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为什么有的实验结果不能重复?

通过实验探究课题的内容是常见的课题探究方式之一。不论是什么样的实验探究,其最基本的要求是必须能重复操作,这是为了便于审核和认证。


可是却偏偏有的实验做完之后无法重复,这是为什么呢?


实验结果不能重复,究其原因可以大致归为三大类:客观原因、技术原因和主观原因。


客观原因主要指不受科研人员控制的一些原因或实验的一些随机性。例如细胞实验中各实验室按照各自的习惯培养,养着养着就不一样了,还有就是试剂的问题等。


技术原因主要指科研人员的操作能力,分析处理数据的能力等问题。有些实验操作记录并没有写的非常详细,中间可能漏掉了一两个看似无足轻重的步骤,后面的人在重复的时候按照记录很有可能就得到一个很不一样的结果。比如左冷禅少看了辟邪剑谱的第一页就怎么都没有练成。


主观原因相比上面两项就显得不可原谅了。主要指个人利益,科研诚信等问题了。直接造假的行为在科研行业内其实不多,毕竟风险太高;但利用各种手段“优化”数据,选择数据的现象就很严重了。但最牛的还是某些科研人员,连本来是错误的结果都能重复出来说是正确的。


如果文章发表之后被人揪出毛病,说你这个实验不能重复怎么办呢?首先如果你没有人为地造假就不用惊慌,科学实验本身就很难完美。他没有重复出你的实验,不一定是你的问题,说不定是他自己水平不够呢?还有的人喜欢挑战著名的实验以博取关注,但是发表之前,要先多次检查自己的工作,是否也存在各种各样的问题而可能导致自己的结果更加不靠谱。最关键的是每个科研人员要对自己的数据和工作负责,如果文章发表出来之后,接二连三地给别人comment,虽然引用率是上去了,但是脸被打肿了也是挺难看的。


不论是什么原因导致的实验结果不能重复,我们在实验操作的过程中都要严格把握以下几个细节:


一、记录


人的记忆力是有限的,在做实验的时候,不可能记住做过的每一步。例如实验记录如果不及时写,第二天就会忘记很多,一周之后就完全忘记了。所以做实验一定要做好实验记录。记录一要及时,否则就会忘记,最好是随时记录。二要详细,因为一个很小的细节可能就是实验失败或者成功的原因,如果没有记下这个细节,实验出问题了就难以找到原因。三要整洁,如果过于潦草,看起来很不方便,需要找相关信息的时候就难以找到。配好的试剂做好标签也是一种记录,标签一定要详细:包括试剂名称、配置日期、配置者及其它必要信息。在配试剂的时候,为了防止忘记贴标签的情况,应该先贴标签,再加试剂。电子记录有易于检索的优点,对于某些重要信息,可以记录到电子文档(例如word文档)里面。


二、核查


很多时候,我们实验失败的原因是没有仔细核查,例如没有核查果蝇的表型,没有仔细检查试剂的标签,没有核查离心机的转速,没有检查heat block的温度等等。每一个小错误都可能导致实验失败,所以一定要养成仔细核查的习惯。具体来说,在加试剂的时候,一定要仔细核查标签(包括试剂名称、配置日期),是否有沉淀,颜色是否改变等;使用仪器的时候,要核查设置,例如温度、转速、时间设置等;电泳的时候,要核查是否有气泡冒出;使用实验动物的时候,要核查表型等。


三、分装


谚语说:不要把所有鸡蛋都放到同一个篮子里。同样,在做实验的时候,有时也不要把所有试剂都放到同一个容器里。分装有很多好处。


第一,保险。可以防止因为污染、变质等原因损失全部试剂或者样品。


第二,容易混匀。结冰的试剂需要全部溶解然后vortex才可以混匀,如果很大体积,有时会等不及全部溶解就开始加样,会导致浓度不均。一般溶液都是先溶解溶质浓度高的,就像是结冰的汽水一边融化一边喝,一开始很甜,最后几乎没有甜味了,是因为糖份的存在会降低熔点,含糖量高的先溶解了。分装后,每一管溶液量小,解冻时容易全部溶解。注意在分装的时候一定要全部溶解并充分混匀。


第三,延长保质期。很多试剂都要低温保存。如果不分装,每次使用的时候都全部受热一次,变质就会很快。分装之后,每次使用只有少量试剂受热,其它的还可以继续保持于低温,可以延长使用寿命。抗体、体积较大的酶、热不稳定的其它试剂等最好分装保存于-20度或者更低的温度。


四、混匀


实验对很多试剂的用量都有明确要求。要保证实验的成功和可重复性,必须保证试剂用量一致。用量等于体积乘以浓度,如果溶液不混匀的话,浓度就会不同,即使加样体积一样,实际的量也可能不一样。所以,一定要保证试剂是充分混匀。结冰的试剂,必须完全溶解才可以使用。容易沉淀的试剂,使用之前必须充分vortex后再快速离心一下才能使用。


五、备份


在《At the bench》一书里,作者说如果实验室发生起火等危急情况,首先应该抢救的不是试剂,而是实验记录。因为有了实验记录才可以完成论文。其实,为了防止实验记录丢失的情况,可以把实验记录扫描为PDF文档以备份。同时,对于重要的研究数据,最好整理成电子文档例如excel或word文档,并且养成对自己的电脑文件定期备份的习惯。此外,质粒、转化后的细菌也需要备份。最好备份两份以降低丢失的概率。


六、顺序


有时候需要给很多试管加不同的试剂。这么多试管和试剂,一不小心,就会忘记哪一管或者哪一样试剂加了没有。即使是只有两三个试管,有时候加了一个样品,忽然就忘记是加了哪一管了。如果是按字母或者数字顺序加样的话,在这种情况下,就会清楚是加了哪一管。


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