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怎样学做实验(初步总结版)

已有 44556 次阅读 2012-2-8 10:32 |个人分类:实验室是我家|系统分类:科研笔记| 实验

怎样学做实验(初步总结版)

2012.1.21-2.7


我其实做实验的经验不多,还不到三年。但是,这两年多以来,有过许多经验教训。最近实验室新来的研究生跟我学做实验,因此把自己的经验教训总结出来,一方面是为了对自己今后做实验有用,另一方面也希望对别人有所帮助。由于我的专业是生物学,所以我不确定本文是否适合其它专业。 

 

学做实验,大概分为两种方法:向别人学习和自学。两者方法有所不同,下面分别介绍。 

 

 

基本操作和基础知识


一般而言,做实验是很难完全自学的。所以,在开始学做实验的时候,最好有人指导。做实验的内容,大概分为基本操作和具体实验的操作。基本操作是具体实验的基础,例如:怎样量取容积,怎样测量和调节PH值,怎样清洗实验室器皿,无菌操作技术,怎样使用pipette,怎样配置溶液,怎样autoclave(高压蒸汽灭菌)等。学做实验的时候,应该先学最基本的操作,再学具体的实验。这些基本操作具有至关重要的作用,它直接决定了实验的成功率。

 

我不可能在本文中完全介绍这些基本操作,但是,我可以推荐几本书。第一本书是《分子生物学实验室工作手册》(英文名At the bench: a laboratory navigator)。这本书是生物医学研究生的入门书籍,我认为是必读书之一,而且建议精读三遍以上。本书中译本大约300多页,相对于将要介绍的其它几本书籍要薄很多。它介绍了怎样在实验室与他人相处,怎样建立实验室,怎样写实验记录,实验室的基本操作如试剂的配置、储藏和处理,无菌技术,细胞培养,离心,测PH值,电泳,显微镜的使用等。总而言之,本书基本上囊括了生物医学实验室日常遇到的问题和所有的基本操作,是生物医学研究生首选的入门书籍。我应该是从科学网上马臻 老师那里听到介绍的,不过具体的介绍文章忘记了。 

 

第二本书是《分子克隆》(英文名Molecular cloning: a laboratory manual),本书被誉为分子生物学的圣经,几乎每一个生物实验室都有一本。本书介绍了分子生物学常用实验技术的基本原理和许多protocol。目前已经出版到第三版。第一版出版于 1982年,第二版出版于1989年,第三版出版于2001年。书中提供的protocol很经典,但是有些目前已经改进了。这本书很厚,第三版英文版有2000多页,所以几乎不可能也没有必要精读所有章节,只要阅读自己正在做的实验的相关内容就可以了。

 

我学习基本实验操作是大一大二的时候,那时候延续了高中时鄙视学校教育的习惯,而且根本不打算做科研,所以这些课程基本上是应付过去的。等到了后来决定做科研,才发现需要学习的基础知识太多太多。我希望有人能系统地教我一遍,可惜这是不可能的。于是,我一直在寻找一本系统介绍实验基础的书。我找了很久很久,直到有一天,当我看到《Current Protocols in Essential Laboratory Techniques》时,我知道我找的就是它。所以,我推荐的第三本书就是它。这本书从怎样量取体积,称取重量,测量PH值,测量浓度等最基本的操作说起,讲到配置溶液,细胞培养,PCR,样本的准备,层析,电泳,印迹实验,显微镜,酶促反应(PCR等)。这本书共有737页,讲的是每天做实验都要遇到的问题,详尽系统却又简明易懂。对于希望学好做实验的人而言,本书必须仔细阅读,对于希望成为实验高手的人而言,本书更应该精读。Current ProtocolWiley出版社出版的一个实验室手册丛书,是生物医学实验经典丛书之一,目前有16本,包括:Neuroscience, Molecular biology, Microbiology, Immunology, Toxicology, Cell biology等。详见维基百科:http://en.wikipedia.org/wiki/Current_Protocols Current Protocol的分册也是相应学科实验室的重要参考资料。

 

