Laboratorium, hacks og opskrifter

DNA ekstraktion

Du kan isolere DNA fra organismer fx et løg eller din egen mund. Man kan se det som små hvide tråde i reagensglasset.

Recipe

1. Hak et løg fint og hæld en opløsning lavet af 1 dl vand, 2 tsk. opvaskemiddel og 3 g salt over. Sæben opløser cellemembranerne i løgcellerne, så DNAet fra løgcellerne flyder ud i opløsningen.
2. Køl blandingen ned for at bremse nedbrydningen af DNAet (eller brug eventuelt sæbe med protease).
3. Si løgresterne fra.
4. Hæld langsomt iskold sprit eller alkohol over løgudtrækket, sådan at det lægger sig oven på opløsningen. DNA-strengene vil nu vandre op i spritlaget.

Historien bag

Denne simple metode til at isolere DNA er blevet en klassiker i biohacker-kredse, og bruges også i skoler. Metoden viser klart, at der ikke skal særligt udstyr til at arbejde med DNA. Metoden kan bruges på mange forskellige slags organisk materiale. Der er DNA overalt, og det er ikke farligt.

Tekniske detaljer

Opskrifter til laboratoriebrug hedder protekoller. ”Open wet ware” er en online-wiki, hvor man kan dele sine protekoller og få inspiration fra andre, og wiki’er bruges, når videnskabsfolk forskellige steder arbejder med samme problem. En anden god kilde til bioteknologiske protekoller er “current protocols”, som administreres af Wiley.

Hjemmebygget magnetomrører

Den hjemmebyggede justerbare magnetomrører er en praktisk anordning, der sparer dig for rørearbejdet, når der skal blandes væsker og opløses kemikalier.

Opskrift

Du skal bruge:

Brugt 12V computerblæser: 0 kr
Ny 12V computerblæser-styring (motor controller): 35 kr
Plexiglas, træ, magneter og skruer fra hacker-laboratoriet Labitat: 0 kr
Brugt 12V strømforsyning: 0 kr.

Historien bag

Der skal altid røres i alt fra hjemmelavet øl til biodiesel og opløsninger i laboratoriet. Der findes derfor utallige modeller af hjemmebyggede magnetomrørere bygget af dele fra fx propeller eller computerkølere. Utallige videoer på youtube viser hvordan.

Tekniske detaljer

Denne hjemmebyggede magnetomrører er bygget af en 12V DC-motor fra en computerblæser justeret af en DC motorstyrer. Motorstyreren er købt billigt over nettet, resten er fundet som elektronikaffald. Der er monteret magneter fra en almindelig harddisk på motoren.

Webcam-mikroskop

I biologien bruges mikroskoper til at identificere hvilke organismer, der er i ens prøve, og for at se, hvordan de opfører sig. Med et digitalt mikroskop kan man hurtigt og nemt tage digitale billeder til dokumentation eller analyser.

Opskrift

Du skal bruge:

Web kamera, brugt eller købt online: 50-200 kr.
Lim, træ, skruer fra Labitat: 0 kr.

Historien bag

I forskningslaboratorier tages billeder gennem store dyre mikroskoper, men ofte er den meget store forstørrelse unødvendig. I stedet er det nemt og billigt at få fat i et gammelt webcam, som kan bygges om til et mikroskop, der er godt nok til mange formål. Man vender simpelthen linsen om, så den ikke virker som vidvinkel, men som fokusglas.

Tekniske detaljer

Det kan dog kræve meget arbejde at få et webcam-mikroskop til at fungere godt. Afstanden mellem linsen og objektet, der skal undersøges, skal finjusteres for at få et godt billede, og alle delene skal stabiliseres, så billedet ikke ryster eller kommer ud af fokus. I forskellige gør-det-selv-grupper er der lavet modeller, hvor holderen til kameraet og objektet er 3D printet eller laserskåret, og hvor der er indsat små skruer til at justere og fastholde delene. The devil is in the detail – her i finmekanikken.

Surdej

Surdej hæver, konserverer og giver dit brød smag. Din surdej er et lille økosystem, som kan indeholde 50 forskellige mælkesyrebakterier og 20 vildgær-arter på samme tid, der alle lever i balance.

Opskrift

Opskrift

1 del økologisk kærnemælk og/eller yoghurt
1 del rugmel
Ingredienserne blandes sammen i en skål og stilles ved stuetemperatur 2-3 dage. Det må gerne boble, skal lugte surt, gæret og af øl. Surdejen kan bruges i mange brødopskrifter.

Historien bag

Bakterier og gærsvampe er ikke farlige. Ved at arbejde med dem kan du tage det første skridt til at mestre naturens fantastiske muligheder – og selv lave brød du ellers ville købe. Biologigaragen har en lille folder om yoghurt og surdej – tag en kopi her i laboratoriet eller download den fra biologigaragen.org.

