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实验技巧:做control (实验对照),最好既包括positive control, 也包括negative control.
很多同学对于做不出来的实验,唯一的方式就是重新做,绝大部分情况下得到的结果就是还是做不出来,然后继续反复做,最终还是做不出来。我问他们是否做了control,他们说实验时候觉得做control好麻烦,就没做,现在瞎了;但是到再次做实验的时候,还是不做control或者未能好好设计control。
很多实验,特别是尚未有标准流程的实验,对于技巧要求很高的,很多时候你就算了解实验原理、清楚技术细节,也要摸索好久;好的control的作用就是提高实验摸索的效率,让我们每一次实验不管成功还是失败都是带来信息量的,而不是简单的失败或者成功结果。
注:实验就是为了获得信息,不管成功还是失败,每做一次实验,都得进一步。
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对照实验,或者说对照组(英文是control,也就是野鸡网站笔下的“控制组”,真是耿直的翻译),是任何生物医学类实验中最重要的组成部分。对照实验不光能作为实验仪器设备、试剂耗材、操作技术的质控手段,还将决定最终所获得的实验数据是否具有足够的说服力。
一般地,常见的对照实验可以简单粗略地分为四大类:阳性对照,阴性对照,相互对照,和自身对照。
一、阳性对照
阳性对照(Positive control)是指按照当前实验方案(如仪器参数设定、试剂配比、操作流程等)一定能得到预期结果的对照实验。假设阳性对照实验出不来预期结果,那么就表示一定有某一个环节出了差错,比如仪器没有校正、实验方案错误、实验人员手滑加错试剂之类的。从这个角度来讲,阳性对照具有质控的意义。也就是说,有了阳性对照,当实验失败时,就有助于我们一步一步地排查问题。
更重要地,阳性对照还有支持阴性结果的功能。
positive
control是指肯定会得到预期结果的实验对照组,比如之前自己成功过的实验组、实验组他人验证过成功的实验组或者在各方面考虑都不会出现大意外的实验组。positive
control的作用主要有二,一是检查人与人之间的差异,二是检查实验环境/条件的差异。如果实验室其他人对于某个实验基本都能成功,我把这个实验接过来,用在我的实验对象上的同时也用在他的实验对象上,那么都成功了则说明这个实验技术很robust;如果他的对象成功了我的失败了,则说明有可能这个方法对于我的对象不work;如果都失败了则说明有可能是我的操作有问题。那有同学问了,如果他的对象失败了而我的却看起来成功了呢?这就是negative
control的用处了。
negative
control的作用是评估假阳性的可能性与影响大小的。接上面的例子,如果他的对象失败了,我的对象成功了,但是我的negative
control也成功了,那就说明我的对象看似成功,实则很可能是假阳性;如果我的negative
control失败了,则说明很有可能是我的实验也是成功的, 只是他的实验对象我不熟悉,掌握不好,所以失败了,但是并不影响我得到阳性的结果。
你看,简单一个positive control和一个negative control就能带来很多信息。做control的确会付出额外的精力,但是control不论结果如何都能带来关于实验过程的信息量,它使得我们每一次的实验都在知识结构上是“进步”的,比起一遍一遍蒙头重复实验的效率不知道高到哪里去了,特别是当实验创新性极强或者对于实验结果的要求接近实验原理所能支持的技术极限的时候。
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二、阴性对照
阴性对照(Negative control),和阳性对照相对,是指按照当前的实验方案一定不会得到正面结果的对照实验。阴性对照同样具有质控意义。
相应地,阴性对照最重要的意义,是支持实验处理组中所获得的阳性结果。
阴性对照有许许多多的形式,需要根据具体的实验目的来设计。
在临床试验中,还会涉及安慰剂对照(Placebo control)。安慰剂是指物理特性(如大小、颜色、重量、剂型、味道等)与试验药物相同,但却不含有试验药有效成份的试剂。
在一些涉及免疫学或者抗体的实验时,往往需要添加同型对照(Isotype control),或者说同型抗体对照。同型抗体是指和实验组的一抗具有相同动物来源(兔、小鼠、山羊等)、相同抗体类别(IgG、IgA、IgM等)的非特异抗体。任何抗体都不能保证在任何情况下,都完美地只和一种抗原特异结合。一旦实验条件没有优化好,非特异结合就会被放大。因此,同型最重要的意义就是佐证实验组抗体所获得的数据是特异的。
三、相互对照
相互对照是指一个实验内,各组之间互为对照,或者具有相同处理条件的实验之间,相互形成对照。简而言之,相互对照有“组间对照”及“实验间对照”两种形式。
四、自身对照
自身对照是指对照组即为处理组样品的本身,这是一种比较处理前后指标变化的方法,通常所获得的数据是配对型的(一前一后)或者时间序贯型的(处理后不同时间点)。
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穆勒五法很重要,你把穆勒五法搞明白,上面的都能看明白。
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