以上三本书各有特点。《At the bench: a laboratory navigator》为科普性质,是对实验室基础技术的粗略介绍,《Current Protocols in Essential Laboratory Techniques》是对实验室基础技术的详细介绍,而《Molecular Cloning》则是对具体实验的详细介绍。按照“柿子先捡软的捏”的原则,建议先通读《At the bench: a laboratory navigator》,再通读《Current Protocols in Essential Laboratory Techniques1,2,3,5,9章及正在学习的具体实验的相关章节,加上阅读《Molecular Cloning》正在学习的具体实验的相关章节。通读的时候,标出重点及自己的知识盲点,以后多复习重点和知识盲点几遍直至了然于胸。

 

 

怎样向别人学做实验

 

如果有人教做实验,学习效率会高很多。无论是向老师还是向师兄师姐学习,都需要注意别人的时间是宝贵的,所以尽可能一两次学会。因此,在学习之前,先问清楚需要学习的实验内容,自己先通过阅读书籍,查阅网络资料对该实验的原理和基本操作有一个大概的了解。好记性不如烂笔头,在学习的时候,要带上纸笔做记录。遇到不懂的地方,不要因为觉得不礼貌而将疑问存于心中,而应该询问清楚。实验的精髓不是一份简单的Protocol,而是实验的“心法”:关键步骤,注意事项,常见问题和解决方法。做任何一个实验,必须清楚关键步骤、注意事项、常见问题和解决方法。要清楚一个试剂的作用是什么,加多或者少加会有什么后果;一个步骤的目的是什么,时间太长或者太短会怎样等。在学习的时候,如果没有教这些“心法”,自己应该主动请教,并记录下来。

 

一开始学做实验的时候,最好分三步走:老师示范,自己做老师看,自己独立做。认真的态度常常使别人乐于教你,如果自己无所谓,则别人会觉得教你是在浪费时间。在开始学做一个实验的时候,及时、详细的实验记录是非常必要的,如果实验失败,这些记录是分析失败原因的重要依据。做完实验之后,要总结经验教训,记录下来,并定期复习这些经验教训。总之,学做实验,遵循的步骤是:1 预习。2。观摩,记录。3。自己操作。4。总结和复习。第一次实验就成功,常常不是一件好事,因为可能仅仅是运气好。多次失败后的成功才是掌握了实验的可靠指标。好的实验室常常有成熟的Protocol,不好的实验室,Protocol可能并不完善,需要自己摸索和调整。

 

 

怎样自学做实验

 

不是每一个实验都有人教,需要自学的情况很常见。自学做实验,必须在掌握了实验的基本操作的基础上进行。自学实验,关键是要找到可行的protocol,并清楚实验原理,关键步骤,常见问题和解决方法。

 

我一般采取的程序是:首先用google检索实验原理,常见问题,注意事项等。把网上许多文章拷贝下来,仔细阅读,找出重点,总结成简化版。然后,找一个好的protocolProtocol可以从google检索,从书籍中找到,从别人的文献中找,或者从生物公司的网站上找。这些方法下面分别介绍。最好找到不同的protocol进行比较,分析为什么不同。通过比较,可以加深对实验的理解。

 

如果系里或者认识的人有正在学习的实验的专家,最好向专家请教,可以节约不少时间。有时候,一个小小的细节问题就可以浪费许多时间。

 

勤记录,多总结:实验室的新手怎样才能尽快成长起来?除了积极主动学习外,善于总结是必不可少的。人的记忆力有限,所以要做好详细的实验记录,防止将来忘记;同时又要把自己犯过的错误记下来。每一次错误,都提示自己有犯这个错误的潜在因素,如果不加注意,几乎必定会重犯同一个错误(我对此深有体会)。所以,为了避免重复同样的错误,应该将错误记下来并定时复习。总结,一方面是反思自己犯错误的原因,另一方面是把大量的信息简化和系统化以便于记忆。我在博客上曾经写过做实验的总结:《做实验需要注意的五大细节》http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2068&do=blog&id=468104和《实验室里最危险的东西是什么?》http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2068&do=blog&id=468448,至于没有公开的总结就更多了。这些总结极大地促进了我的学习。

 

 

生物公司网站

 

对于常见实验,一些大的生物公司网站上提供了许多有用的信息,包括实验的protocol,注意事项、常见问题及解决方法等。这些信息一般而言非常可靠,因为公司的任务就是帮助你用他们的产品把实验做出来。推荐以下几个网站:

 

