వేసవి సైన్స్ గైడ్: 40°C వేడి తరంగం పరమాణు ప్రయోగాలను కలిసినప్పుడు

ఇటీవల చైనాలోని చాలా ప్రాంతాలలో అధిక ఉష్ణోగ్రతలు కొనసాగుతున్నాయి. జూలై 24న, షాన్‌డాంగ్ ప్రావిన్షియల్ వాతావరణ అబ్జర్వేటరీ పసుపు రంగు అధిక ఉష్ణోగ్రత హెచ్చరికను జారీ చేసింది, లోతట్టు ప్రాంతాలలో రాబోయే నాలుగు రోజుల పాటు "సౌనా లాంటి" ఉష్ణోగ్రతలు 35-37°C (111-133°F) మరియు 80% తేమ ఉంటుందని అంచనా వేసింది. టర్పాన్, జిన్‌జియాంగ్ వంటి ప్రదేశాలలో ఉష్ణోగ్రతలు 48°C (111-133°F)కి చేరుకుంటున్నాయి. హుబేలోని వుహాన్ మరియు జియోగాన్ ఆరెంజ్ అలర్ట్‌లో ఉన్నాయి, కొన్ని ప్రాంతాలలో ఉష్ణోగ్రతలు 37°C కంటే ఎక్కువగా ఉన్నాయి. ఈ మండే వేడిలో, పైపెట్‌ల ఉపరితలం క్రింద ఉన్న సూక్ష్మ ప్రపంచం అసాధారణ అవాంతరాలను ఎదుర్కొంటోంది - న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల స్థిరత్వం, ఎంజైమ్‌ల కార్యకలాపాలు మరియు కారకాల భౌతిక స్థితి అన్నీ వేడి తరంగం ద్వారా నిశ్శబ్దంగా వక్రీకరించబడతాయి.

న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ వెలికితీత అనేది కాలానికి వ్యతిరేకంగా జరిగే పోటీగా మారింది. ఎయిర్ కండిషనర్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పటికీ, బహిరంగ ఉష్ణోగ్రత 40°C దాటినప్పుడు, ఆపరేటింగ్ టేబుల్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత తరచుగా 28°C కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, బహిరంగ ప్రదేశంలో ఉంచబడిన RNA నమూనాలు వసంతకాలం మరియు శరదృతువులో కంటే రెండు రెట్లు వేగంగా క్షీణిస్తాయి. అయస్కాంత పూస వెలికితీతలో, ద్రావకం యొక్క వేగవంతమైన అస్థిరత కారణంగా బఫర్ ద్రావణం స్థానికంగా సంతృప్తమవుతుంది మరియు స్ఫటికాలు సులభంగా అవక్షేపించబడతాయి. ఈ స్ఫటికాలు న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ సంగ్రహణ సామర్థ్యంలో పెద్ద హెచ్చుతగ్గులకు కారణమవుతాయి. సేంద్రీయ ద్రావకాల అస్థిరత ఏకకాలంలో పెరుగుతుంది. 30°C వద్ద, క్లోరోఫామ్ అస్థిరత మొత్తం 25°Cతో పోలిస్తే 40% పెరుగుతుంది. ఆపరేషన్ సమయంలో, ఫ్యూమ్ హుడ్‌లో గాలి వేగం 0.5మీ/సె ఉండేలా చూసుకోవడం మరియు రక్షణ ప్రభావాన్ని నిర్వహించడానికి నైట్రైల్ గ్లోవ్‌లను ఉపయోగించడం అవసరం.