Tekniske detaljer

Surdej kan startes med blot mel og vand, men bakterierne i yoghurt og kærnemælk hjælper den på vej. Konsistensen kan være fra rugbrøds-tør til tyktflydende, og begge er fint. Hvis den er flydende, skal den rystes eller piskes hver dag eller stå i køleskab. En tyk tør dej kan ånde af sig selv, og kan stå i køleskab i månedsvis uden at blive dårlig. Hvis der gror mug på den, eller hvis den begynder at lugte råddent i stedet for surt, må man kassere den. Surdejen kan dog sagtens lugte endog meget surt og gæret, dette er helt ok.

Genpistol

Genpistolen er et instrument, som ved hjælp af lufttryk kan accelerere små guldpartikler dækket med DNA ind i andre celler. Cellerne kan nu begynde at bruge DNAet eller indbygge det i deres eget genetiske materiale.

Opskrift

Opskrift
1. Genpistolen lades med DNA-stykker fastgjort på guldpartikler.
2. Partiklerne skydes ind i modtagercellen ved hjælp af trykluft.
3. Modtagercellerne undersøges, og celler, der har indarbejdet den nye DNA kan dyrkes til nye planter.

Historien bag

Teknologien bag genpistolen er blevet anvendt til at producere mange af de genmodificerede plantearter, der dyrkes på vores marker i dag. De to hjemmelavede genpistoler vist her er bygget af gør-det-selv-biolog Rüdiger Trojok og demonstrerer, hvor enkle gensplejsningsteknikker kan være. Det er ikke tilladt at blande genetisk materiale i ikke-autoriserede laboratorier, men biohacker-bevægelsen deltager i øjeblikket i globale diskussioner om, hvorvidt disse teknikker bør være tilgængelige uden for institutionelle og industrielle laboratorier.

Tekniske detaljer

Genpistolen blev opfundet af John C Sanford, Ed Wolf og Nelson Allen fra Cornell University, og Ted Klein fra DuPont i 1983-1986. Oprindeligt prøvede man med wolframpartikler, men guld er mindre reaktivt og derfor mindre giftigt. Metoden er kun egnet til store celler fra fx planter og dyr, ikke celler fra mikroorganismer. Genpistolen kan også bruges til at give DNA-vacciner.

Dremmelfuge

Centrifugen er en uundværlig del i et biologilaboratorium. Den bruges til at oprense DNA, protein og celler eller til at separere celler efter vægt.

Opskrift

Du skal bruge

- Eppendorfrørsholder, 3D-printet i Labitat: ca. 2 kr
- Slibe- eller skruemaskine: ca. 250 kr
- Metalskål: ca. 30 kr
- Elastikker: ca. 10 kr
Total: ca. 300 kr

Historien bag

Den oprindelige ”dremelfuge” er designet af den irske gør-det-selv-biolog Cathal Garvey. Det er en klassisk ”showcase” inden for gør-det-selv-biologi og bliver brugt i flere gør-det-selvlaboratorier. I vores maskine er holderen til Eppendorf-røret printet på en open source såkaldt RepRap 3D printer i hackerlaboratoriet Labitat – filen til 3D modellen kan downloades gratis fra thingiverse.

Tekniske detaljer

Til at oprense en DNA-prøve skal man typisk bruge ca. 3000 omdrejninger i minuttet (omdr/min) eller 400 gange tyngdekraften. Til oprensing af bakterier skal man bruge mellem 5000-8000 omdr/min. En laboratoriumcentrifuge kan normalt køre maksimalt 16-20.000 omdr/min. Den hobbyslibemaskine, vi har brugt som motor her, er derfor rigelig hurtig med over 30.000 omdr/min. Boremaskinen er sat fast med elastikker for at dæmpe vibrationer. Hvis holderen printes eller monteres dårligt kan den gå i stykker ved høj belastning; vi har derfor bygget den ind i en metalskål.

Gel-elektroforese

En gel-elektroforese-kasse bruges til at måle og adskille DNA-stykker efter længde. Når der sendes strøm gennem kassen, bliver DNAen, som er negativt ladet, trukket hen mod pluspolen. Strukturen i gelen holder de store stykker tilbage, mens de små bevæger sig hurtigere. Ved at farve DNA-prøven kan man se hvor langt de enkelte stykker er nået, og dermed hvor store de er.