New England Biolabs提供分子生物学的常用酶,例如内切酶,外切酶,DNA合成酶,RNA合成酶,连接酶等。很多实验室的酶都购自NEB。其网站提供了分子克隆的常用知识,知识可靠、简洁、易懂。其总目录(NEB Technical Reference)是:

http://www.neb.com/nebecomm/tech_reference/default.asp#.TydrvsVSTqE

 

一些分子生物学实验的常用知识和常见问题:
怎样优化酶切反应:
http://www.neb.com/nebecomm/tech_reference/restriction_enzymes/setting_up_reaction.asp#.TzCytcVSTqE
怎样自制感受态大肠杆菌:
http://www.neb.com/nebecomm/tech_reference/competent_cells/chemicallycompetentcells.asp#.TzCywcVSTqE

T7 RNA Polymerase 的常见问题与回答: 

http://www.neb.com/nebecomm/products/faqproductM0251.asp#169

怎样提高连接反应的效率:

http://www.neb.com/nebecomm/tech_reference/modifying_enzymes/ligation_tips.asp#.TydtcsVSTqE

连接反应的常见问题和解决方法:

http://www.neb.com/nebecomm/tech_reference/modifying_enzymes/ligation_tips2.asp#.Tydtc8VSTqE

 

Jackson ImmunoResearch Lab提供抗体的主要公司之一。Technical center介绍了抗体和荧光素的基础知识,怎样选择抗体和荧光素,怎样配置抗淬灭的mounting medium,抗体反应的常见问题如弱信号、高背景的原因等。需要用到抗体的实验例如ImmunostainingWestern之类的,都可以参考这个网址上的信息。Technical center链接:http://www.jacksonimmuno.com/technical/techmain.asp

 

Ambion号称RNA专家,专门生产针对RNA实验的产品,例如RNA酶抑制剂等。提供了大量关于RNA实验的知识,为RNA实验主要参考网站。链接:http://www.invitrogen.com/site/us/en/home/References/Ambion-Tech-Support.html

 

Sigma-Aldrich化学试剂的主要提供商。用“产品名,Sigma-Aldrichproduct information 检索,就可以找到产品说明书。这些说明书对于做实验而言是非常有用的。有时甚至还提供详细的protocol,例如,关于糖原的用法,如果检索“glycogen Sigma-Aldrich product information 就可以看到一个详细的用糖原帮助提高酒精沉淀DNAprotocolttp://www.sigmaaldrich.com/etc/medialib/docs/Sigma/Datasheet/7/g1767dat.Par.0001.File.tmp/g1767dat.pdf

 

Roche Applied Science:化学和生物试剂的主要提供商。找到产品说明书要麻烦一些。仍以糖原为例,GoolgeglycogenRoche Applied Science”,点击第一个结果:http://www.roche-applied-science.com/proddata/gpip/3_6_6_1_4_1.html,依次点击additional informationInstructions for Use and Material Safety Data SheetsCatalog Number:11814320001instructions for use,就可以下载到PDF版的说明书,其中也提供了产品的使用说明。

 

Fisher Scientific: 也是化学和生物试剂的主要提供商。不过售后服务比较差,我怎么也找不到说明书,发邮件询问过两次从未收到回复。

 

至于一般的Kit,都提供了详细的说明,从网站上也可以下载到。

 

 

Methods in molecular biology Springer Protocols

 

Methods in molecular biology丛书是生物医学实验的经典丛书之一,由Humana出版社出版。每一个protocol提供概述,实验材料,具体的实验步骤,注意事项等。如果掌握了基本的实验技能,按照这些protocol就基本上可以重复实验。这套丛书自1983年出版以来,已经出版了760卷。

 

可以通过官方网站http://www.springerlink.com/content/pv463k/在线检索和预览。每一章或者每一个protocol可以预览前三页。电子版的protocol可以在线购买,一般三四十美元一个,比较贵(大约一美元一页),不过相对于自己摸索实验浪费的大量时间和金钱来说,应该还是划算的。而纸质版的相对而言便宜很多,例如Drosophila: Methods and Protocols在亚马逊上购买只要100美元左右,如果一章一章的买电子版的,可能要近千美元。http://www.amazon.com/gp/product/1588298175/sr=8-1/qid=1328153086/ref=olp_product_details?ie=UTF8&me=&qid=1328153086&sr=8-1&seller=

