Оборудование для экспериментов своими руками

Сам себе экспериментатор

Как сделать биологическую лабораторию у себя дома

В нулевом приближении работа в биологической лаборатории похожа на приготовление еды. Только кастрюли, половники и ложки заменяются на пробирки с дозаторами, вместо продуктов нужно покупать химические реактивы и биологические препараты, а в конце результаты оцениваются не вкусовыми рецепторами, а на специальных приборах. В остальном все примерно так же. Хорошие инструкции, аккуратные руки, внимательность — и даже в домашних условиях вы сможете выделить ДНК, вырастить бактериальные культуры и отредактировать геном. N + 1 совместно с командой разработчиков «Авито» разобрался, как собрать простейшую биологическую лабораторию за пределами научного института или фармкомпании.

Инструменты и расходники: скрытые герои

Первое, с чем нужно определиться — это помещение. Вам понадобится 15-20 квадратных метров свободного пространства, 2-3 стола и компьютер для управления приборами и обработки полученных результатов. Также всячески рекомендуется, чтобы помещение было хорошо проветриваемым, имело окна, подключенный источник проточной воды и возможность установки вытяжки. Если с этими пунктами все получается, то можно двигаться дальше.

Почти в каждой научной статье есть раздел, в котором подробно описывается, какие приборы и методики использовали в своей работе ученые, но в этих текстах никто никогда не упоминает, например, о марках использованных нитриловых перчаток. Стеклянная посуда, халаты, микродозаторы — все это темная материя биологических исследований, исподволь влияющая на любые их результаты, и поэтому собирать нашу лабораторию мы начнем именно с этих мелочей.

Первое, что обязательно понадобится, — это халаты и одноразовые перчатки, которые не только защищают исследователя от опасных химических реагентов и патогенов, но и препятствуют загрязнению образцов вашими тканями. Также хорошо установить в домашнюю лабораторию ламинарный бокс, обеспечивающий условия для стерильной работы, и добавить к нему автоклав, ультрафиолетовую лампу и горелку, необходимые для обеззараживания инструментов и различных поверхностей.

Следующий обязательный пункт — это микродозаторы, с помощью которых можно с высокой точностью набирать фиксированные объемы жидкостей для приготовления растворов. Именно с них начинается путь многих молодых экспериментаторов, и иногда даже кажется, будто вся жизнь в лаборатории сводится к этим простым и почти медитативным действиям: насадил насадку на дозатор, набрал жидкость, вылил жидкость, снял насадку.

Другие мелкие расходники одной строкой: ступки и пестики для измельчения реактивов, штативы, разнообразные шпатели, скальпели, пинцеты и другие колюще-режущие инструменты, герметизирующая пленка парафильм (подкладку, на которую наклеен парафильм, тоже пускают в дело и традиционно используют для взвешивания). Полный список лабораторных мелочей может стремиться к бесконечности, и поэтому лучше всего раздобыть себе минимальный набор вроде оговоренного выше, чтобы, приступив к экспериментам, докупать недостающее оборудование в процессе работы.

Приборы: скелет лаборатории

Когда в 70-80-х годах прошлого века в лаборатории стали приходить антропологи, которые исследовали повседневную работу ученых, как до этого изучали туземные народы или маргинальные городские группы, то сперва они сильно удивлялись: никаких фонтанирующих открытий, озарений и Архимедов, выпрыгивающих из ванн, а вместо этого ежедневная рутина с постоянным повторением одних и тех же действий.

Во многом эти ощущения были верны. Так или иначе все научные эксперименты требуют систематичности и поэтому, наверное, около 90 процентов времени начинающего экспериментатора занимает ремесленная работа по обслуживанию научных приборов (с продвижением вверх в научной иерархии это соотношение неизбежно меняется).

Если пытаться как-то классифицировать наши покупки, то все приборы можно будет разбить на две большие группы. Одни из них помогают подготовить образцы для анализов, а другие — провести эти самые анализы.

Начнем с первой группы. Прежде всего нам понадобятся аналитические весы с точностью хотя бы на уровне миллиграммов (иначе будет очень сложно приготовить нужные объемы некоторых растворов). Кроме них в повседневной рутине наверняка пригодятся водный дистиллятор или тридистиллятор для очистки воды от солей и биологических примесей (правда, для точности первых экспериментов полностью хватит и обычных систем очистки питьевой воды), термостатирующий шкаф — инкубатор для выращивания культур, шейкер, холодильник с морозильной камерой, магнитная мешалка и центрифуга для разделения смесей (вместе с эппендорфами или другими пластиковыми емкостями). Все это устройства широкого научного профиля, необходимые не только в биологических, но и физических, химических, материаловедческих и прочих лабораториях.

