Guía científica de verán: Cando unha onda de calor de 40 °C se atopa con experimentos moleculares

Ultimamente, as altas temperaturas persistiron en gran parte da China. O 24 de xullo, o Observatorio Meteorolóxico Provincial de Shandong emitiu unha alerta amarela por temperaturas máximas, predicindo temperaturas "similares a unha sauna" de 35-37 °C (111-133 °F) e un 80 % de humidade durante os próximos catro días nas zonas do interior. As temperaturas en lugares como Turpan, Xinjiang, achéganse aos 48 °C (111-133 °F). Wuhan e Xiaogan, Hubei, están baixo alerta laranxa, con temperaturas que superan os 37 °C nalgunhas zonas. Con esta calor abrasadora, o mundo microscópico baixo a superficie das pipetas está a experimentar alteracións pouco comúns: a estabilidade dos ácidos nucleicos, a actividade dos encimas e o estado físico dos reactivos están distorsionados silenciosamente pola onda de calor.

A extracción de ácidos nucleicos converteuse nunha carreira contrarreloxo. Cando a temperatura exterior supera os 40 °C, mesmo co aire acondicionado aceso, a temperatura da mesa de operacións adoita superar os 28 °C. Neste momento, as mostras de ARN deixadas ao descuberto degradábanse máis do dobre de rápido que na primavera e no outono. Na extracción con perlas magnéticas, a solución tampón satúrase localmente debido á volatilización acelerada do disolvente e os cristais precipitan facilmente. Estes cristais provocarán grandes flutuacións na eficiencia da captura de ácidos nucleicos. A volatilidade dos disolventes orgánicos aumenta simultaneamente. A 30 °C, a cantidade de volatilización do cloroformo aumenta nun 40 % en comparación cos 25 °C. Durante o funcionamento, é necesario garantir que a velocidade do vento na campá extractora sexa de 0,5 m/s e usar luvas de nitrilo para manter a eficacia protectora.

Os experimentos de PCR enfróntanse a alteracións de temperatura aínda máis complexas. Os reactivos como o encima Taq e a transcriptase inversa son extremadamente sensibles ás flutuacións bruscas de temperatura. A condensación nas paredes do tubo despois de retiralo dun conxelador a -20 °C pode causar unha perda de actividade encimática de máis do 15 % se entra no sistema de reacción. As solucións de dNTP tamén poden mostrar unha degradación detectable despois de só 5 minutos de exposición á temperatura ambiente (>30 °C). O funcionamento do instrumento tamén se ve dificultado polas altas temperaturas. Cando a temperatura ambiente do laboratorio é >35 °C e a distancia de disipación de calor do instrumento de PCR é insuficiente (<50 cm da parede), a diferenza de temperatura interna pode alcanzar ata 0,8 °C. Esta desviación pode facer que a eficiencia de amplificación no bordo dunha placa de 96 pozos diminúa en máis dun 40 %. Os filtros de po deben limparse regularmente (a acumulación de po reduce a eficiencia de disipación de calor nun 50 %) e debe evitarse o aire acondicionado directo. Ademais, ao realizar experimentos de PCR durante a noite, evite usar o instrumento de PCR como un "refrigerador improvisado" para almacenar mostras. O almacenamento a 4 °C durante máis de 2 horas pode provocar a formación de condensación despois de pechar a tapa quente, diluíndo o sistema de reacción e potencialmente corroendo os módulos metálicos do instrumento.

Ante os persistentes avisos de altas temperaturas, os laboratorios moleculares tamén deberían dar a voz de alarma. As valiosas mostras de ARN deben almacenarse na parte traseira dun conxelador a -80 °C, con acceso restrinxido aos períodos de altas temperaturas. Abrir a porta dun conxelador a -20 °C máis de cinco veces ao día exacerbará as flutuacións de temperatura. Os equipos que xeran moita calor requiren polo menos 50 cm de espazo de disipación de calor en ambos os dous lados e na parte traseira. Ademais, recoméndase reestruturar o horario experimental: de 7:00 a 10:00 para operacións sensibles á temperatura, como a extracción de ARN e a carga de qPCR; de 13:00 a 16:00 para traballos non experimentais, como a análise de datos. Esta estratexia pode evitar eficazmente que os picos de altas temperaturas interfiran cos pasos críticos.

Os experimentos moleculares durante unha onda de calor son unha proba tanto de técnica como de paciencia. Baixo o implacable sol do verán, quizais sexa hora de deixar a pipeta e engadir unha caixa extra de xeo ás mostras para permitir que o instrumento disipe máis calor. Esta reverencia polas flutuacións de temperatura é precisamente a calidade de laboratorio máis prezada durante os abrasadores meses de verán; despois de todo, coa calor de 40 °C do verán, mesmo as moléculas necesitan unha "rexión polar artificial" coidadosamente protexida.