여름 과학 가이드: 40°C 폭염이 분자 실험을 만났을 때

최근 중국 대부분 지역에서 고온 현상이 지속되고 있습니다. 7월 24일, 산둥성 기상대는 황색 고온 경보를 발령하며 내륙 지역에 향후 4일간 35~37°C(111~133°F)의 "사우나"와 같은 고온과 80%의 습도가 예상됩니다. 신장 위구르 자치구 투루판과 같은 지역의 기온은 48°C(111~133°F)에 육박하고 있습니다. 후베이성 ​​우한과 샤오간은 주황색 경보를 발령했으며, 일부 지역에서는 37°C를 넘습니다. 이처럼 뜨거운 열기 속에서 피펫 표면 아래의 미세한 세계는 비정상적인 교란을 겪고 있습니다. 핵산의 안정성, 효소의 활성, 시약의 물리적 상태 모두 폭염으로 인해 조용히 왜곡되고 있습니다.

핵산 추출은 시간과의 싸움이 되었습니다. 실외 온도가 40°C를 넘으면 에어컨을 켜도 수술대 온도가 28°C를 넘는 경우가 많습니다. 이때 야외에 방치된 RNA 샘플은 봄이나 가을보다 두 배 이상 빠르게 분해됩니다. 자기 비드 추출 시, 용매의 휘발이 가속화되어 완충액이 국소적으로 포화되고 결정이 쉽게 침전됩니다. 이러한 결정은 핵산 포집 효율에 큰 변동을 초래합니다. 동시에 유기 용매의 휘발성도 증가합니다. 30°C에서는 클로로포름의 휘발량이 25°C에 비해 40% 증가합니다. 작업 중에는 흄 후드의 풍속을 0.5m/s로 유지하고, 보호 효과를 유지하기 위해 니트릴 장갑을 착용해야 합니다.

PCR 실험은 훨씬 더 복잡한 온도 변화에 직면합니다. Taq 효소나 역전사효소와 같은 시약은 급격한 온도 변화에 매우 민감합니다. -20°C 냉동고에서 꺼낸 튜브 벽에 응축수가 생기면 반응 시스템에 유입될 경우 효소 활성이 15% 이상 손실될 수 있습니다. dNTP 용액은 실온(30°C 이상)에 5분만 노출되어도 검출 가능한 분해가 나타날 수 있습니다. 고온은 기기 작동에도 영향을 미칩니다. 실험실 주변 온도가 35°C 이상이고 PCR 기기의 방열 간격이 충분하지 않은 경우(벽에서 50cm 미만), 내부 온도 차이는 최대 0.8°C에 이를 수 있습니다. 이러한 온도 차이는 96웰 플레이트 가장자리의 증폭 효율을 40% 이상 저하시킬 수 있습니다. 먼지 필터는 정기적으로 청소해야 하며(먼지가 쌓이면 방열 효율이 50% 감소합니다), 직접적인 에어컨 사용은 피해야 합니다. 또한, 밤새 PCR 실험을 수행할 경우, PCR 기기를 "임시 냉장고"처럼 사용하여 샘플을 보관하지 마십시오. 4°C에서 2시간 이상 보관하면 가열된 뚜껑을 닫은 후 응축이 발생하여 반응 시스템이 희석되고 기기의 금속 모듈이 부식될 수 있습니다.

지속적인 고온 경고에 직면한 분자 실험실 또한 경각심을 가져야 합니다. 귀중한 RNA 샘플은 -80°C 냉동고의 뒤쪽에 보관해야 하며, 고온 기간 동안만 접근을 제한해야 합니다. -20°C 냉동고의 문을 하루에 다섯 번 이상 열면 온도 변동이 심해질 수 있습니다. 고열을 발생시키는 장비는 양쪽과 후면에 최소 50cm의 방열 공간이 필요합니다. 또한, 실험 시간을 조정하는 것이 좋습니다. RNA 추출 및 qPCR 로딩과 같은 온도에 민감한 작업은 오전 7시에서 10시 사이에, 데이터 분석과 같은 비실험 작업은 오후 1시에서 4시 사이에 진행하십시오. 이러한 전략은 고온 피크가 중요한 단계에 영향을 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

폭염 속 분자 실험은 기술과 인내심 모두를 시험하는 시험입니다. 쉴 새 없이 내리쬐는 여름 태양 아래, 어쩌면 피펫을 내려놓고 시료에 얼음 한 상자를 더 넣어 기기가 더 많은 열을 발산할 수 있도록 해야 할 때일지도 모릅니다. 이처럼 온도 변화에 대한 경외심은 폭염 속에서 실험실의 가장 소중한 자질입니다. 40°C의 여름 더위 속에서는 분자조차도 신중하게 보호되는 "인공 극성 영역"이 필요하기 때문입니다.