Вторая группа, о которой говорилось выше, — это приборы для проведения различных анализов. Если бы инопланетяне попытались описать деятельность земных лабораторий с опорой на какие-нибудь численные метрики, то они наверняка назвали бы их фабриками по производству данных: таблиц, графиков, изображений и бесконечных массивов чисел. Поэтому приборы для проведения анализов — это ключевая часть лабораторий. Они позволяют проникнуть в природу процессов, происходящих за завесой рутины, и помогают представить результаты экспериментов остальному миру: коллегам, спонсорам, коммерческим партнерам и обычным людям.

Но достать эти научные приборы значительно сложней. Во-первых, они заметно дороже большинства перечисленных выше вещей (кроме, возможно, ПЦР-реактора и термошкафа), а во-вторых, в России их часто не продают физическим лицам. Поэтому стоит поискать возможность приобрести подержанные приборы (например, оптический микроскоп) или попытаться собрать их самостоятельно из более доступных комплектующих.

В интернете можно найти немало инструкций, как сделать своими руками самые разные приборы, например устройство для проведения гель-электрофореза, с помощью которого можно разделить ДНК или фрагменты ДНК по массам, что часто необходимо в генетических экспериментах. Некоторые умельцы рассказывают даже, как в домашних условиях смастерить секвенаторы — крайне дорогостоящие приборы, необходимые для определения последовательности ДНК.

Реактивы и препараты: ингредиенты рецептов

Еще ни слова не было сказано про реактивы и биологические препараты, с которых, естественно, начинаются все эксперименты. Этот разговор мы отложили не случайно. Если вы откроете сайт любой российской фирмы, торгующей этими «продуктами», то вас немедленно засосет водоворот бесконечных наименований, многие из которых сложно понять без фундаментального биологического образования: кислоты, соли, буферы, сахара, красители, питательные среды, ферменты, плазмиды и далее по списку.

Поэтому в выборе ингредиентов лучше всего отталкиваться от экспериментов, которые вы хотите провести, тем более что сейчас можно найти много подробных инструкций для таких экспериментов. В самых простых из них вроде выделения ДНК или выращивания бактериальных культур можно обойтись без дополнительных покупок.

Например, для выделения молекул ДНК может вполне подойдет свежая свиная печень: нужно отделить от нее маленький кусочек, нарезать его на мелкие фрагменты скальпелем и смешать в пробирке с раствором поваренной соли. После этого полученную смесь нужно процедить через фильтровальную бумагу в другую пробирку и добавить туда раствора додецилсульфата натрия. Это вещество разрушает клеточные мембраны и в результате молекулы ДНК будут постепенно выходить в свободной форме в раствор — останется только отделить от остального содержимого клетки. Для этого используют спирт изопропанол, предварительно охлажденный в холодильнике. Его осторожно добавляют в пробирку с разрушенными клетками, так чтобы изопропонал не смешивался с водой, и в результате на границе раздела воды и спирта начинает появляться мутноватый осадок, состоящий из молекул ДНК. Дальше останется только аккуратно извлечь его из пробирки, например, намотав на стеклянную палочку.

При этом специфические вещества в этом опыте можно заменить на более общедоступные: вместо додедцилсульфата использовать концентрированный раствор моющего вещества, а изопропанола — медицинский спирт. Но для более сложных экспериментов, например, создания генетически модифицированных бактерий, уже понадобятся разные специфические вещества, которые в России могут приобрести и физические лица.

Движение DIY-биологии еще очень молодо и пока не может соперничать с устоявшимися системами академической и индустриальной науки, но рано или поздно все может измениться. Во всяком случае, некоторые приборы, сделанные в гаражах, уже соперничают с индустриальными аналогами, да и наука, в конце концов, это не только история про достижения, но и про страстное желание просто что-то попробовать, поэкспериментировать. В том числе и дома, почему нет?

Только не забывайте: большие достижения будут случаться редко, а мелкие ошибки, наоборот, постоянно. Социолог и антрополог науки Бруно Латур даже называет лаборатории «технологическим аппаратом для обретения силы посредством умножения количества ошибок». Так что будьте готовы к неудачам и рутине, заведите лабораторный дневник — и вы обязательно приготовите что-то интересное.

Источник

25 лучших научных опытов для детей

Друзья, добрый день! Согласитесь, как же порой интересно удивлять наших крох! У них такая потешная реакция на научные опыты для детей в домашних условиях. Она показывает, что они готовы учиться, готовы усваивать новый материал. Весь мир открывается в этот миг перед ними и для них! И мы, родители, выступаем в роли настоящих волшебников с шляпой, из которой «вытаскиваем» что-то потрясающе интересное, новое и очень важное!

