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General Laboratory Techniques

Concentraciones y medición de volúmenes

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Understanding Concentration and Measuring Volumes

1.2: Introduction to the Microplate Reader

1.4: Making Solutions in the Laboratory

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08:51 min

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April 30, 2023

Overview

Soluciones se utilizan en algún grado en casi todas las aplicaciones de investigación biológica. Por lo tanto entender cómo medir y manipular es imprescindible para cualquier experimento. En este video, se introducen conceptos en la preparación de soluciones. Las soluciones constan de un soluto disuelto en solvente para obtener una mezcla homogénea de sustancias moleculares. Soluciones son identificadas generalmente por sus componentes y las concentraciones correspondientes. Las soluciones concentradas se diluyen a través de varios métodos, tales como dilución seriada. Este video también establece una base para la exacta preparación de las soluciones. Por ejemplo, el vídeo analiza cómo medir volúmenes con precisión mediante el uso del contenedor volumétrico adecuado así como leer el volumen cuando un menisco está presente. A continuación se presentan algunas aplicaciones para la medición de volúmenes. Electroforesis en gel es un procedimiento de laboratorio comúnmente utilizado que requiere la preparación de una solución de volumen peso porcentual, así como paralelo dilución de una solución madre concentrada. Uso de una dilución seriada para preparar normas para generar una curva estándar de cuantificación de proteína también es demostrado.

Procedure

Comprender los conceptos de concentración de la solución y medir volúmenes en el laboratorio son dos aspectos importantes de casi todos los experimentos.

Soluciones se componen de un soluto disuelto en solvente para obtener una mezcla homogénea.

Soluciones son identificadas generalmente por sus componentes y las concentraciones correspondientes.

Para llegar correctamente a la concentración de la solución correcta, debe estar familiarizado con los muchos envases diferentes disponibles para mediciones de volumen.

Mala técnica de la medición de volúmenes puede conducir a concentraciones incorrectas y la diferencia entre un experimento exitoso o fallido.

Al realizar experimentos, es imprescindible conocer la concentración exacta de las soluciones utilizadas.

Concentración es comúnmente expresada como molaridad. Una uno solución molar contiene un mol de soluto por litro de solución (B + C). Al hacer las soluciones en el laboratorio, se pueden determinar los moles de soluto de la masa medida de la molécula y su peso molecular.

Soluciones también pueden ser preparadas y cuantificadas como concentraciones por ciento del peso de soluto por unidad de volumen de disolvente, conocido como una solución porcentual peso-volumen.

Tenga en cuenta que el soluto es a veces en forma líquida. En este caso, la concentración porcentaje puede expresarse como el volumen de soluto líquido por unidad de volumen de solvente, conocido como una solución de volumen por ciento.

Para uso frecuente, se pueden preparar soluciones concentradas de compuestos estables, conocidas como soluciones. Soluciones pueden ser etiquetadas como un múltiplo de la concentración en la solución final. Aquí puede ver una solución de X 10.

Estas soluciones pueden diluirse en caso necesario con un solvente para lograr la concentración deseada.

Alternativamente, se puede preparar una dilución de una solución más concentrada con una dilución de paralelo. Usando este simple cálculo, se puede preparar una solución de concentración y volumen de una solución de concentración conocida. El volumen resultante se puede diluir el volumen total de la solución para lograr la concentración deseada.

Sin embargo, en algunas situaciones, el factor de dilución, que es igual al volumen final dividido por el volumen de solución necesario para la dilución, es demasiado grande. Esto hace dilución paralelo práctico como el volumen necesario de la solución sería demasiado pequeño para medir con precisión.

Con la técnica de dilución seriada, una solución puede ser utilizada para hacer una solución diluida, que luego puede ser diluida más lejos para hacer una solución más diluida y así sucesivamente hasta que se alcanza la concentración deseada.

Al medir volúmenes en el laboratorio se llega a través de muchos envases que pueden contener líquido. Sin embargo, es importante tener en cuenta que no todos estos buques están diseñados para medir con precisión el volumen.

Contenedores no volumétrica, como vasos de precipitado y matraces de Erlenmeyer, están diseñados para mezclar y almacenar soluciones y generalmente no están calibrados. En cambio, las medidas o graduaciones, en el lado representan aproximaciones de capacidad de líquido.