PCR ప్రయోగాలు మరింత సంక్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత ఆటంకాలను ఎదుర్కొంటాయి. టాక్ ఎంజైమ్ మరియు రివర్స్ ట్రాన్స్క్రిప్టేజ్ వంటి కారకాలు ఆకస్మిక ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులకు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి. -20°C ఫ్రీజర్ నుండి తీసివేసిన తర్వాత ట్యూబ్ గోడలపై సంక్షేపణం ప్రతిచర్య వ్యవస్థలోకి ప్రవేశిస్తే 15% కంటే ఎక్కువ ఎంజైమ్ కార్యకలాపాల నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది. గది ఉష్ణోగ్రతకు (>30°C) కేవలం 5 నిమిషాల ఎక్స్పోజర్ తర్వాత dNTP సొల్యూషన్‌లు కూడా గుర్తించదగిన క్షీణతను చూపించగలవు. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వల్ల పరికరం ఆపరేషన్ కూడా దెబ్బతింటుంది. ప్రయోగశాల పరిసర ఉష్ణోగ్రత >35°C ఉన్నప్పుడు మరియు PCR పరికరం యొక్క ఉష్ణ వెదజల్లే క్లియరెన్స్ సరిపోనప్పుడు (గోడ నుండి <50 సెం.మీ.), అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం 0.8°C వరకు చేరవచ్చు. ఈ విచలనం 96-బావి ప్లేట్ అంచు వద్ద యాంప్లిఫికేషన్ సామర్థ్యాన్ని 40% కంటే ఎక్కువ తగ్గించడానికి కారణమవుతుంది. దుమ్ము ఫిల్టర్‌లను క్రమం తప్పకుండా శుభ్రం చేయాలి (దుమ్ము పేరుకుపోవడం వేడి వెదజల్లే సామర్థ్యాన్ని 50% తగ్గిస్తుంది), మరియు ప్రత్యక్ష ఎయిర్ కండిషనింగ్‌ను నివారించాలి. అంతేకాకుండా, రాత్రిపూట PCR ప్రయోగాలు చేస్తున్నప్పుడు, నమూనాలను నిల్వ చేయడానికి PCR పరికరాన్ని "తాత్కాలిక రిఫ్రిజిరేటర్"గా ఉపయోగించకుండా ఉండండి. 4°C వద్ద 2 గంటల కంటే ఎక్కువసేపు నిల్వ చేయడం వలన వేడిచేసిన మూత మూసివేసిన తర్వాత సంక్షేపణం ఏర్పడుతుంది, ప్రతిచర్య వ్యవస్థ పలుచన అవుతుంది మరియు పరికరం యొక్క మెటల్ మాడ్యూల్స్ తుప్పు పట్టే అవకాశం ఉంది.

నిరంతర అధిక-ఉష్ణోగ్రత హెచ్చరికలను ఎదుర్కొంటున్నప్పుడు, మాలిక్యులర్ ప్రయోగశాలలు కూడా అలారం మోగించాలి. విలువైన RNA నమూనాలను -80°C ఫ్రీజర్ వెనుక భాగంలో నిల్వ చేయాలి, అధిక-ఉష్ణోగ్రత కాలాలకు యాక్సెస్ పరిమితం చేయాలి. -20°C ఫ్రీజర్ తలుపును రోజుకు ఐదు సార్లు కంటే ఎక్కువ తెరవడం వల్ల ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులు పెరుగుతాయి. అధిక-ఉష్ణోగ్రత-ఉత్పత్తి పరికరాలకు రెండు వైపులా మరియు వెనుక వైపులా కనీసం 50 సెం.మీ. ఉష్ణ వెదజల్లే స్థలం అవసరం. ఇంకా, ప్రయోగాత్మక సమయాన్ని పునర్నిర్మించాలని సిఫార్సు చేయబడింది: RNA వెలికితీత మరియు qPCR లోడింగ్ వంటి ఉష్ణోగ్రత-సున్నితమైన కార్యకలాపాల కోసం 7:00-10:00 AM; డేటా విశ్లేషణ వంటి ప్రయోగాత్మకం కాని పని కోసం 1:00-4:00 PM. ఈ వ్యూహం అధిక-ఉష్ణోగ్రత శిఖరాలు క్లిష్టమైన దశల్లో జోక్యం చేసుకోకుండా సమర్థవంతంగా నిరోధించగలదు.

వేడిగాలుల సమయంలో పరమాణు ప్రయోగాలు సాంకేతికత మరియు సహనం రెండింటికీ పరీక్ష. నిరంతర వేసవి ఎండలో, బహుశా మీ పైపెట్‌ను అణిచివేసి, పరికరం మరింత వేడిని వెదజల్లడానికి మీ నమూనాలకు అదనపు మంచు పెట్టెను జోడించాల్సిన సమయం ఆసన్నమైంది. మండుతున్న వేసవి నెలల్లో ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గుల పట్ల ఈ గౌరవం ఖచ్చితంగా అత్యంత విలువైన ప్రయోగశాల నాణ్యత - అన్నింటికంటే, వేసవిలో 40°C వేడిలో, అణువులకు కూడా జాగ్రత్తగా రక్షించబడిన "కృత్రిమ ధ్రువ ప్రాంతం" అవసరం.