Canllaw Gwyddoniaeth yr Haf: Pan fydd Ton Gwres 40°C yn Cyfarfod ag Arbrofion Moleciwlaidd

Mae tymereddau uchel wedi parhau ar draws llawer o Tsieina yn ddiweddar. Ar Orffennaf 24ain, cyhoeddodd Arsyllfa Feteorolegol Talaith Shandong rybudd tymheredd uchel melyn, gan ragweld tymereddau "tebyg i sawna" o 35-37°C (111-133°F) a lleithder o 80% am y pedwar diwrnod nesaf mewn ardaloedd mewndirol. Mae tymereddau mewn mannau fel Turpan, Xinjiang, yn agosáu at 48°C (111-133°F). Mae Wuhan a Xiaogan, Hubei, o dan rybudd oren, gyda thymereddau'n uwch na 37°C mewn rhai ardaloedd. Yn y gwres crasboeth hwn, mae'r byd microsgopig o dan wyneb pipetau yn profi aflonyddwch anarferol—mae sefydlogrwydd asidau niwclëig, gweithgaredd ensymau, a chyflwr ffisegol adweithyddion i gyd yn cael eu hystumio'n dawel gan y don wres.

Mae echdynnu asid niwclëig wedi dod yn ras yn erbyn amser. Pan fydd tymheredd yr awyr agored yn uwch na 40°C, hyd yn oed gyda'r cyflyrydd aer ymlaen, mae tymheredd y bwrdd llawdriniaeth yn aml yn hofran uwchlaw 28°C. Ar yr adeg hon, mae samplau RNA a adawir yn yr awyr agored yn diraddio fwy na dwywaith mor gyflym ag yn y gwanwyn a'r hydref. Mewn echdynnu gleiniau magnetig, mae'r toddiant byffer yn dirlawn yn lleol oherwydd anweddiad cyflymach y toddydd, ac mae crisialau'n cael eu gwaddodi'n hawdd. Bydd y crisialau hyn yn achosi amrywiadau mawr yn effeithlonrwydd dal asid niwclëig. Mae anweddolrwydd toddyddion organig yn cynyddu ar yr un pryd. Ar 30°C, mae faint o anweddiad clorofform yn cynyddu 40% o'i gymharu â 25°C. Yn ystod y llawdriniaeth, mae angen sicrhau bod cyflymder y gwynt yn y cwfl mwg yn 0.5m/s, a defnyddio menig nitril i gynnal effeithiolrwydd amddiffynnol.

Mae arbrofion PCR yn wynebu aflonyddwch tymheredd hyd yn oed yn fwy cymhleth. Mae adweithyddion fel yr ensym Taq a thranscriptase gwrthdro yn hynod sensitif i amrywiadau tymheredd sydyn. Gall anwedd ar waliau'r tiwb ar ôl ei dynnu o rewgell -20°C achosi colled o dros 15% o weithgarwch ensym os yw'n mynd i mewn i'r system adwaith. Gall toddiannau dNTP hefyd ddangos dirywiad canfyddadwy ar ôl dim ond 5 munud o amlygiad i dymheredd ystafell (>30°C). Mae gweithrediad yr offeryn hefyd yn cael ei rwystro gan dymheredd uchel. Pan fydd tymheredd amgylchynol y labordy yn >35°C a bod cliriad gwasgaru gwres yr offeryn PCR yn annigonol (<50 cm o'r wal), gall y gwahaniaeth tymheredd mewnol gyrraedd cymaint â 0.8°C. Gall y gwyriad hwn achosi i effeithlonrwydd ymhelaethu ar ymyl plât 96-ffynnon ostwng dros 40%. Dylid glanhau hidlwyr llwch yn rheolaidd (mae cronni llwch yn lleihau effeithlonrwydd gwasgaru gwres 50%), a dylid osgoi aerdymheru uniongyrchol. Ar ben hynny, wrth gynnal arbrofion PCR dros nos, osgoi defnyddio'r offeryn PCR fel "oergell dros dro" i storio samplau. Gall storio ar 4°C am fwy na 2 awr achosi i anwedd ffurfio ar ôl i'r caead cynnes gau, gan wanhau'r system adwaith ac o bosibl cyrydu modiwlau metel yr offeryn.

Wrth wynebu rhybuddion tymheredd uchel parhaus, dylai labordai moleciwlaidd hefyd ganu'r larwm. Dylid storio samplau RNA gwerthfawr yng nghefn rhewgell -80°C, gyda mynediad wedi'i gyfyngu i gyfnodau tymheredd uchel. Bydd agor drws rhewgell -20°C fwy na phum gwaith y dydd yn gwaethygu amrywiadau tymheredd. Mae angen o leiaf 50 cm o le gwasgaru gwres ar offer sy'n cynhyrchu gwres uchel ar y ddwy ochr a'r cefnau. Ar ben hynny, argymhellir ailstrwythuro amseru arbrofol: 7:00-10:00 AM ar gyfer gweithrediadau sy'n sensitif i dymheredd fel echdynnu RNA a llwytho qPCR; 1:00-4:00 PM ar gyfer gwaith nad yw'n arbrofol fel dadansoddi data. Gall y strategaeth hon atal copaon tymheredd uchel rhag ymyrryd â chamau hanfodol yn effeithiol.

Mae arbrofion moleciwlaidd yn ystod ton wres yn brawf o dechneg ac amynedd. O dan haul di-baid yr haf, efallai ei bod hi'n bryd rhoi eich piped i lawr ac ychwanegu blwch ychwanegol o rew at eich samplau i ganiatáu i'r offeryn wasgaru mwy o wres. Y parch hwn at amrywiadau tymheredd yw'r union ansawdd labordy mwyaf gwerthfawr yn ystod misoedd poeth yr haf—wedi'r cyfan, yng ngwres 40°C yr haf, mae angen "rhanbarth pegynol artiffisial" sydd wedi'i warchod yn ofalus hyd yn oed ar foleciwlau.