Что мы сегодня достанем из «волшебной» шляпы? У нас там 25 экспериментальных опытов для детей и взрослых. Они будут подготовлены для малышей разного возраста, чтобы их заинтересовать и привлечь к процессу. Некоторые можно проводить безо всякой подготовки, при помощи сподручных средств, что у каждого из нас дома есть. Для других мы с вами прикупим некоторые материалы, чтобы у нас все гладко получилось. Ну что? Пожелаю всем нам удачи и вперед!

Сегодня будет настоящий праздник! И в программе у нас:

Ледовые мыльные пузыри

Как вы думаете, что будет, если простые пузыри, которые кроха в 4 года так любит надувать, бегать за ними и лопать их, надуть на морозе. А вернее, прямо в снежный сугроб.

• они сразу лопнут!
• взлетят и улетят!
• замерзнут!

Чтобы вы ни выбрали, говорю сразу, это вас удивит! А представляете, что будет с маленьким?!

А вот в замедленной съемке – это прямо сказка!

Усложняю вопрос. А можно ли повторить опыт летом, с тем, чтобы получить аналогичный вариант?

• Нет.
• Да.
• Да. Но нужен лед из холодильника.

Знаете, хоть мне так хочется вам рассказать все, но именно про это я и не сделаю! Пусть и для ваc будет хоть один сюрприз!

Оказывается реклама sony – это не монтаж! Это реальность

Бумага против воды

Нас ждет настоящий эксперимент. Неужели возможно, чтобы бумага победила воду? Это вызов всем, кто играет в «Камень-ножницы-бумага»!

Автор фото nik-show.ru

Что нам понадобится:

Накройте стакан. Хорошо бы, если бы его края были немного влажные, тогда бумага прилипнет. Аккуратно переверните стакан… Вода не протекает!

Надуем шарики не дыша?

Мы уже проводили химические детские опыты. Помните, там самым первым для совсем маленьких крох был номер с уксусом и содой. Так вот, продолжаем! И используем энергию, а вернее, воздух, что высвобождается при реакции в мирно-надувательных целях.

В бутылку засыпать соду и залить уксусом на 1/3. Взболтать слегка и быстро на горлышко натянуть шарик. Когда он надуется, перевязать и снять с бутылки.

Такой опыт маленький сможет показать даже в детском саду.

Дождь из тучки

• Банка с водой;
• Пена для бритья;
• Пищевой краситель (любого цвета, можно несколько цветов).

Делаем тучку из пены. Большую и красивую тучу! Поручите это самому лучшему тучкоделателю, вашему ребенку 5 лет. Уж он-то точно сделает ее настоящей!

автор фото

Осталось только распределить краситель по тучке, и… кап-кап! Пошел дождь!

Радуга

Возможно, физика ребятишкам еще неизвестна. Но после того, как они сделают Радугу, точно полюбят эту науку!

• Глубокую прозрачную емкость с водой;
• Зеркало;
• Фонарь;
• Бумагу.

На дно емкости помещаем зеркало. Под небольшим углом светим на зеркало фонариком. Осталось на бумагу поймать Радугу.

Кристаллы

Есть подобная, только уже готовая игра. Но наш опыт интересный тем, что мы сами, с самого начала вырастим кристаллы из соли в воде. Для этого возьмем нитку или проволоку. И подержим ее несколько дней в такой соленой воде, где соль уже не может раствориться, а накапливается слоем на проволоке.

Лавовая банка

Если в банку с водой добавить масло, оно все соберется сверху. Его можно подкрасить пищевым красителем. Но вот, чтобы яркое масло опустилось на дно, нужно поверх его насыпать соль. Тогда масло осядет. Но не надолго. Соль будет постепенно растворяться и «отпускать» красивые капельки масла. Цветное масло поднимается постепенно, словно внутри банки происходит загадочное бурление вулкана.

Извержение вулкана

Для карапузов 7 лет будет очень интересно что-то взорвать, снести, разрушить. Одним словом, настоящая стихия – это для них. а потому создаем настоящий, взрывающийся вулкан!

Из пластилина лепим или из картона мастерим «гору». Внутри ее помещаем баночку. Да так, чтобы ее горлышко подходило к «кратеру». Заполняем баночку соду, краситель, теплую воду и… уксус. И все начнет «взрываться, лава устремится вверх и затопит все вокруг!

Дырка в пакете – не беда

Именно в этом убеждает книга научных опытов для детей и взрослых Дмитрия Мохова «Простая наука». А проверить это утверждение мы сможем сами! Сначала наберем в пакет воды. а потом проткнем его. Но то, чем проткнули (карандаш, зубочистку или булавку) не будем убирать. Много ли воды у нас вытечет? Проверяем!

