Добрый день, уважаемые подписчики!
Получилось так, что заметки в нашем паблике носят, главным образом, сугубо информационный характер. Меж тем, в последние годы особую популярность набирает т.н. DIY — Do It Yourself. На ютубе можно найти массу каналов с подобным контентом от откровенного треша до настоящего искусства (думаю, не стоит называть конкретные имена, вы и сами всё прекрасно понимаете). Но на том же ютубе практически нет биологического DIY. А как показывает практика офлайн общения, большая масса людей заинтересована именно в том, чтобы попробовать сделать что-либо своими руками.
Автор этой заметки свято верит в кустарей-одиночек и гаражную науку, так что решил попробовать заполнить пробел в данном контенте. Так что, если эта заметка, что называется, зайдёт, то периодически на нашей площадке будут публиковаться материалы с практическими рекомендациями по биологическому DIY.
Первый вопрос, который встаёт перед человеком, который хочет попробовать себя в гаражной науке, это цена вопроса. Походив по этим вашим интернетам, интересант впадет в уныние и ничтожество, поскольку выясняет, что для проведения исследований нужна большая лаборатория с дорогим оборудованием («И вообще, хочешь заниматься наукой – делай это в НИИ!!!111»). Но в действительности всё совсем не так, как на самом деле. И для организации своего маленького НИИ с блэкджеком и кокотками совсем не нужно брать кредит под конский процент. Об этом сегодня и поговорим.
Строго говоря – стоимость лаборатории будет определяться только тем, каким направлением читатель планирует в ней заниматься. В связи с этим цена может колебаться от нуля (если интересуют исключительно описательные области биологии) до бесконечности (если предметом интереса являются биотехнологии или молекулярная биология). Но мы попробуем найти некую среднюю, приемлемую сумму, а большую часть оборудования попытаемся сделать своими руками или использовать «подножный корм».
Относительно простым, но в тоже время затратным из направлений в биологии, является микробиология. Вот с неё и начнём. Во-первых, это одна из самых интересных областей естествознания, а во-вторых, многие из приборов и материалов, применяемых в исследованиях микробов, можно применять в других областях.
А теперь внимание, дисклеймер: данный материал носит исключительно ознакомительный характер и не является руководством по организации биологической лаборатории по производству [роскомнадзор]. И второе – в данной заметке автор делится исключительно собственным опытом, поэтому ссылок на литературу в конце не будет.
Ну, а теперь к делу. Главным и основным инструментом исследователя-микробиолога является микроскоп. Теме выбора и покупки этого инструмента, наверное, имеет смысл посвятить отдельную заметку, тем более что сейчас с этим проблем нет.
Но будем считать, что микроскоп уже есть (кстати, это будет основной графой трат при организации уютненького).
Что же ещё необходимо для DIY-бактериолога? Начнём с того, что придётся приобрести. В первую очередь – с т.н. расходников. Самым ходовым предметом в лаборатории будут предметные стёкла. В настоящее время их можно найти не только в специализированных торговых площадках, но и на обычных маркетплейсах (в зависимости от производителя и количества стёкол – до 1500 рублей) (Рис. 1).
Следующее, что потребуется – это бактериологические красители для окраски препаратов по Граму. Сюда входят генцианвиолет, фуксин и раствор Люголя. В принципе, сейчас продают уже готовые наборы, но стоят они совершенно отдельных денег, поэтому, по мнению автора, целесообразней приобрести сухие красители и реактивы и приготовлять растворы по мере необходимости (стандартной навески в 20-50 гр. гаражному исследователю хватит до конца жизни. Найти эти реактивы можно на площадках, торгующих химическими товарами. По финалу, стоимость такого набора обойдётся в 1000-1500 родных деревянных. Для начинающих микробиологов не рекомендуется сразу связываться с карболовым фуксином, а обойтись спиртовым раствором (Рис. 2).
В принципе, для старта – это всё что нужно. Спиртовка легко заменяется зажигалкой или вообще высушиванием препаратов в обычных условиях. Пипетка приобретается в аптеке. В случае, если предметом интереса являются плесневые грибы, то и красители не обязательны. Выходит, что стартовый набор для наблюдения (без стоимости микроскопа) обойдётся в 1500-3000.