Por el contrario, material volumétrico de laboratorio está diseñado para medir volúmenes exactos de líquidos. Material volumétrico de laboratorio se denota con la capacidad que está calibrado para sostener así como las letras TC o TD.

TC está parado para que “contener” y se encuentra generalmente en cilindros graduados, que están calibrados para sostener un volumen exacto de líquido y matraces aforados.

TD denota “para entregar” y generalmente se encuentra en medición de dispositivos diseñados para dispensar líquidos, tales como pipetas y jeringas.

Matraces aforados se utilizan generalmente para preparar soluciones de una concentración específica. Después de disolver el soluto, solvente se agrega al matraz hasta que el volumen total alcanza la línea de graduación. Adición de la “cantidad suficiente” llegar a este volumen se conoce como Q.S.’ing la solución.

Cuando Q.S.’ing la solución, la parte superior del líquido curvas donde se encuentra con el frasco. Esto se denomina menisco y es causada por la tensión superficial. En una solución acuosa, el menisco es cóncavo y debe leerse en el punto más bajo de la curva.

Hay varios barcos diseñados para medir y entregar volúmenes específicos del líquido. Al elegir el material volumétrico de laboratorio, siempre Seleccione el dispositivo más pequeño que tendrá en cuenta el volumen deseado para alcanzar la precisión más alta.

Medición de volúmenes de líquido por encima de 50 mL, graduados cilindros son la opción adecuada.

Pipetas serológicas se utilizan generalmente para medir y entregar volúmenes en el rango de 0.1 a 50 mL.

Para volúmenes de 0,2 microlitros a 5 mL, micropipettors debe ser utilizado.

Cuando las puntas de pipeta de plástico no son compatibles con el líquido a medir, Hamilton jeringas de vidrio son una alternativa para una medición precisa de volúmenes en la gama de microlitro.

Ahora que hemos cubierto los conceptos básicos de trabajar con soluciones, analizaremos cómo algunos de estos conceptos se aplican en la investigación.

ADN Gel electroforesis es una técnica utilizada para separar una población mixta de fragmentos de ADN, para estimar su tamaño, mediante la aplicación de un campo eléctrico para mover las moléculas negativamente cargadas a través de una matriz de gel de agarosa, un carbohidrato de algas

En la preparación de la matriz de gel, porcentaje peso/volumen soluciones comúnmente se utilizan para hacer geles de agarosa al 1% peso/volumen.

Electroforesis requiere generalmente cantidades grandes de corriente buffers. Debido a su frecuente uso y grandes volúmenes, estos buffers generalmente se diluyen de más concentrada 10 x soluciones.

Para lograr la deseada 1 buffer x, una unidad de volumen de la solución se diluye en 9 volúmenes de unidad de agua purificada.

En experimentos de lector de microplacas, la concentración de muestras desconocidas de la proteína a menudo se determinan basados en un conjunto de muestras de concentraciones conocidas de llama normas.

Diluciones seriadas se utilizan a menudo para generar estándares de concentraciones progresivamente más altas, por lo que en última instancia, se puede generar una curva estándar y determinar la concentración de la muestra desconocida.

Sólo ha visto introducción de Zeus a comprensión concentración y medir volúmenes. En este video repasamos algunos conceptos básicos como el cálculo de concentración, realizar las diluciones y cómo diferentes tipos de materiales de laboratorio se utilizan para medir volúmenes. Aplicaciones de algunos de los conceptos introducidos en este video también fueron discutidos por biología molecular y bioquímica.

Gracias por ver y recuerda siempre usar exactitud y precisión al medir volúmenes.

Transcript

Understanding the concepts behind solution concentration and measuring volumes in the lab are two important aspects of nearly every experiment.

Solutions are made up of a solute dissolved in solvent to yield a homogeneous mixture.

Solutions are generally identified by their components and corresponding concentrations.

To correctly arrive at the correct solution concentration, you must be familiar with the many different containers available for volume measurements.

Poor technique when measuring volumes can lead to incorrect concentrations and be the difference between a successful or failed experiment.

When performing experiments, it is imperative to know the exact concentration of solutions used.

Concentration is most commonly expressed as molarity. A one molar solution contains one mol of solute per liter of solution (B+C). When making solutions in the lab, the mols of solute can be determined from the measured mass of the molecule and its molecular weight.

