Самый главный научный персонал лаборатории — это не умудрённые сединами спецы, которые определяют направление исследований на годы вперёд. И не суетливые трудяжки-лаборанты, моющие по тазику лабораторной посуды в час. Я убеждён, что центральным научным персоналом большинства биологических лабораторий являются лабораторные мыши!

Фёдор Михайлович, пробирки куда ставить?

Начнём с того, что лабораторные мышки могут быть вообще любого цвета. Белые, чёрные, коричневые или разноцветные, это не так важно. Главное — к какой генетической линии они принадлежат. Генетическая (или же чистая) линия — это группа лабораторных животных, которые обладают практически идентичными генами. Их выводят специально, чтобы повысить точность и достоверность исследований. На сегодняшний день существует более 400 генетических линий мышей!

Это генетическая линия C57BL/6 — самая популярная линия для исследований.

Представители одной генетической линии могут здорово отличаться от других. Посмотрите, например, на грызуна с ласкающим слух именем BALB/c. Это самый каноничный лабораторный мыш: белоснежная шёрстка, красные глаза, дружелюбное отношение к человекам. Для этих ребят характерно здоровое, крепкое сердце и предрасположенность к некоторым формам рака. Они — первопроходцы в области изучения возрастных изменений сердца и условий формирования опухолей. А ещё от животин отпочковалось несколько десятков других генетических линий. Оно и неудивительно BALB/c существуют уже больше 100 лет, исследованы вдоль и поперёк, изменения в их генах легко отслеживать.

Мышка попросила лаборанта сфотографировать её маникюр, дикая природа лабораторий не может не восхищать!

Могучие мыши совсем на них не походят. Да, не удивляйтесь, это официальное название молодой, но очень примечательной генетической линии. Главная фишка этой породы — отключённый ген миостатина, белка, который ограничивает размеры мускулатуры млекопитающих. Эти мыши заметно крупнее и в 2 раза мускулистей. Прирождённые бодибилдеры. И, как ни странно, отличные космонавты. В 2019 году 20 могучих мышей посадили на борт ракеты компании SpaceX и отправили полетать на месяц. За время путешествия обычные мыши потеряли до 18% мышечной массы. А могучие — 0%.

Обычная мышка слева, а могучая – справа.

Среди лабораторных мышек нашлось место не только силачам, но и умникам. В 1999 году команда учёных вывела генетическую линию мышей Дуги. Чисто физически — это обычные грызуны, но в их мозгах очень много нервных клеток, отвечающих за анализ и запоминание окружающего пространства. Пушистые гении проходят лабиринты на 20-30% быстрее своих родичей, лучше их запоминают и быстрее вспоминают спустя месяцы с последней пробежки.

Мышка в водном лабиринте. Где-то под водой есть платформа, на которой можно стоять. Задача мышки — найти её за минимальное время.

И это — только парочка примеров из пёстрой толпы человеческих помощников. Среди подопытных нашлось место и светящимся мышам, и лысикам и даже трансгенным животным, в геноме которых спрятались кусочки человеческого ДНК. И каждый из этих грызунов ускоряет исследования, которые облегчают и спасают человеческие жизни. Они достойны памятника!

А, стоп, памятник уже есть! Если захотите увидеть – прогуляйтесь по Новосибирску. источник

Приветствую всех, кто имеет отношение к хроматографии и/или интересуется этой темой. Сегодня будет короткий рассказ об устройстве и принципах работы газовых хроматографов (ГХ). Думаю, это будет полезно тем, кто только начинает свой путь в хроматографии или, в силу обстоятельств, раньше работал с другими типами хроматографов. Изучать этот вопрос мы будем на примере газового хроматографа фирмы Agilent, модели 7890B. Это прибор, имеющий автосамплер (устройство автоматического ввода пробы) и ПИД- детектор (пламенно-ионизационный детектор). Описывать принцип работы буду своими словами, чтобы не перегружать текст лишними терминами

Газовый хроматограф представляет собой аналитический прибор, с помощью которого осуществляется определение количественного состава смеси веществ, доведенных до газообразного состояния путём нагрева пробы. Исследуемое вещество может быть жидким, газообразным или твёрдым. В данном случае проба находится в виде раствора.

Кратко коснусь истории создания ГХ. Как известно, русский ученый Цвет М.С., открывший метод разделения веществ, названный впоследствии хроматографией, использовал в своих опытах исследуемые вещества и вещества-носители в жидком состоянии. Но, в силу технических трудностей, связанных с отсутствием хороших сорбентов, способ жидкостной хроматографии (ЖХ) долгое время не получал распространения, вплоть до 60-хх годов 20 века. С газовой хроматографией дело обстояло несколько иначе- появившись позже, этот способ разделения и исследования в-вв, получил билет в жизнь уже в конце 40-х годов. Это связано с более простым, нежели в ЖХ, устройством колонки и отсутствием необходимости подбора универсального сорбента, способного осаживать на себе большой спектр веществ. Такой вот поворот судьбы- изобретенные позднее, чем ЖХ, газовые хроматографы появились и стали использоваться в аналитической химии гораздо раньше своих жидкостных собратьев.

