EPQ人物 中性pH环境对女性更友好 她要去帝国理工

本期EPQ专访嘉宾

恭喜获得EPQ好成绩!

用实验解决现实问题

ASDAN EPQ明星学员

胡同学

Rei

EPQ课题:

《卫生巾的pH值如何影响皮肤的化学屏障功能?》

How does the pH value of sanitary napkins affect skin chemical barrier function?

所在高中:晋中市博雅培文实验学校

EPQ成绩:A

Mentor(中方学术导师):法老师 Eden

SA(英方导师兼考官):April G.

申请目标:生物化学/化学方向,主申英国,辅申香港、新加坡;梦校:帝国理工

前言:

看了卫生巾质量的新闻,Rei在感到担忧的同时,好奇“pH值到底怎么影响皮肤”,她做了实验室里的乳酸杆菌生长实验。借学校实验室,自己买材料,她在实验中遇到了不少问题:培养基选错、菌落数不清、平行样本坏掉了一组。最终,她成功地用了菌落密度视觉描述的方法,发现中性环境下乳酸杆菌生长最好。这个结论,给大多数认为酸性环境好的学术研究提供了不一样的参考。在EPQ,她第一次完整地做了严谨的实验研究↓↓

我从新闻里找到了EPQ选题

九年级的时候,我发现自己擅长、感兴趣生物化学,很早我就定下了申请方向。未来主要申请英国,辅申香港和新加坡,梦校是帝国理工学院的化学或者生物化学专业。

我通过学校的讲座知道EPQ,了解到它可以提升我写论文的技巧,也可以帮我探索想学的专业知识,还能展开详细的科研。我觉得这个项目对我的申请和研究能力提升都有帮助,就决定参加了。

在选题初期,我觉得化学方向的选题挺局限的。对我来说,高端的仪器我无法使用,选题需要尽量贴近日常。我考虑过研究化妆品,但现在相关研究已经很多了,于是我开始发掘身边那些细小的事情。

然后我注意到了卫生巾。它有很多国家标准,但根据相关新闻,有很多大品牌是跟不上国家要求的,哪怕符合国标,和实际情况也不太匹配,尤其是在pH值这个点上。目前很多文章说酸性的会更好,但它们没有考虑卫生巾的材质的匹配度。

我觉得这个研究点很有意思,打算就女性外阴的情况以及卫生巾的材质做更全面的研究,我的Mentor、SA导师都支持我做这个选题:卫生巾的pH值如何影响皮肤的化学屏障功能?

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Rei的选题PPT

导师帮我分析选题的可行性

我最开始想做问卷,觉得做问卷比较容易上手。但后来我发现,问卷并不适合所有的选题。对我这个课题来说,pH值对化学环境的变化,从问卷里是得不到什么有用信息的。

我把两三个不同的选题方向拿给Mentor 法老师看,她帮我分析每一个往下继续研究的可行性,最后帮我找到了最适合的选题。在后期,她也帮我分析论文不同阶段写得怎么样。SA April老师主要给我提供实验方面怎么更加精进、怎么提高整体可行性的建议,她比较专业,能给出非常有效的反馈。

实验设计的起点来自我的生物老师,老师建议我把实验对象放到培养基里面,再往上滴pH缓冲液,可以作为我的实验操作。根据老师们的专业建议与相关文献,我设计了完整的实验计划。

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Rei的实验设计草稿

两次预实验后,我的细菌培养实验成功了

我选了偏碱性、酸性和中性三个pH值,分别做2到3组细菌实验。具体操作是取一小块正方形卫生巾切片,放到适于乳酸杆菌生长的肉汤培养基上。乳酸杆菌的生长情况可以反映身体的反应,如果身体反应比较好,那乳酸杆菌会生长得比较多;相反乳酸杆菌生长就比较少。我把乳酸菌的生长情况作为判断环境友好程度的指标。

操作上,我用了划线接种法。相比用胶头滴管滴菌液,划线接种能更好地控制变量,而且网上有一次性接种环,适合高中生操作。

实验在学校进行,材料大多是我自己购买的。做EPQ是我第一次完整地做自己设计的实验,平时这种机会比较少,所以我对这次的实验额外珍惜。

第一次预实验,我选了不带琼脂的普通MRS肉汤培养基,但它是深色、液态的,看不到菌群生长和实体菌落,第一次预实验失败了。那之后我觉得自己调配培养基很难,时间也比较紧,就买了网上成型的培养基。第二次预实验我主要测试接种浓度,因为太多不便观察,太少又看不到菌落,最后选了适中的浓度。

