经验分享:如何提高实验效率和实验结果的质量
经验分享:如何提高实验效率和实验结果的质量
实验是科研工作中不可或缺的重要环节,如何提高实验效率和实验结果的质量是每个科研人员都关心的问题。本文从实验前的准备、实验设计、实验过程中的注意事项以及实验后的总结等多个维度,详细介绍了提高实验效率和质量的具体方法和技巧。
总述
于科研人员而言,实验总是绕不开的话题。众所周知,好的实验结果的获得也并非一朝一夕就能完成,需要在日复一日的重复中探求真理,当然,这个过程也是相当费时费力的。但是,实践的经验告诉我们,我们仍能够通过一定的方法和技巧将问题简单化。下面,我将从以下几个方面浅谈一下我在实验过程中的一些心得体会,希望能与各位小伙伴一同交流学习。
实验前的准备工作
基础知识的储备
所谓“基础不牢,地动山摇”,这就要求我们在实验开始前就掌握实验相关背景知识、常用专业术语的概念、实验原理、实验目的等基础知识,一方面有助于我们对实验有个大概的了解,另一方面也有利于我们与同行之间的交流,不至于在交流的过程中一头雾水,或者因为理解错或用错专业术语而闹笑话。(注:用错专业术语是大忌,别人可能因此而对你的印象大打折扣哦!所以一开始就要养成用专业词汇去解释专业问题良好的习惯)
掌握标准的实验流程
它也属于基础知识储备的重要一环,之所以把它独立出来讲是因为我觉得它是实验前准备中最关键的一点。有的同学实验做完了,却对标准实验流程都不清楚,不知什么时候加对照、不知什么是技术重复和生物学重复、不知采图要用同一参数、不知PCR内参和目的在同一板上才有意义等等,结果导致实验白做,甚至都来不及补救,很是被动。那了解这块内容建议大家可以去查看硕博论文,也可以网上查找相关视频演示等,但最好多看几个以做比较,相同点和异同点在什么地方,能被大众广泛接受认可的便是咯!
试剂耗材的准备
顾名思义就是要明确实验中需要用到哪些试剂和耗材,是否满足此次实验的需要?这些试剂耗材的量有多少,预计可以供你做多久的实验?何时需要采购?另外需要注意的一点是,自己所用的试剂耗材必须自己能够亲自找到才算数,别听别人说什么试剂还有不用买,结果实验开始了发现没试剂,实验只能半途而废。此外,要熟悉所用试剂耗材的厂家、型号、大致的价格,最好列个Excel表格,一方面便于下次购买试剂,另一方面要是写论文要用到的话也方便查找,还有就是实验不顺利的时候与同行交流也好排除是否为试剂耗材造成的影响。
仪器设备的准备
明确实验需要用到哪些仪器设备,哪些是自己实验室有的,哪些是需要去公共实验室的(注:通常公共实验室需要经过考核方可准入,且大部分考核是分阶段进行的,如果要用到公共实验室记得提前准备,完成考核开启门禁;另外需要注意,公共实验室的绝大部分大型仪器使用前还需要预约,所以一定要提前预约以免没有你需要的时间段),哪些是需要借用别人实验室的,记得提前和相关人员协商时间,做好安排。除此之外,一定要在实验开始前熟悉仪器设备的使用,以免出现有设备却不会用的尴尬局面,可以邀请工程师做相关培训(注:尤其是大型精密仪器,工程师基本随叫随到,实在不能现场培训的,也可线上联系),当然,也可以向经验丰富的老师同学请教。
个人态度及思想的准备
一定要从一开始就养成良好的科研习惯,只有保持科研的严谨性,端正自己的实验态度,实验自会越做越上手,但倘若一开始对自己降低标准,得过且过,那实验结果只会越来越差。另外,实验本身就是一个不断试错并改进的过程,所以一定要用平常心去看待实验出状况的时候,切不可钻牛角尖儿,遇到问题解决问题,积极去面对的话你将在每一次查找实验问题抽丝剥茧的过程中发现科研的魅力所在。
