Чистая вода играет ключевую роль почти в каждом научном эксперименте, диагностическом тесте или химической реакции. Это настолько важно, что даже существует авторитетный журнал , посвященный сообщениям о новых исследованиях и методах очистки на основе воды. К сожалению, лабораторная вода до сих пор редко получает то внимание, которого заслуживает.
Окончательное решение для растворения
Без чистой воды было бы возможно очень мало экспериментов, тестов или других нужных и важных химических реакций. Благодаря своим благоприятным химическим и физическим свойствам воду часто считают «универсальным растворителем», поскольку она растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость. Возможно, что еще более важно, многие биохимические реакции протекают только в водных растворах.
Одним из потенциальных ограничений воды является то, что она является слабым элюентом и плохим растворителем большинства органических соединений из-за ее высокой полярности при температуре окружающей среды. Однако перегретая до 200°C вода имеет свойства, сходные с типичными органическими растворителями, такими как метанол, поэтому ее можно использовать для растворения многих органических соединений. Это еще больше повышает доверие к воде как универсальному растворителю и означает, что вы можете использовать ее в более широком диапазоне приложений, таких как например наука о разделении и экстракции. Более того, вода дешевле, менее воспламеняема и более безвредна для окружающей среды, чем большинство органических растворителей. Это еще одна веская причина, по которой вода является незаменимым реагентом в лаборатории!
Сверхчувствительная аналитика, основанная на сверхчистой воде , способствует развитию передовой науки
Некоторые из наиболее интересных научных исследований, проводимых в настоящее время, раздвигают границы аналитической чувствительности. Такие методы, как масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS), термоионизационная масс-спектрометрия (TIMS) и атомно-эмиссионная спектрометрия с ICP (ICP-AES), позволяют исследователям исследовать биологические и химические системы более подробно и с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде. , включая способность обнаруживать присутствие химических веществ и факторов в следовых (<100 ppm) и сверхследовых (<1 ppm) концентрациях.
Например, такая чувствительность позволяет нам обнаруживать биомаркеры с низкой экспрессией, чтобы мы могли лучше диагностировать и лечить пациентов, помогая превратить обещание персонализированной медицины в реальность. Анализ высокой чувствительности также очень полезен при работе с образцами окружающей среды, чтобы исследователи могли лучше отслеживать глобальные изменения климата и окружающей среды.
Для достижения сверхчувствительности необходима чистая вода . Это дает вам больший контроль над типом растворенных веществ и точной концентрацией вашего растворенного вещества, что приводит к более высокой воспроизводимости эксперимента. В конце концов, вы не станете заливать в свой спортивный автомобиль неподходящее топливо и ожидать желаемого результата.
Большая часть молекулярной биологии также полагается на чувствительность анализа для получения воспроизводимых и надежных результатов. Например, генерация данных секвенирования ДНК и РНК часто может быть сложной задачей, поскольку считывание двойной последовательности, неудачные реакции секвенирования и большие капли красителя в последовательности встречаются чаще, чем вы можете себе представить. Многие из этих типов ошибок характерны для загрязнения пробы и/или плохого качества воды, поскольку избыток солей и загрязняющих веществ может сильно помешать вам получить данные секвенирования хорошего качества.
Как видите, загрязнение может быть реальным мешающим фактором во многих экспериментальных процедурах, особенно в тех, которые основаны на высокой чувствительности обнаружения. В следующем выпуске мы рассмотрим, как наука движется постепенно, добавляя один небольшой эксперимент поверх другого, и почему так важно сосредоточиться на этих маленьких шагах для достижения ваших более крупных исследовательских целей.
Ежедневные эксперименты — это простые, но важные шаги к крупным открытиям
Детские шаги в науке делаются посредством ежедневных экспериментов, дающих стабильные и надежные результаты. Они являются строительными блоками, которые закладывают основу для великих научных открытий. Таким образом, большая часть вашего времени и внимания в лаборатории тратится на то, чтобы эти эксперименты работали эффективно.
Например, когда Эндрю З. Файер и Крейг К. Мелло работали над пониманием механизма РНК-интерференции (исследование, за которое они разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2006 г.), повседневная деятельность их исследований должна была включали клонирование, синтез РНК и инъекцию DC РНК, и это лишь некоторые из них. Именно их самоотверженность и настойчивость, старательно и точно повторяющие все эти шаги, тщательно изменяя одну переменную за раз, в конечном итоге привели к развитию одного из самых мощных методов биологии. Я полагаю, что подобный ежедневный труд стоял за успешным клонированием GFP из медузы, который теперь является любимым флуоресцентным маркерным белком биологов.