数据记录方法也调整过。我原本想用菌落计数,Mentor 法老师和我一起计划如何计数、做数据可视化。但后来我发现肉眼根本无法计数,个体之间差异大,粘连也紧。SA April导师建议我框住一个部分,看这一区域的菌落生长密度,我最终采用了菌落密度视觉描述的方法。

我做了三组平行实验,其中一组因操作失误整个培养基坏掉了,剩下两组。两组更能规避偶然因素,比如光照、摆放位置或操作手法的差异,提升实验的说服力。

最开始我预想一个月就可以完成实验,但预实验的失败,加上购买两批培养基的等待,最后我的实验做了两个月。

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Rei的实验照片

实验发现:中性环境最利于乳酸杆菌生长

我的研究结论是:中性环境下,乳酸杆菌生长得最好。在这个条件下,女性的外阴对于卫生巾的pH没有很显著的刺激反应。酸性的时候会有一点但不显著的刺激反应。碱性的时候,身体有可能会有明显的不太健康的反应。

卫生巾的样本选择方面,我开始想采用多组不同的品牌,但最后只选择了一个品牌。基于相关文献,不同品牌的卫生巾在材质上其实是差不多的,所以一个品牌就够了。

我认为我的研究可以给消费者一些参考。在看卫生巾pH值的时候,可以不只关注酸性程度,其实中性的指标也很不错。很多已有的论文都只提到酸性的指标是有益的,但实验下来我发现,中性的环境对女性的化学屏障反而更友好。

当然也有遗憾,比如那组因为我的误操作而坏掉的培养基,另外我在最开始设计实验的时候,花费了更多时间走一些弯路,想了一些不太切实的方法。如果多看一些文献的话,我的实验效率可以提高。

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Rei的研究结果

两位导师帮我搭建研究的框架、抠实验的细节

我的两位导师帮了我很多。

Mentor(中方学术导师)法老师主要在论文和整体框架上给我支持。我最初对论文写作完全没有概念,她约了我好几次会议,教我论文每个部分该怎么写,文献该怎么看,实验设计上也会帮我一起理思路。可以说,我第一次写英文长论文,框架是Mentor 法老师帮我一点点搭起来的。

SA(英方导师兼考官)April老师的帮助更偏细节和流程,会针对我的方案提出细小的调整,比如论文里有些词我写得不够地道,SA April老师会指出;哪种方法更好,SA April老师也会给建议。印象最深的是,SA April老师在会议中多次问我:“如果这个步骤失败了,你将会怎么办?”一开始我拿不出完整的实验方案,她就一直追问,逼着我提前预设各种可能失败的情况。后来我写实验计划的时候,就会主动去想补救方案了。时间节点上她也帮了我很多,什么时候该完成实验、什么时候该提交论文,都是SA April老师提醒我的。

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Mentor老师的辅导记录

EPQ让我提前掌握了大学所需的能力

做完EPQ,我觉得自己在几个方面有明显的进步。

首先是做实验的能力。在之前,我基本上没有什么时间进入化学实验室。但在EPQ实验中,我多次进入实验室,学习了一些仪器的使用方法。其次是写论文的能力。EPQ是我写的第一篇全英文科研论文,我在过程中所学的写作技能,在我后续学校学习中都很适用,我也不需要再去上额外的论文写作课了。

更重要的是认知上的改变。最开始我认为一手研究只有研究生、博士生才可以做,但其实哪怕用一些很平常的方法,即使是高中生也是可以获得一些研究成果的,大家都有做扎实的一手研究的能力。

文献阅读的能力也是我的收获,在高中提前习得这种能力很好。我现在看一篇论文,二十分钟不到的时间,就可以抓取它的主要实验方法和结果。这个能力可以为我未来的大学和工作赋能。如果我没有参与EPQ,我可能还需要去上其他单独的课程教我怎么阅读论文。

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Rei的项目反思PPT

我有三条想分享的建议给做EPQ的同学们:

做实验的同学,建议事先准备两到三周。先看不同的文献,确定一个很完备的实验方案,同时预设好如果哪个部分失败了,补救方案是什么。SA April老师在会议中多次提醒我去思考:失败了我会怎么办?我需要提前预设一些可能会失败的情况,同时也要产出尽量完整的实验计划,这样才可能执行得更好。

实验的操作很重要。在无菌的地方操作,一定要确保实验台、实验器具干净。大型实验室可能会有高温灭菌的仪器,但对高中生来说,我们可能做不到完全灭菌,但在实验过程中就要确保不要有杂菌介入,影响实验结果。

从头开始做好计划是非常必要的。我有做EPQ的同学,最后写论文没控制好字数,超过限制太多,每天在删字数上耗费很多时间。建议学弟学妹们从一开始就规划好每个步骤,最后就可以顺利完成任务。

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