Solutions can also be prepared and quantified as percent concentrations from the weight of solute per unit volume of solvent, known as a percent weight-volume solution.

Keep in mind that the solute is sometimes in liquid form. In this case, the percent concentration can be expressed as the volume of liquid solute per unit volume of solvent, referred to as a percent volume-volume solution.

For frequent use, concentrated solutions of stable compounds, known as stock solutions, can be prepared. Stock solutions may be labeled as a multiple of the concentration in the final working solution. Here you see a 10X solution.

These stock solutions can be diluted as necessary with solvent to achieve the desired concentration.

Alternatively, a dilution can be prepared from a more concentrated solution using a parallel dilution. Using this simple calculation, a solution of desired concentration and desired volume can be prepared from a stock solution of known concentration. The resulting volume can be diluted to the total volume of the solution to achieve the desired concentration.

However, in some situations, the dilution factor, which is equal to the final volume divided by volume of stock solution needed for the dilution, is too large. This makes parallel dilution impractical as the necessary volume of the stock solution would be too small to accurately measure.

With the serial dilution technique, a stock solution can be used to make a dilute solution, which can then be diluted further to make a more dilute solution and so on until the desired concentration is met.

When measuring volumes in the lab you will come across many containers that can hold liquid. However, it is important to realize that not all of these vessels are designed for accurately measuring volume.

Non-volumetric containers, such as beakers and Erlenmeyer flasks, are designed for mixing and storing solutions and are generally not calibrated. Instead, the measurements, or graduations, on the side represent approximations of liquid capacity.

Conversely, volumetric labware is designed to measure exact volumes of liquid substances. Volumetric labware is denoted with the capacity it is calibrated to hold as well as the letters TC or TD.

TC stands for “to contain” and is generally found on volumetric flasks and graduated cylinders, which are calibrated to hold a precise volume of liquid.

TD denotes “to deliver” and is usually found on measuring devices designed to dispense liquid, such as pipettes and syringes.

Volumetric flasks are generally used to prepare solutions of a specific concentration. After dissolving the solute, solvent is added to the flask until the total volume reaches the graduation line. Adding the “quantity sufficient” to reach this volume is known as Q.S.’ing the solution.

When Q.S.’ing the solution, the top of the liquid curves where it meets the flask. This is called the meniscus and is caused by surface tension. In an aqueous solution, the meniscus is concave, and should be read at the lowest point of the curve.

There are several vessels designed to measure and deliver specific volumes of liquid. When choosing volumetric labware, always select the smallest device that will accommodate the desired volume to achieve the highest accuracy.

When measuring volumes of liquid above 50 mL, graduated cylinders are the appropriate choice.

Serological pipettes are generally used to measure and deliver volumes in the range of 0.1 to 50 mL.

For volumes of 0.2 microliters to 5 mL, micropipettors should be used.

When plastic pipette tips are not compatible with the liquid to be measured, glass Hamilton syringes are an alternative for accurate measurement of volumes in the microliter range.

Now that we have covered the basics of working with solutions, we’ll discuss how some of these concepts are applied in research.

DNA Gel electrophoresis is a technique used to separate a mixed population of DNA fragments, to estimate their size, by applying an electric field to move the negatively charged molecules through a gel matrix made of agarose – a carbohydrate from seaweed

In preparing the gel matrix, percent weight/volume solutions are commonly used to make 1% weight/volume agarose gels.

Generally electrophoresis requires large quantities of running buffers. Because of their frequent use and large volumes, these buffers are usually diluted from more concentrated 10x stock solutions.

To achieve the desired 1x buffer, one unit volume of the stock solution is diluted in 9 unit volumes of purified water.

In microplate reader experiments, the concentration of unknown samples of protein are often determined based on a set of samples of known concentrations called standards.

Serial dilutions are often used to generate standards of incrementally-higher concentrations, so that ultimately, a standard curve can be generated and the concentration of unknown sample determined.

You’ve just watched JoVE’s introduction to understanding concentration and measuring volumes. In this video we reviewed some basic concepts such as calculating concentration, performing dilutions , and how different types of labware are used to measure volumes. Applications of some of the concepts introduced in this video were also discussed for molecular biology and biochemistry.

Thanks for watching and remember to always use accuracy and precision when measuring volumes.

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