 

既然有760卷,不可能每一本的质量都很高。我以前买过一本In Situ Hybridization Protocols,就觉得不是很好(那时我还不知道可以在网上预览)。这本书介绍了19protocol,但却没有一个关于原位杂交的总论。不过,有一个好处就是可以比较不同的protocol,从而更好的理解实验。最近买的这本Drosophila: Methods and Protocols,感觉非常好,爱不释手。这次是预览之后觉得不错才买的。

 

Springer Protocols则收集了Methods in Molecular Biology, Methods in Molecular Medicine, Methods in Biotechnology, Methods in Pharmacology and Toxicology, and Neuromethods等丛书的protocol,范围更广,包括18000左右个生物医学的protocol。其官方网站是http://www.springerprotocols.com/,可以在线检索并预览。

 

 

Nature Protocols

 

这是我学做原位杂交时发现的一个很好的期刊,是Nature旗下2006年新办的一个子刊,目前影响因子已达8.3。官方网站是http://www.nature.com/nprot/index.html,可以检索protocol。一般只发表比较复杂实验的protocol

 

Protocol以论文的形式发表,一般来自具有丰富经验的实验室,例如我下载的原位杂交的protocol,实验室就用它检测过一千多个基因的表达。论文提供详细的材料(包括哪些试剂有毒,应该怎样保护自己,使用后怎样处理,试剂配置后怎样保存,有效期多久等),具体的步骤,并注明关键步骤、常见问题和解决方法。对于做实验而言,注明关键步骤非常重要!一个很好的优点就是如果实验中遇到问题可以向作者请教。和Methods in molecular biology相比还有一个优点:学校用户可以像下载普通论文一样免费下载。我做的果蝇睾丸的原位杂交,最后就是用了它上面的一篇protocol。缺点也有,就是论文的作者可能没有比较过不同的protocol,因此不一定是最好的;此外,不同的实验室情况不同,在一个实验室可行的protocol,到了另一个实验室可能就不行。我做原位杂交就遇到这种情况,最后还是在这个protocol的基础上做了一些修改。

 

 

Google Scholar

 

可以对全文进行检索,相比于PubmendWeb of Scinece而言是一个巨大的优点,因为许多的实验细节都无法从标题和摘要中检索到。利用google scholar,可能检索到实验细节。例如,我对于抗体的稀释度,抗体从哪个公司购买,具体的果蝇line从哪里可以得到,很多时候都是通过google scholar检索到的。

 


网络视频:

 

马欣然网友的提醒下补充这部分内容。掌握了实验的基本操作之后,大部分实验都可以照着protocol做出来。不过还是有些操作性的实验,需要有人示范或者通过视频来学习。 Youtube、优酷等视频网站提供了一些实验的视频,例如,我就是在Youtube上看到骆利群实验室的教学视频《怎样解剖果蝇大脑》的,视频链接:http://www.youtube.com/watch?v=j4rVa7JCzdg  需要注意的是,同一个实验常常可以找到许多不同的视频,有些视频操作并不规范,需要自己仔细鉴别。另外强烈推荐创刊不久的期刊Journal of Visualized Experimentals,期刊网址是http://www.jove.com/ 在上面发表论文需要配以视频录像。这本期刊的操作还比较可靠,尤其是来自于大牛实验室的,例如来自于研究iPS(万能干细胞)的大牛,MITRudolf Jaenisch实验室关于怎样从成体细胞诱导iPS的视频:http://www.jove.com/video/734/generating-ips-cells-from-mefs-through-forced-expression-of-sox-2-oct-4-c-myc-and-klf4  缺点是订阅价格比较贵,可能部分图书馆都没有订阅。

 


后记:我正式做实验,到现在为止只有两年半的时间,所以经验很欠缺。正因为如此,我不断地总结,希望能更快地提高。对于重要问题,我的习惯是持续的思考,所以本文将来还会修改。

 

 

参考资料:

维基百科:Methods in molecular biology http://en.wikipedia.org/wiki/Methods_in_Molecular_Biology

维基百科Springer Protocolshttp://en.wikipedia.org/wiki/Springer_Protocols

维基百科:Nature Protocolshttp://en.wikipedia.org/wiki/Nature_protocols



http://blog.sciencenet.cn/blog-2068-535297.html

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