提到生物學實驗室,同學們會想到什么?《藍精靈》里格格巫的屋子?化學藥劑混合的奇隆味道,形狀古怪的玻璃瓶冒著各種顏色的氣體,還有藥物加熱時的嘶嘶聲響?或是生化危機電影里的恐怖實驗室,穿著白大褂,戴著防毒面具,甚至連眼睛也戴著隔離眼罩的研究人員……
今天,就讓我們跟隨生物化學研究專家,掀起生物化學實驗室的神秘面紗,為你解開心中的好奇。
神秘實驗室不神秘
瞧,古老又端莊的實驗大樓,卻掩飾不住神秘的氣息。咱們趕緊去探個究竟吧!
走進實驗室,看到很多穿著白大褂的人正在操作臺前忙碌著。你不會誤以為是走進醫院了吧。其實,研究人員實驗時穿上白大褂,一是為了實驗室整體的整潔,同時也是為了滿足實驗室環境和操作的要求,還可以保護自己的衣服不被污染。
驚嘆實驗室的整潔之后,你會注意到實驗室操作臺上那一排排實驗架,上面堆滿了瓶瓶罐罐,瓶子和罐子里盛著紅紅綠綠的各種試劑,有固體的,也有液體的。
科研人員正在利用這些顏色鮮艷的試劑,進行生物學實驗和生命現象的探究。實驗操作中的很多試劑是有毒的,所以一定要安全謹慎操作,比如帶上一次性手套和口罩。這樣才能保證研究人員的安全和健康。
有一些實驗甚至要全副武裝才能上陣。要知道,細菌病毒可不是鬧著玩的,很有可能會因此而感染生病。瞧,研究專家正在無菌環境下觀察細菌。
無菌操作,就是將實驗限制于無菌操作臺中,既防止細菌污染環境,也防止實驗環境中漂浮的細菌互相污染,或細菌過度繁殖影響實驗效果。
生物化學和分子生物學實驗室是操作精密實驗的場所,比如細胞、納米粒等,這些都是肉眼很難看到的,所以最重要的就是認真仔細,嚴格遵照實驗要求進行操作。其中,顯微鏡就是必不可少的,它就是專家們的“眼睛”。
生物化學研究內容
親密接觸了生物化學實驗室,你肯定奇怪,生物化學研究專家們每天和這些瓶瓶罐罐打交道,他們都在做些什么研究呢?
說到“生物化學”,大家可能會想到一些恐怖電影或電腦游戲,顧名思義,生物化學是研究生物體中的化學進程的一門學科,就是運用化學的理論和方法研究生命物質的一門交叉學科。其主要任務是了解生物的化學組成、結構及生命過程中各種化學變化。研究的對象主要是細胞內各組分,如蛋白質、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結構和功能。比如,我們吃的水果進人體內會怎樣消化吸收,將發生怎樣的變化。生物化學是生物學當中很重要的一個分支領域,也是幾乎所有與生命相關的專業的必修課,里面既有生物學知識也有化學知識。
原來如此,難怪我們在實驗室只看到穿著白大褂的研究專家們在那些瓶瓶罐罐前左看右看、上看下看,而沒有發現實驗對象——生物的影子,原來它們都是些很難用肉眼觀察的細胞級小不點。
通過生物化學解決生物難題
生物化學聽起來好像離我們實際生活很遠,是一門非常高深的學科,但實際上,這門學科與醫學、農業、某些工業和國防部門等都密切相關。舉一個大家都熟知的例子,比如我們生病時,可能會用到抗生素。在人類與疾病斗爭的歷史上,抗生素的發現開創了化療藥物的新時代,而這些藥物的發現、獲取以及在體內機制的研究等,都是生物化學的功勞。還有我們注射用的疫苗,也是生物化學的研究領域。
既然是與不一樣的小不點們打交道,實驗操作中有很多步驟都要借助特殊的儀器來完成,有些是大塊頭,也有一些是小不點,但它們的作用可不容小覷。OK,一起去認識認識吧!
微波爐?小烤箱?
這是什么?微波爐、小烤箱?都不是,它叫離心機,顧名思義,就是靠著高速旋轉,產生離心力將固體和液體分離的裝置。每分鐘轉數高達上萬轉。為了保證安全,離心機的外壁都很堅固,大型離心機的外壁都和坦克車的裝甲一樣厚。
電話機?電報機?
這個黑色的家伙叫做PCR(就是利用DNA聚合酶對特定基因進行體外大量合成)儀,專門用來做PCR實驗的,這是生物化學和分子生物學最常做的實驗內容。1995年,美國科學家Mulis憑借此技術,獲得了諾貝爾化學獎。PCR技術廣泛地應用于生命科學研究、食品衛生、醫療、法醫及環境監測等諸多方面,比如我們熟知的親子鑒定就要用到這個儀器。
消毒柜?電冰箱?
這個有點像冰箱的家伙,是生物化學實驗中常用到的培養箱,通過溫度控制對微生物或是動植物進行培養。大多數培養箱都保持在適宜的溫度。就如同袋鼠媽媽的育兒袋,可以讓脆弱的生命獲得良好的生長環境。
壓力器?
這個讓你叫不上名字的“小槍”,叫微量移液器,是生物化學實驗室最常用的儀器設備,科研人員一般叫它為“槍”,是轉移微小容量液體的工具。如果需要幾微升實驗試劑,就用它來精確量取。不同的“槍”量取不同容積的液體。
電子秤?
這次你終于與正確答案靠近了一些,沒錯,它就是電子天平,與普通的電子秤原理基本一致,不過能稱量細微物體的質量,比如微克、納克。試試,它可以告訴你,你的一根頭發究竟有多重。厲害吧?
不一樣的生物化學研究樂趣
要說起生物化學的樂趣,那可不是簡單的一兩句話能表達的,需要自己切身去體會與感受。大自然如此神奇,創造的生物又是如此精密,當我們深入到分子水平的時候,會發現很多以前沒有發現的“奇跡”。當那些只有納米級別的蛋白質或者是DNA,通過我們的親手操作,展現在顯微鏡下,親眼看到其中復雜又美妙的結構,那是多么令人震撼呀,我們會不由自主地感嘆大自然的神奇與偉大。如果我們能成為整個世界和歷史上第一個發現生命新奧秘的人,這種樂趣和成就,就是支持你繼續研究的最大動力。
顯微鏡下的美妙人體結構
哇,精彩的微觀世界,是否已經激起你將來成為生物化學研究專家的興趣。那就從現在開始,認真觀察生活,多動腦筋,仔細體會,多問幾個為什么,想一想我們身體日常的生理活動,其中發生了哪些變化,這些變化有什么意義和價值;其次要更多地了解自己身體的秘密,培養研究興趣,比如你吃進去的食物是怎樣消化的,喝進去的水怎么轉變成汗水排出來的等當然,多看相關的科普書籍也是必不可少的,從司空見慣的現象人手,深入思考,透過外表看本質,不斷鍛煉自己生物化學方面的思維方式和研究技能。OK,夢想從此刻起步!