1.4: 实验室溶液制备

制备溶液是全球几乎所有生物和化学实验都涉及的基本程序。

溶液由溶解在液体中的物质组成。溶解的物质称为溶质，本体流体称为溶剂。得到的均匀混合物称为溶液。

溶液可以用它们的溶质浓度来描述，溶质浓度是衡量每单位溶液中存在多少溶质的量度。

制作溶液可能是一项基本的实验室技能，但糟糕的技术可能意味着实验成功或失败之间的区别。

制定解决方案时首先要考虑的是安全性。根据您使用的化学品类型，采取适当的预防措施非常重要，例如戴手套和穿实验室外套。

有许多不同的方法可以制定解决方案。本视频将演示制备水基或水溶液的最常用方法。

首先确定在给定体积的溶液中达到所需浓度所需的溶质摩尔数。然后使用化学物质的分子量或每摩尔的克数将该值转换为克。

可以使用数字天平和称重船称量化学品。

然后可以使用量筒测量出纯净水的体积，该体积大约是最终溶液体积的四分之三。

必须使用纯净水而不是自来水制备水溶液。如果不这样做，不仅会影响解决方案的质量，而且可能会损害后续的多个实验。

此时，应将纯化水转移到磁力搅拌板上装有搅拌棒的烧杯中。

然后将测得的溶质添加到搅拌的纯净水中。搅拌混合物有助于溶质溶解。加热也可用于此目的。

一旦所有溶质都溶解在溶剂中，就可以使用 pH 计调节溶液的 pH 值。为了提高 pH 值，将稀氢氧化钠添加到搅拌溶液中。为了降低 pH 值，加入稀盐酸。请务必慢慢加入酸或碱，因为 pH 值会迅速变化。

pH 试纸也可用于测量溶液的 pH 值，但使用经过校准的 pH 计可以进行更准确的测量。

然后使用漏斗将溶液倒入容量瓶中，以便使其达到最终体积。添加足以达到此体积的数量称为 Q.S.？ing 解决方案。

确保弯液面与容量瓶上的标记对齐。在水溶液中，弯月面是凹的，应在曲线的最低点读取。

在进行生物研究时，特别是涉及活细胞的研究时，溶液可能需要在使用前进行消毒。这可以通过高压灭菌来完成，高压灭菌使溶液在高压下受到高温蒸汽。

或者，可以通过在 0.22 微米过滤器上运行来对溶液进行灭菌，这将排除任何细菌细胞。

现在您已经对如何制作解决方案有了基本的了解，是时候看看实验室中一些常用的解决方案及其应用了。

在生物研究中，许多解决方案都是为了模拟生理体液而设计的。这些溶液是缓冲的，这意味着它们在特定范围内抵抗 pH 值的变化;通常，pH 值保持在 7.4 左右，以模拟细胞内和细胞外液。

磷酸盐缓冲盐水 （PBS） 是生物研究中常用的缓冲液，可模拟生理 pH 值和渗透压。渗透压是指溶液中溶质的总摩尔数。例如，含有 1 摩尔 NaCl 的溶液含有 2 渗透摩尔溶质，因为钠离子和氯离子在溶液中解离。PBS 的离子浓度与细胞的离子浓度非常匹配，使其成为等渗溶液，这意味着细胞外的溶质量与细胞内的溶质量相等。PBS 由水中的几种不同盐组成，包括带有磷酸基团的盐，这些盐的 pH 值保持在 7.2 至 7.6 的恒定范围内。

PBS 在实验室中的常见用途包括洗涤细胞和稀释生物分子（如蛋白质）。

人工脑脊液 （ACSF） 模拟脑脊液的电解质浓度。该溶液必须是新鲜制备的，并且应仔细监测 pH 值、渗透压和离子组成以匹配体内条件。

ACSF 通常用于电生理学研究，以制备脑切片并在实验过程中灌注它们。它还可以用作膜片钳测量过程中的细胞外溶液。

林格氏溶液是一种等渗盐水溶液，具有平衡的 pH 值，用于生物学研究。它常用于器官和组织的体外实验。

您刚刚观看了 JoVE 关于制作解决方案的介绍。在本视频中，我们回顾了如何从头到尾制定解决方案？包括如何确定所需的溶质量 （A）、如何正确地对溶液进行 QS （B） 和灭菌方法 （C）。我们还回顾了一些常见的解决方案及其在生物研究中的应用 （D）。

感谢您的观看，并记住在制定解决方案时始终使用正确的技术。