Теперь про устройство ГХ. Прибор, как правило, состоит из нескольких блоков: Блок подготовки газов, он-же регулятор расхода газов, Блок ввода пробы, термостата с колонкой и детектора.
Начнём с носителя. В качестве газа-носителя могут использоваться многие газы, такие, как аргон, азот, гелий, водород и другие. В зависимости от конкретных условий лаборатории, в качестве источника газа-носителя используют генераторы газов либо сжатый газ в баллонах.
Ниже на фото показан воздушный компрессор с встроенным генератором азота. Использование подобного генератора избавляет от необходимости перевозки и хранения в лаборатории громоздких баллонов.

Для хроматографа с ПИД- детектором, кроме газа-носителя, необходимы еще сжатый воздух и водород. Они используются в качестве топлива для горелки. Источником сжатого воздуха служит компрессор, а для получения чистого водорода применяется генератор водорода, работающий по принципу разложения воды путем электролиза:

Газы подаются в ГХ через специальный регулятор потока газов, с помощью которого устанавливаются требуемые расход и давление. Регуляторы бывают как электронные, встроенные в хроматограф и регулируемые путём изменения параметров через программное обеспечение (ПО) хроматографа, так и механические, где регулировка производится вручную с помощью мембранного регулятора. Регуляторами последнего типа оснащаются, как правило, недорогие модели хроматографов.

С газами разобрались, теперь переходим к устройству автоматического ввода пробы, автосамплеру. Виалы (небольшие флаконы с крышкой, имеющей мягкую резиновую мембрану, протыкаемую иглой при отборе требуемого количества пробы) с разведенными растворителем пробами устанавливаются в специальную кассету, имеющую гнёзда.
В данном случае это кассета карусельного типа на 16 виал для проб + 3 виалы для промывочных растворителей.

Из виалы проба отбирается специальным шприцем, имеющим объём от 1 до нескольких микролитров, после чего, с помощью того-же шприца, проба вводится в испаритель. Для герметизации испарителя устанавливается резиновая мембрана, которую называют септой.
Испаритель служит для приведения жидкой пробы в газообразное состояние и смешение полученного пара с газом-носителем, после чего полученная смесь проходит через делитель потока, который направляет некоторую её часть в колонку, а остальное сбрасывает в атмосферу. Для лучшего смешивания в испарителе присутствует лайнер, представляющий собой полую трубку. Лайнер может быть заполнен стекловатой или стеклянными шариками.
Картинка честно стырена на просторах интернета:

Теперь про неподвижную фазу хроматографической системы- колонку. Колонок для газовой хроматографии существует великое множество, я выделю из них только насадочные и капиллярные. Насадочные колонки представляют собой полую трубку достаточно большого диаметра (2-5 мм), заполненную сорбентом. Длина такой колонки обычно не превышает 2-3 метров. Капиллярные колонки тоже изготовлены из стеклянной или кварцевой трубки, но диаметр её намного меньше (от 0.05 до 0.5мм), зато длина гораздо больше, несколько десятков метров (обычно 20-50м). Внутренняя поверность такой колонки покрыта тонким слоем специального полимера, с помощью которого и происходит осаждение и разделение веществ, содержащихся в пробе.
Колонка помещается в термостат- изолированный от внешней среды отсек, в котором, с помощью нагревательных элементов, поддерживается температура, необходимая для эффективного разделения веществ, содержащихся в пробе. Обычно это 150-300°С.

Вот мы и подобрались к одному из самых важных элементов хроматографа- детектору. Данный хроматограф оснащён пламенно-ионизационным детектором, ПИД, его устройство в кратце и рассмотрим. Я не буду расписывать все типы детекторов (а их не один десяток), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, это отдельная большая тема.
ПИД состоит из горелки и высокочувствительного амперметра, регистрирующего изменение силы тока между коллекторным электродом и корпусом горелки. ( В некоторых ПИД используются 2 изолированных электрода).
Газ-носитель с исследуемым веществом, выходя из колонки, смешивается с водородом (и воздухом, необходимым для устойчивого горения). Полученная смесь попадает в форсунку горелки, в которой поддерживается пламя. Ионизируясь в этом пламени, смесь газов уменьшает электрическое сопротивление между электродами, что приводит к увеличению силы тока, которое измеряется точным амперметром. Далее, сигнал амперметра преобразуется микроконтроллером и подаётся на ПК для дальнейшей обработки. Программное обеспечение, на основании этого сигнала, и рисует график, состоящий из нулевой(базовой) линии и пиков, соответствующих количественному составу исследуемых веществ.

А вот так выглядят керны отобранные из монолитной бетонной фундаментной плиты. Пробы отобраны для определения фактической прочности бетона.