个人的问题，女孩子们仔细些，容易出这种问题，男生马虎得很，反而比较少犯这种错误。请大家相信，每一个试验都有一个“美妙”的状态，所有物质配比合适，“反应”时间合适，处理方式得当，可以得到完美的试验结果，我们做试验，就是在寻找这个“度”，并从这个度中找出真理。
把这个问题扩大点说一下。现在国内很多实验室已经比较有钱了，每年经费在100W以上的实验室不少，账上经费从不低于千万的实验室都有。其实，50W的经费花得合理，可以做出很多事。条件好了，学生们的眼力价就高了，喜欢订购贵的药品，昂贵的试剂盒....但是并不是好+好=很好这么简单，好的试验条件确实可以降低试验难度，不过也不是万能的。买药品要先看不同厂家的说明书，有了比较才知道选什么“不买贵的，只买对的”，而且在看说明书时能学到很多东西。在没有必要的情况下少用试剂盒，一些公司生产的试剂盒很好，特别是国外公司，因为他们的科研能力决不低于高校，试剂盒中包含着很高的技术，不过有些试验就最好不要用了，用多了试剂盒，你会变成一个机器，不懂试验的理论根据，出了问题根本不知道去哪里找原因，就算用试剂盒，也要把周边的知识弄懂。我们论坛里有个帖子的创意就很好，RT-PCR技术方法汇集(从试剂盒说明书中学知识!!!)，强力推荐这种模式。
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实验和试验4 R4 `# p* s5 D) _6 b8 b
先咬文嚼字一下，请先看看百度百科关于试验和实验的区别解释
以下是我个人的理解，是否正确我并不确定。
既然试验是尝试未被证实的东西，那么做科学的过程中相信绝大多数都是试验了，科学的结论似乎就是所谓的实验结果和总结，确实得到验证的东西。我们每天做的事情是做试验，既然是试验，未知的事情是没有人能预知的（这里不做推测和预想这些词汇的讨论了）。再反过来看论坛内很多提问，就觉得很多人是太过于急躁了，本来是需要去试验的事情，没有人能够预知。但是很多人在还没有任何试验的前提下，问出的问题却是直接想知道结果，这是有悖于哲理的。如果想知道某个问题的答案，应该去实践、试验，试验结果无论好坏，都需要根据基础理论好好分析，在分析这个过程上就确实可以讨论了。具体来说，论坛里有类似于“A基因表达后会不会有活性”这种问题典型就是难以回答的，而“B试验为什么会出现XX结果”这种问题倒好回答多了，但是另一方面，后者需要给予很多条件，没有具体条件的前提下也难以分析，所以我把JACK版主的贴设置了置顶，但好像没有多少人去看看。
提问的艺术－－如何在论坛上快速有效的提问获得帮助
taoboyun版主在SDSPAGE预电泳之后怎么出现了这样的情况？贴里说了一句话，稍微修改一下“想真正的做好实验，必须知道试验的步骤里到底发生了什么，为什么是这样，这样就可以根据自己的目的去调节。”2 t! p8 b# L$ ^. W" |- I9 s
说到这个程度，剩下的就是最后一句话了：实验，就是要努力、大胆去试验，有空多分析，看书、查文献、逛论坛、分析结果，然后继续试验，在一定阶段时进行总结，最后就形成了一个完整的实验，这就是我们的科研生活过程。

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3^# 大中小发表于 08-8-22 20:40 只看该作者

一些小误区

超净工作台
发现许多人喜欢用超净工作台吹质粒和刚倒的平板，还有人把这个作为经验写出来，这里恐怕是对超净工作台的工作原理有误解了。
大家都知道超净工作台是先紫外消毒，紫外照射后，台内基本上是无菌状态了，但是人进入操作会有污染，所以要开风，一些微生物教学较好的学校在教纯培养技术时会提醒学生，在超净台操作时，所有操作必须在台面上孔洞区里面的操作区完成，否则有污染的可能。不过可能没有教为什么。超净台一般是上部有一台风机，从外界吸空气，经过过滤后成“无菌”空气进入台内，但是这些空气可不是直接吹向操作区的，由于上部的空气基本上是平行下压的（进风口是水平放置的孔板），所以这些空气进入台内后使内部的气压增大，操作区的台面上是没有孔的，靠外部有一排或两排（单面台或双面台）孔洞，这样上面吹进来的空气还没有吹向操作区就转向从孔洞里吹出去了。从超净台的侧面看的话，进入超净台的风走了一个“人”字形的路线，而这个“人”字的下面是没有什么风或者说风非常小，把质粒放在这里，不会有什么快速干燥的作用。觉得疑惑的人可以在超净台内点上酒精灯，然后把超净台的隔板都关上，看看火苗动不动，开一面操作孔再看看怎么动，关掉风会怎样，点了10分钟酒精灯后的超净台内温度和之前有什么区别。如果还不明白，找本好一点的生物安全柜说明书看看，一般应该都会讲到，和超净台原理差不多
还有很多人在超净台操作时把风打到最大，认为这样超净台里最安全，不好意思，事实上不是这样的。上面说了超净台内风的流向，但是如果把风打到最大，原来是层流的气流变成湍流（不懂的请看百度百科），台内空气流动紊乱，反而增大了污染的几率。而且，由于超净台吸进来的气流是经过多层过滤成“无菌”空气的，这个无菌状态是相对的，当压力过大时，会有更多的菌会穿过滤网，降低进入超净台空气的洁净度，起了反作用。4 R; |3 g5 G! K3 t4 \ z: `7 ?

发酵
几千年前，我们的祖先就会发酵了，发展到现在，发酵的定义已经扩大到：只要有微生物生长，就存在发酵，因为单细胞蛋白（菌体）就是一种发酵产物。许多人做发酵喜欢追求极端条件，把摇床的转速开到最大，过段时间要重复时，原来的摇床被人占了，改用其他的摇床却不能重复了，或者是小瓶换成大瓶就不能重复了，问题在于无法给予一个平行的条件，不能重复的不是科学，不要去追求极端的东西，科学应该是种规律。& ~' x/ S, D7 U3 o: a7 i
厌氧发酵（酒、醋、酱油）这些东西基本上都是些传统的产品了，相信现在多数人都是在生产重组蛋白等高附加值的产品。蛋白质的合成是需要能量的，有氧呼吸产能明显大于无氧呼吸，这个就不多说了。如何增大溶氧量呢？有的人会说，把转速调高，发酵酵母时可以把塞子或纱布打开，敞开来摇，反正酵母不容易被污染，其实这些办法起的效果都不大。增加转速主要作用是使液体运动轨迹变大，这样液面与空气的接触面增大（这种办法不能明显增大气液接触面积），敞口摇不过是让空气更容易对流（氧溶解的速率大大小于空气对流的速率，这个也不能明显改观瓶内氧气浓度）。这些并不能使溶氧速率得到明显增加，因为氧溶解与水最大的阻力来自于气液传质阻力，这个阻力不由上述因素的改变而变化，主要影响是液体的粘度等，所以最简单的增加溶氧的办法是，少装一点培养基，这样就等于增大了培养基的比表面积。一般三角瓶内是不能装液超过1/5容积的，装多了容易污染，也不利于溶氧，可以装容积的1/10，但是一般不推荐装更少，因为比表面扩大，意味着相对蒸发量很大，装太少了不利于稳定培养基环境。以前有用过底部有棱状突起的三角瓶，能大幅增强气液接触面积，对溶氧非常有利，但是现在不太好买了。

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