Guía científica de verano: Cuando una ola de calor de 40 °C se encuentra con experimentos moleculares

Las altas temperaturas han persistido en gran parte de China recientemente. El 24 de julio, el Observatorio Meteorológico Provincial de Shandong emitió una alerta amarilla por altas temperaturas, pronosticando temperaturas similares a las de una sauna de 35-37 °C (111-133 °F) y una humedad del 80 % para los próximos cuatro días en las zonas del interior. Las temperaturas en lugares como Turpan, Xinjiang, se acercan a los 48 °C (111-133 °F). Wuhan y Xiaogan, Hubei, se encuentran bajo alerta naranja, con temperaturas que superan los 37 °C en algunas zonas. Con este calor abrasador, el mundo microscópico bajo la superficie de las pipetas está experimentando perturbaciones inusuales: la estabilidad de los ácidos nucleicos, la actividad de las enzimas y el estado físico de los reactivos se ven alterados discretamente por la ola de calor.

La extracción de ácidos nucleicos se ha convertido en una carrera contrarreloj. Cuando la temperatura exterior supera los 40 °C, incluso con el aire acondicionado encendido, la temperatura de la mesa de operaciones suele rondar los 28 °C. En estas fechas, las muestras de ARN dejadas al aire libre se degradan más del doble de rápido que en primavera y otoño. En la extracción con perlas magnéticas, la solución tampón se satura localmente debido a la volatilización acelerada del disolvente, y los cristales se precipitan fácilmente. Estos cristales provocarán grandes fluctuaciones en la eficiencia de la captura de ácidos nucleicos. La volatilidad de los disolventes orgánicos aumenta simultáneamente. A 30 °C, la volatilización del cloroformo aumenta un 40 % en comparación con 25 °C. Durante la operación, es necesario asegurar que la velocidad del viento en la campana extractora sea de 0,5 m/s y utilizar guantes de nitrilo para mantener la eficacia de la protección.

Los experimentos de PCR se enfrentan a perturbaciones de temperatura aún más complejas. Reactivos como la enzima Taq y la transcriptasa inversa son extremadamente sensibles a las fluctuaciones repentinas de temperatura. La condensación en las paredes del tubo tras sacarlo de un congelador a -20 °C puede provocar una pérdida de más del 15 % de la actividad enzimática si entra en el sistema de reacción. Las soluciones de dNTP también pueden mostrar una degradación detectable tras tan solo 5 minutos de exposición a temperatura ambiente (>30 °C). El funcionamiento del instrumento también se ve afectado por las altas temperaturas. Cuando la temperatura ambiente del laboratorio es >35 °C y el espacio libre de disipación de calor del instrumento de PCR es insuficiente (<50 cm de la pared), la diferencia de temperatura interna puede alcanzar hasta 0,8 °C. Esta desviación puede provocar que la eficiencia de la amplificación en el borde de una placa de 96 pocillos disminuya en más del 40 %. Los filtros de polvo deben limpiarse periódicamente (la acumulación de polvo reduce la eficiencia de disipación de calor en un 50 %) y debe evitarse la exposición directa al aire acondicionado. Además, al realizar experimentos de PCR durante la noche, evite utilizar el instrumento de PCR como un "refrigerador provisional" para almacenar muestras. El almacenamiento a 4 °C durante más de 2 horas puede provocar la formación de condensación después de cerrar la tapa caliente, lo que diluye el sistema de reacción y potencialmente corroe los módulos metálicos del instrumento.

Ante las persistentes advertencias sobre altas temperaturas, los laboratorios moleculares también deberían dar la voz de alarma. Las valiosas muestras de ARN deben almacenarse en la parte trasera de un congelador a -80 °C, con acceso restringido a los periodos de alta temperatura. Abrir la puerta de un congelador a -20 °C más de cinco veces al día agravará las fluctuaciones de temperatura. Los equipos que generan mucho calor requieren al menos 50 cm de espacio de disipación de calor a ambos lados y en la parte trasera. Además, se recomienda reestructurar el horario experimental: de 7:00 a 10:00 a. m. para operaciones sensibles a la temperatura, como la extracción de ARN y la carga de qPCR; de 1:00 a 4:00 p. m. para trabajos no experimentales, como el análisis de datos. Esta estrategia puede evitar eficazmente que los picos de alta temperatura interfieran con pasos críticos.

Los experimentos moleculares durante una ola de calor ponen a prueba tanto la técnica como la paciencia. Bajo el implacable sol del verano, quizás sea hora de dejar la pipeta y añadir una caja de hielo extra a las muestras para que el instrumento disipe más calor. Esta reverencia por las fluctuaciones de temperatura es precisamente la cualidad más preciada del laboratorio durante los abrasadores meses de verano; después de todo, con el calor de 40 °C del verano, incluso las moléculas necesitan una "región polar artificial" cuidadosamente protegida.