Opskrift

Du skal bruge:

Destilleret vand, 100% rent vand kan købes på tankstationer til sprinklervæske eller supermarkedet til strygejern
Syre-base buffer, til at stabilisere pH og holde DNAet opløst
Gel: 1-2% agarose (en sukkerart fra tang – kan købes i supermarkedet)

Historien bag

Når man laver eksperimenter med DNA, er det vigtigt at kunne kontrollere, at det stykke DNA man arbejder med, er det rigtige. Gel-elektroforese-udstyr var derfor noget af det første, der blev bygget af gør-det-selv-biologer. Den udstillede gel-boks og strømforsyning kommer dog brugt fra et autoriseret laboratorium.

Tekniske detaljer

For at se DNA skal det farves. Vi bruger crystalviolet eller methyleneblue, som begge kan ses med det blotte øje, hvis der er nok DNA i prøven – andre farvestoffer kræver UV-lys. Fælles for alle farverne er, at man kun kan se DNAen, når der er tusindvis af stykker med den samme længde. Derfor prøven skal kopieres i en såkaldt PCR-maskine, før man undersøger den i sin gel. DNA fragmenter måles i basepar (bp), altså antallet af DNA-baser (A,T,C og G’er), som ligger langs hver af de to strenge i DNAen.

Yoghurt

Det er nemt selv at lave sin mælk til yoghurt – mælken bliver tyk og syrlig og samtidig holder den længere.

Opskrift

Opskrift

Varm 1 liter mælk til den næsten koger, og køl den til under 40°C.
Tilsæt ca. 1 dl yoghurt, og sæt ved 40°C natten over, fra 8 til over 20 timer.
Spis yoghurten – velbekomme!

Historien bag

Bakterier kan være farlige, men mange af dem hjælper os i dagligdagen, fx ved at konservere mad. Yoghurt er et godt sted at starte, hvis man vil eksperimentere med fermenterede fødevarer og lave produkter med flere gode bakterier og færre tilsætningsstoffer end dem, der fås i butikkerne. Biologigaragen har udgivet en lille folder om yoghurt og surdej, som du kan få her I laboratoriet eller downloade biologigaragen.org.

Tekniske detaljer

Sådan laves yoghurt: Først skal mælken pasteuriseres ved at varme den op til 72-85°C i ca. 1 min. Jo længere tid den varmes jo mere ensartet bliver yoghurten, og fremmede bakterier bliver dræbt, men samtidig nedbrydes vitaminer og proteiner i yoghurten. Køl derefter mælken ned til under 40°C og tilsæt yoghurt. Det er vigtigt at mælken er afkølet, ellers dør bakterierne, og det er mælkesyrebakterierne i yoghurten, der laver mælken om. Sæt mælken ved ca. 40°C i 5-9 timer eller op til 20 timer – jo længere tid jo mere sur og tyk bliver den. Den færdige yoghurt skal opbevares i køleskab for at standse fermenteringen. Yoghurten skal lugte og smage surt, men hvis den begynder at lugte råddent eller får mug, må du smide den ud.

Open PCR

En PCR maskine er en gen-kopimaskine. PCR står for “Polymerase Chain Reaction” dvs Polymerase kædereaktion. Polymerase er det enzyme-protein, der bygger DNA-kæden inde i cellen – skridt for skridt, base efter base. PCR maskinen bruges i stort set alt arbejde med DNA til at kopiere, analysere, manipulere eller splice DNA-fragmenter.

Opskrift

Opskrift

Lav udtræk af DNA fra celler eller andet biologisk materiale.
Tilsæt polymerase-enzym, baserne G, C, T og A som er DNA’ets “byggesten” og DNA-primer, der er et stykke DNA, som viser, hvor i genomet kopieringen skal starte.
Kør PCR-reaktionen 20-35 gange.
Test prøven ved at køre en gel-elektroforese

Historien bag

Da det er et vigtigt instrument, bygger mange biohacker grupper deres helt egen maskine. Maskinen kopierer DNA på samme måde, som det foregår i cellerne, men de enzymer og reagenser, der skal bruges, er dyre. På sigt er målet at kunne producere enzymerne selv i biohacker-laboratorierne. Den udstillede OpenPCR maskine er designet og bygget af Tito Jankowski og Josh Perfetto, og projektet blev finansieret via crowdfunding. Denne model kan købes for $600 eller ca. 3300 kr., og det er mindre end for en brugt på eBay, og alle designtegningerne og softwaren er open source.

Tekniske detaljer

PCR-maskinen blev udviklet i 1983 af Kary Mullis, som i 1993 modtog nobelprisen i kemi for arbejdet med den. Maskinen varmer prøven op til 95-98° C i ca. 2 min, hvilket skiller de to strenge i DNAet. Derefter køles prøven ned til 45-72°C i 30 sek og til sidst kopieres DNA’et af enzymet ved 74°C i 1-5min afhængig af DNA-længden. Dette gentages 20-35 gange afhængigt af, hvor meget DNA man skal bruge. Hver cyklus fordobler mængden af DNA.