实验设计
实验设计是实验进展的核心所在,之前的文章中也曾简单介绍过它的重要性,绝对是整个实验的重头戏。依我个人而言,好的实验设计通常具有以下几个特性:
全局性:尤其对于大型实验而言,切不可走一步看一步,一定要有全局观。后期实验是否可行?能不能进行下去?技术与设备能否跟得上?能否满足实验的需要?后期实验会遇到哪些可能的困难?预期的结果如何等等,如提取细胞蛋白用于WB,那就要首先考虑到如何培养细胞并维持细胞活性直至其能够用于蛋白提取,大概需要多久才能进行WB,倘若提取的蛋白浓度太低不利于上样该如何补救等等,诸多问题均需考虑,有备无患。
时间性:实验设计最主要的目的就是花最少的时间和精力而达到最佳的实验效果,所以在进行实验设计的时候时间投入成本也是需要考虑的因素之一。
逻辑性:任何实验设计必须在逻辑上讲得通,站得住脚,否则于整个实验而言就是致命一击。比如说研究非编码RNA,结果你用WB去验证,虽然目前也有少量的观点提出一部分非编码RNA也具有编码功能,但目前普遍接受的观点是非编码RNA它不编码蛋白,仅需要在转录水平研究它即可,所以用WB去验证它显然逻辑上说不通,但倘若你去找某个非编码RNA靶向的mRNA,再从翻译水平去验证,这就能说得通了。
灵活性:灵活性具体体现在不断调整并优化实验的同时却不打乱实验节奏,是实验设计的灵魂。用好了这一点是省时省力的关键。
实验过程中的注意事项
时间规划及管理:在实验过程中一定要把控好时间,这就要求我们在熟悉实验流程的同时做好规划,比如试剂盒法提RNA,通常有一步是洗吸附柱的操作,加入洗柱液后还需要静置两分钟方可离心,此时对于新手而言可能就静静等待上一步加完氯仿后的离心结束再进行洗柱操作,而对于经验丰富者往往在上步离心还有一分半的时候就开始洗柱静置,加上离心机降速的过程,刚好完成静置,直接离心吸附柱即可;再如,利用蛋白变性的时间去组装电泳设备、电泳开始立即准备好转膜的设备,并在电泳过程中完成制胶、配液等操作,一系列操作下来基本也快到转膜时间了,也不用等WB结束再专门挑个时间去制胶配液,所以一定要擅于利用实验中的时间差,长此以往,实验效率将大大提升。
实验细节的观察及记录:实验中一定要仔细观察,哪个样本加错了,实验出现了哪些小失误,实验中有什么异于平常的现象出现等等,最好把它记录下来,与之前的实验结果对比,出现了什么异同点,细节决定成败,这些将是在实验出现问题时查找问题的关键所在。
团队协作及沟通交流:个人精力往往是有限的,尤其是当实验出现问题自己却找不到问题的时候,通常会掉进“死胡同”,此时一定要与小伙伴们多沟通交流,请他们帮忙查找原因排除问题,会达到事半功倍的效果哦!另外,实验量比较大自己一个人搞不定的时候也可以请小伙伴帮忙。
实验后的总结
实验结果的分析总结:首先要学会结果的判读,怎样的结果算好的结果,可以作为正式实验的;实际上的实验结果与预期的实验有何出入;失败的实验结果又要从哪里入手查找原因;实验结果如何分析等等,这些都需要考虑进去。另外,不管是好的还是坏的实验结果都需要保留原始数据并做好记录,对实验结果的总结也要准确到位,精确地描述其好的方面及不好的需要改进的方面,便于日后查找问题及实验结果的汇总。
充分利用网络资源:做实验最怕的是实验出现问题却找不到问题出在哪里,此时就需要请外援。倘若实验结果出现问题时一定要充分利用网络资源,像实验老司机、生物学霸、丁香园、知乎、小红书等等都是很好的平台,有些热心的网友也会耐心解答,对于解决问题很有帮助。