韩 伟,邹佩贞,石海英,田志环
(韶关学院 英东生物与农业学院,广东 韶关 512005)
“细胞生物学”是生物学类专业的核心课程和基础课程,比较注重学生的实践能力.细胞生物学实验是“细胞生物学”课程体系建设的重要部分,实验内容较多,涵盖很多专业课的实验,如分子生物学实验、遗传学实验、植物组织培养技术实验等.对细胞生物学实验教学来说,实验准备工作是确保上好实验课的前提,实验准备充分,才能提高细胞生物学实验教学的质量,如有些药品需要现配现用、有些药品需要提前配制、活体材料需要提前处理等,都需要细致的准备.如何做好实验准备来提高实验质量,成为细胞生物学实验教学研究的重要课题.笔者根据多年准备实验的经验,结合开设的实验项目,探讨如何做好细胞生物学实验准备,为提高实验教学质量提供参考和借鉴.
细胞生物学实验采用细胞或组织作为实验材料,对药品的要求比较高.药品质量不好,或者是没有按照要求配制,处理材料没有效果,将导致实验没有结果或者是效果较差.
如1/3 000 中性红和1/5 000 詹纳斯绿B 需要现配先用,这样才能有更好的染色效果[1].Carnoy 固定液要现配现用,因为其中的冰乙酸容易挥发,配制时间久固定液固定效果不好.亚硫酸水要现配现用,因为产生的SO2容易挥发掉,在去除多余的干扰色素时效果会不好. Unna 试剂需要现配现用,这样才能发挥良好的染色效果.PEG(聚乙二醇)需要现配现用,而且最好高压灭菌,因为很容易凝固.GKN 和Hank溶液也不需配制太久,最好一周之内用完,因为有葡萄糖成份,短期内也容易滋生菌类,导致缓冲作用差.Giemsa 染色液需要现配现用,对于染色体的染色效果才较好.
如席夫试剂,一般实验前两周开始配制,因为配制之后要放置几天,颜色才能退至淡黄色.根据多次配制席夫试剂的经验周一配制,周五颜色可以退至淡黄色,一般放置5 d.根据比例加一定量的活性炭吸附色素,100 mL 加0.5 g 活性炭,过滤后立即放入4 ℃冰箱中保存[2],否者容易变色或沉淀,一次不需要配制太多.改良苯酚品红染液配制完后,需要放置2 w 之后,染色效果才较好,常用于植物根尖压片染色和果蝇唾腺染色体染色.
细胞生物学实验通常需要用的枪头、离心管、擦镜纸、牙签、载玻片、盖玻片和染色版,培养皿等一些琐碎的耗材也要准备充分.如离心管有几种规格,根据实验要求一般选择10 mL 离心管,10 mL 离心管有粗心之分,如果盲目的准备,可能会导致离心管放不到离心机转子里不能离心,导致实验无法进行,材料损失.有些载玻片和盖玻片质量不过关,导致观察效果不好,实验结果不理想.
2.2.1 有些活体材料需要现准备
如鸡血红细胞,最好现用现准备.教材上说在抗凝全血的试管中,加入4 倍体积的0.85 %NaCl 溶液,制成红细胞储备液,置于4 ℃冰箱内可供一周内使用[3],但是第二天经常会发现鸡红细胞有少量的破裂现象,所以为了保证实验质量需要现准备.
2.2.2 有些活体材料需要提前处理
如小白鼠需要提前1 ~2 d,往腹腔内注射淀粉肉汤.动物骨髓细胞染色体的制备实验,如用青蛙作为材料,需要根据其体重,提前几个小时注射秋水仙素,否则看不到染色体图像,导致实验失败[4].土豆凝集素也要提前2 h 处理土豆制备.
细胞生物学实验常用的仪器设备不多,主要有离心机、水浴锅、显微镜、超净工作台等.但要做好设备的调试,因为有些设备需要提前开启,如水浴锅和超净工作台等.离心机要调整好转速、时间以及转子,还要根据学生人数准备几台离心机,避免学生等待的时间.水浴锅温度设置要与实际温度一致,如果不一致用温度计测定,以免造成温度不准,实验材料处理不当,影响实验结果.显微镜要能够保证人手一台,保证观察效果清晰,如有显微互动实验室,最好能使用数码互动显微镜,可以拍摄照片,保存照片,以利于今后观看,达到良好的观察效果.
对细胞生物学的实验项目需要预习,然后列好每个实验需要的设备,药品和耗材清单,按照清单逐一进行查找.因为有些药品和材料需要提前准备、提前处理,所以要提前采购好实验材料和药品.准备好实验的所用东西后,需要对每一个实验进行预实验,预实验可以查找实验中存在的问题,配制药品的好坏以及药品的质量是否达到要求,每个教材上都有实验步骤,但是这个实验步骤所说的有些条件不是绝对的,特别是实验时的温度和时间都会影响对材料的处理,所以预实验时要根据当时的条件有所调整.如青蛙骨髓细胞染色体的制备,如果在冬季温度低的情况下上实验课,就不能按照书上说的提前3 ~4 h,需要提前多几个小时往青蛙的腹腔内注射秋水仙素,因为冬天青蛙处于冬眠状态,活动能力下降,对药物的吸收较慢,所以注射处理时间短,得不到中期分裂相或较少分裂相,学生实验效果就较差[5].
细胞生物学实验需要的材料比较多,对于药品的要求较高,配制药品一定要严格操作,不能马虎懈怠,随便应付.有些药品需要装入棕色瓶内,如席夫试剂、中性红、詹纳斯绿B、改良苯酚品红染色液、Unna 试剂、Giemsa 染液等有颜色的染色剂.有些需要看准药品分子量再配制,如PEG(聚乙二醇)分子量有4 000,6 000,8 000 的通常用分子量4 000 的作为细胞融合剂.有些药品需要注意区分同分异构体,如派洛宁也叫吡咯红,其有两种分为吡咯红G 和吡咯红B,用于RNA 染色的是吡咯红G 而不是吡咯红B.有些药品尽量用进口药品,如秋水仙素,发现质量好的秋水仙素容易溶解,处理材料效果较好,质量不好的,比较难溶解,处理材料效果差.活体材料处理需要谨慎,如往小白鼠体内注射淀粉肉汤,一定要掌握好注射的剂量及注射的位置,稍有不慎,小白鼠就会容易死亡.
过去传统的实验教学都是实验老师把药品和材料准备好,配制好,学生根据实验步骤完成实验就可以了.实验结束后,学生根本不记得怎么做以及实验的细节.这样的实验教学模式不利于学生实践能力的培养,一个实验结束了,学生根本不会配制实验药品和处理材料.曾经带的几届学生到毕业的时候做毕业论文实验,发现他们竟然不会配制药品.他们的回答是上实验课时,老师都把药品配制好,准备好,他们按照做就可以了,他们对配制药品没有概念.所以反思实验教学出现的问题,学生在实验课上没有获得充分的实践动手能力.让学生配制实验药品和处理材料,在一定程度上可以提高学生的实践动手能力.实践中可以以组为单位配制药品和准备材料,每一个实验项目分别指派一组人员准备,然后老师在一旁指导配制药品,这样可以根据每组同学参与实验准备的积极性、认真度和准确性对其进行考核,计入平时成绩,这样既锻炼了学生,又结合平时表现进行了考核.学生的积极性提高了,实验效果和质量也就会提高.
总之,实验准备是细胞生物学实验教学的重要部分,对于细胞生物学实验来说,实验前期的准备细节较多,比较繁琐.要严肃认真,确保每一个环节的质量,才能提高细胞生物学实验的教学质量.