Но предположим, что наблюдение не удовлетворяет интерес кустаря-одиночки, и он желает выделить чистую культуру. Для этого понадобятся ещё несколько компонентов. Культивирование как бактерий, так и плесневых грибков осуществляется на твёрдых питательных средах (ТПС) в чашках Петри. В принципе, ТПС можно сделать своими руками, тогда они будут иметь стоимость по цене продуктов, но тут есть два серьёзных препятствия: первое – создать в домашних условиях идеальный состав для культивирования бактерий будет довольно сложно, и второе – это будет отнимать большое количество времени, которого у DIYвайщика, как правило не так много. Тем не менее, ловите рецепт: куриный бульон (или бульонный кубик), поваренная соль, сахар, агар пищевой (если интересны конкретные граммовки – пишите в комментариях). Опираясь на собственный опыт, могу сказать, что рецепт рабочий, но трудоёмкий и не всегда надёжный. По этой причине автор предпочитает пользоваться готовыми питательными средами. Как правило, их можно найти на тех же ресурсах, что и бактериологические красители. Для начала рекомендуется обзавестись двумя типами питательных сред: сухим мясо-пептоным агаром (для бактерий) и агаром Сабуро (для грибов). Стоимость сред зависит от объёма, но в среднем составляет от 1 до 1,5 т.р. (Рис. 3)
Теперь по чашкам Петри. Во-первых, чашки Петри различаются по материалу, из которого сделаны. Условно их можно разделить на пластиковые и стеклянные. Во-вторых, по размеру.
Пластиковые чашки несколько дешевле и продаются в индивидуальных стерильных упаковках (Рис. 4).
Казалось бы – идеальный вариант, но, как обычно, тут нас поджидает засада – эти чашки одноразовые, т.е. их нельзя стерилизовать по второму кругу. В том случае, если они выдерживают кипячение (а, как правило, это не так) они необратимо мутнеют и становятся непригодным для повторного использование (Рис. 5).
В свою очередь стеклянные чашки можно не только мыть агрессивными растворами, но и повторно стерилизовать. Однако у них есть один значимый недостаток – они бьются, и в некоторых случаях среда с культурой может оказаться на рабочем столе и/или на полу, что, в общем, совсем не хорошо (вопросы ТБ мы обсудим как-нибудь в другой раз, если заметка взлетит).
Так что решать в каждом отдельном случае нужно исследователю. Если это одноразовая «акция», то, пожалуй, оптимальными будут пластиковые ёмкости, в том случае, если это всерьёз и надолго – лучше остановиться на стеклянных.
Второе, чашки Петри различаются по своему диаметру от 50 до 100 мм (Рис. 6). Для культивирования в кустарных условиях наиболее подходят 100 мм чашки.
Стоимость одной стеклянной чашки примерно 150-200 рублей, для старта стоит обзавестись 10-15 чашками, т.е – 1500-2000 руб.
Но питательную сферу надо на чём-то «варить» и стерилизовать (да и чашки Петри стоит «прогнать» через стерилизацию). Варить среду можно на обычной конфорке, но исследователю стоит помнить, что при приготовлении она обладает довольно специфическим запахом, с которым готовы мириться не все домочадцы («Вали в свой НИИ!!!111»). Поэтому стоит обзавестись простейшей индивидуальной электроплиткой (от 700 рублей) и не менее индивидуальной ёмкостью для варки (ковшик 300 мл – 300 р.). Итого – 1000.
Но среду мало приготовить – её нужно ещё простерилизовать. В профессиональных лабораториях для этого используются автоклавы, но стоят они как чугунный мост, да и расположить автоклав в домашних условиях будет проблематично. Из этой ситуации есть два выхода: микроволновка и скороварка. Микроволновая печь обеспечивает довольно неплохую степень обеззараживания сред, но применять её и для приготовления пищи, и для стерилизации сред – ну такое… «Не советую, молодой человек… Мнэ… Не советую – съедят». Поэтому во избежание конфликтов и сохранения мира в семье, а также для обеспечения безопасности, целесообразно обзавестись собственной небольшой скороваркой. Она вполне справляется с функцией автоклава. Новая, как правило, стоит немалых денег, но тут на помощь любителям гаражной науки приходят площадки с б/у товарами. Там можно найти советскую скороварку с полным фаршем за приемлемые 700-800 рублей (Рис. 7).
В скороварке можно стерилизовать как среды, так и чашки Петри. Однако, опираясь на свой опыт, перед заливкой чашки имеет смысл протереть 70% спиртом или прокипятить в дистиллированной воде (на манер приготовления крышек для закатывания консервов).
Итак, у нас есть на чём и в чём культивировать, где стерилизовать и чем красить. Попробуем посчитать финальную стоимость. Итого, стоимость стартового набора для гаражной микробиологической лаборатории (без микроскопа) будет составлять, по максимуму, 13 т.р. Прибавим стоимость спирта и дистиллированной воды и получим приемлемые 15 т.р.
Плесневые грибки с удовольствием растут в домашних условиях, для роста бактерий оптимальной температурой является 37℃, т.е. нам необходим термостат. Самый простой термостат на одном китайском сайте стоит 15 000. Но его можно сделать и своими руками примерно за 3000. О чем и будет (если будет), одна из следующих заметок.
Пишите в комментариях, какие аспекты биологического DIY вас интересуют – постараемся ответить.
До новых встреч!
Автор: Артемий Липилин