Вода, что не проливается

Только такую воду нужно еще изготовить.

Берем воду, краску и крахмал (столько, сколько и воды) и смешиваем. В итоге – обычная вода. Только пролить ее не получится!

«Скользкое» яйцо

Чтобы яйцо действительно пролезло в горлышко бутылки, стоит поджечь бумажку и бросить ее в бутылку. А отверстие прикрыть яйцом. Когда огонь потушится, яйцо проскользнет внутрь.

Снег летом

Этот трюк особенно интересно повторить в теплое время года. Содержимое подгузников вытащить и намочить водой. Все! Снег готов! Сейчас такой снег легко найти в магазине в детских игрушках. Спросите у продавца искусственный снег. И не нужно портить подгузники.

Движущиеся змеи

Для изготовление движущейся фигуры нам понадобится:

На горку песка налить спирт и дать пропитаться. Потом насыпать сверху сахар и соду, и поджечь! Ох, какой же веселый этот эксперимент! Деткам и взрослым понравится, что вытворяет ожившая змея!

Конечно, это для детей постарше. Да и выглядит довольно страшно!

Поезд из батарейки

Медная проволока, которую мы скрутим ровной спиралью, станет у нас тоннелем. Как? Соединим ее края, образуя круглый тоннель. Но до этого «запускаем» внутрь батарейку, только крепим к ее краям неодимовые магниты. И считайте, что изобрели вечный двигатель! Паровоз сам поехал.

Качели из свечи

Чтобы зажечь оба края свечи, нужно очистить низ ее до фитиля от воска. Нагреть над огнем иглу и проткнуть ею свечу посередине. Положить свечу на 2 бокала, чтобы она опиралась на иголку. Поджечь края и слегка качнуть. Дальше сама свеча будет раскачиваться.

Паста для зубов слона

Поим свечу

Настоящий хамелеон

Что поможет нашему хамелеону менять окрас? Хитрость! Поручите своему карапузу 6 лет разукрасить в разные цвета пластиковую тарелку. А сами вырежьте фигуру хамелеона на другой тарелке, похожей и по форме, и по размеру. Осталось не крепко соединить обе тарелки по середине так, чтобы верхняя, с вырезанной фигурой, могла вращаться. Тогда окрас зверька всегда будет меняться.

Зажигаем радугу

Выложить на тарелке по кругу драже Skittles. Внутрь тарелки налить воды. осталось немного подождать и получаем радугу!

Дым кольцами

Отрезать низ пластиковой бутылки. А край натянуть разрезанный воздушный шарик, чтобы получить мембрану, как на фото. Зажечь ароматическую палочку и поместить ее в бутылку. Закрыть крышку. Когда в банке будет сплошной дым, открутить крышку и постукивать по мембране. Дым будет выходить кольцами.

Разноцветная жидкость

Чтобы все эффектней смотрелось, жидкость покрасить в разные цвета. Сделать 2-3 заготовки разноцветной воды. налить на дно банки воду одного цвета. Потом аккуратно, по стенке с разных сторон залить растительное масло. Поверх его залить воду, смешанную со спиртом.

Яйцо без скорлупы

Сырое яйцо положить в уксус минимум на сутки, некоторое говорят на неделю. И фокус готов! Яйцо без твердой скорлупы.
Скорлупа яйца в изобилии со­держит кальций. Уксус вступает в активную реакцию с кальцием и постепенно растворяет его. В ре­зультате яйцо оказывается покрыто плёнкой, но совершенно без скор­лупы. На ощупь оно похоже на эла­стичный мячик.
А ещё яйцо будет больше своего пер­воначального размера, так как впитает в себя немного уксуса.

Танцующие человечки

Пришло время похулиганить! 2 части крахмала смешать с одной частью воды. Поставить миску с крахмальной жидкостью на динамики и включить погромче басы!

Разукрашиваем лед

Разной формы ледяные фигурки разукрашиваем при помощи, размешенной с водой и солью, пищевой краски. Соль разъедает лед и просачивается глубоко, образовывая интересные проходы. Прекрасная идея цветотерапии.

Запуск бумажных ракет

Пакеты с чаем освобождаем от чая, отрезав верхушку. Поджигаем! Теплый воздух поднимает пакет!

Опытов так много, что у вас точно найдется занятие с детками, только выбирайте! И не забудьте снова прийти за новой статьей, о которой узнаете, если оформите подписку! Приглашайте и друзей к нам в гости! А на сегодня все! Пока!

Источник