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博士为了“摸鱼”发明世界上第一把移液枪?!实验室趣味小故事整理

当检测员们在实验室使用移液枪、给离心机配平、用水浴锅加热等进行实验分析的时候,有没有想过这些仪器是怎么被发明出来的?在它们被发明之前,前人们如何进行实验?

小编整理了几则有趣的实验室小故事,分享给大家

最早的化学实验

是为了长生不老和黄金?!

最早的化学实验可追溯到古人的炼丹术和炼金术。

炼丹术士们为了追求长生不老,将汞、铅、硫等各类矿物混合炼制成“仙丹”,尽管最终没有炼出“仙丹”,但过程中的各种化学反应却催生了不同发明。

大如火药,《孙真人丹经》卷五中有“伏火硫黄法”,伏火本意是去掉硝石和硫黄的毒性,但这配方可以制作出有爆炸效果的火药,此法也成了最早的火药配方;小如豆腐,汉代淮南王刘安在炼长生不老丹药时无意中发明了豆腐做法:用石膏点豆浆汁,两者产生化学变化渐渐凝固,即为豆腐。

同样地,炼金术士们为了“点石成金”而进行的试验也涉及到了很多对化学变化的研究,促使了众多仪器的诞生。

例如炼金术士玛利亚·希伯发明了最早的“水浴锅”,此装置由一个较大的外容器和一个较小的内容器组成,外容器用于装水,内容器用于装入需要加热的物质,通过加热外容器,将热量均匀地传递到内容器。这种加热原理方法至今仍广泛被使用。

20世纪的PCR仪——水浴锅

说到水浴锅,还有一个有趣的小知识——在PCR仪没有被发明出来之前,PCR是在水浴锅完成的。

PCR全称Polymerase Chain Reaction,即聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定DNA片段的分子生物学技术,其中需要重复变性、退火、延伸三步,简单来说,是将目标DNA片段不断循环地放置在高温、低温、中温的环境中,以达到扩增的效果。

1983年PCR技术诞生,最早的PCR就是在水浴锅中完成的。

将三个水浴锅分别调成不同温度,然后把EP管放在高温水浴锅里;时间到了将EP管从高温水浴锅拿出来放到低温水浴锅,等低温处理的时间到了打开水浴锅进行补充;再把EP管放到中温水浴锅进行延伸,延伸结束后重新放到高温水浴锅......如此反复约几十次,期间全程由实验人员手动完成。

博士为了“摸鱼”

制造人类史上的第一把移液枪

为了“摸鱼”,海因里希发明了世界上第一把移液枪,直接让实验效率上升了一个level。

在19世纪,科学家想要提取微量液体只能用嘴通过细长带尖端的玻璃管吸取。这种移液器在经历一个世纪的发展后,逐渐出现不同的改良版本,但仍无法摆脱用嘴吸的操作。然而实验中接触到的液体并非完全无害,在用嘴吸的过程中,很容易造成感染,严重甚至致死。有数据统计表明,至20世纪初,由嘴巴吸取移液导致的实验室源感染事件约占40%。

1957年,时年33岁的海因里希进入德国马尔堡大学,在研究组做博后工作。在导师给海因里希安排的研究任务中,需要反复进行吸取液体的实验操作。没过多久海因里希就对这项枯燥且有风险的实验产生厌倦,回家摸索着如何“摸鱼”——更省时省力地进行移液。

正在导师因为海因里希好几天没到实验室工作而动怒时,海因里希带着一把改造的结核菌素注射器出现在实验室。这把经过改造的结核菌素注射器把注射器针头换成细塑料管,在内部活塞下面加了一个弹簧,并且在弹簧上方设置固定移液量的挡块。这就是人类史上第一把移液枪,大大提升了实验移液的效率,也避免了用嘴吸取的感染风险。

1957年5月3日,海因里希申请了移液枪专利,这项专利在1961年4月24日获得批准,不到一年的时间就被Eppendorf收购了。

早期离心机

其实是用来快速分离奶油?!

早期的离心机其实是为快速分离奶油而诞生?!

1836年棉布脱水机随着纺织工业革命的高速发展而诞生,这是最早的三足离心机,不过此时的离心机作用重点并不在于分离产出的物质。

在42年后的1878年,瑞典的Gustaf de Laval发明了第一台能从牛奶中分离奶油的乳脂分离机,转速达到了3000rpm,原理是将牛奶放进一个大桶,通过快速旋转大桶把密度大的“脱脂牛奶”甩到筒壁,桶中心则留下密度小的奶油,与现代实验室里的离心技术应用十分接近。

1924年瑞典化学家Svedberg和Rinde制造出世界上第一台超速离心机,转速达到45000rpm,这时的离心机已经可以应用于工业生产;后来Svedberg又对超速离心机进行了改进,使其最高速度可达75000rpm。Svedberg由于发明了超速离心机并应用在研究高分散胶体物质,于1926年获得诺贝尔化学奖。

文章素材来源:SynBio造物、Eppendor、仪器信息网、仪器博物馆、知乎、网络等,侵删

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