Одним из «простых» методов, лежащих в основе таких новаторских исследований, является ПЦР, подход настолько рутинный и хорошо изученный, что вы не ожидаете, что вам придется очень часто устранять неполадки. Тем не менее, этот процесс часто может занять несколько часов, поэтому любое время, потраченное на выявление проблем с вашей реакцией, может занять дни или даже недели, чтобы исправить их. Это разочаровывающие проблемы, когда вы пытаетесь сделать новаторские открытия!
Как и большинство реакций в лаборатории, ПЦР чувствительна к загрязнению такими факторами, как посторонняя ДНК, ферменты и ионы, поэтому стоит учитывать, что правильный уровень чистоты воды будет иметь важное значение для вашего успеха. Это также относится практически ко всем лабораторным методам, которые вы только можете себе представить, от клонирования, вестерн-блоттинга и масс-спектрометрии до хроматографии, экстракции ДНК и гибридизации in situ. загрязнение. Если вы сможете заставить свои ежедневные эксперименты работать правильно, то вы будете на пути к открытию чего-то нового о том, как устроен мир (и кто знает, может быть, в будущем вы даже получите Нобелевскую премию!).
Достижение неизменно точных результатов само по себе может быть тестированием. Однако это еще более важно, когда вы фактически проводите тестирование (например, образцов пациентов). В этом предпоследнем эпизоде нашей серии невоспетых героев мы обращаем внимание на важность точности анализа, когда на карту может быть поставлена жизнь пациентов.
Точные диагностические тесты спасают жизни
Преимущества чистой воды не ограничиваются исследованиями — если вы работаете в диагностической лаборатории, то от вашей работы могут зависеть жизни пациентов. Многие загрязнители воды могут повлиять на результаты диагностики, например:
Общий анализ кальция используется для выявления таких заболеваний, как эпилепсия, хронические заболевания печени и кишечная мальабсорбция. На достоверность полученных данных может существенно повлиять загрязнение оксалатами, сульфатами и кальцием.
Щелочная фосфатаза представляет собой фермент, присутствующий во всех клетках организма. Тесты для определения его функции используются для диагностики заболеваний костей, печени, желчного пузыря, паращитовидной железы и желчных протоков, а также дефицита витамина D. Однако на результаты этих тестов отрицательно влияют фторид, фосфат, цинк, марганец, арсенат, ЭДТА, бактерии и/или эндотоксины, присутствующие в образце и/или используемых реагентах.
Анализ железа используется для исследования широкого спектра проблем, от депрессии, болей в суставах и нерегулярного сердцебиения до проблем с печенью, диабета и бесплодия. Однако надежность количественного определения железа в образцах крови снижается из-за присутствия ЭДТА, оксалата и фтора.
Это всего лишь несколько примеров, но, как вы видите, использование надежного источника чистой воды необходимо для получения информативных результатов и для помощи врачам в выборе правильного лечения для пациентов.
Использование высококачественных реагентов экономит ваше время и деньги
Независимо от типа лаборатории, в которой вы работаете, правильное выполнение анализов, реакций или тестов с первого раза сэкономит ваше время и деньги, а это означает использование наилучшей и сверхчистой воды.
Стабильная вода высокого качества позволит:
· Повышение воспроизводимости экспериментов
· Обеспечит оптимальную активность ферментов
· Предотвратит преждевременное старение вашего оборудования
· Избавит вас от необходимости повторно готовить буферы снова и снова (они прослужат дольше, если не содержат микроорганизмов и органических материалов).
· Одним словом - экономьте время и деньги!
Качество вашего водоснабжения имеет значение – сделайте это правильно!
Подсчитано, что лаборатории используют в 5 раз больше воды, чем офисные здания аналогичного размера, и достаточно, чтобы наполнить более 14 олимпийских бассейнов в течение года, поэтому вода действительно является топливом, которое движет вашими исследованиями. Его качество действительно может иметь значение: если вы считаете, например, что ~ 70% проблем с производительностью ВЭЖХ напрямую связаны с качеством воды, вы быстро начинаете понимать, что чистота воды — это то, чему мы, ученые, должны уделять больше внимания. Независимо от того, пытаетесь ли вы углубиться в биологию, или просто пытаетесь получить точные результаты своих испытанных и протестированных анализов, использование надежной высококачественной воды нужной чистоты имеет важное значение для вашего успеха