Température au laboratoire: utilisation de la chaleur

Il y a plusieurs moyens de réguler la température au labo. Parfois les réactifs ont besoin d’être chauffés, les cultures de cellules ont besoin d’être maintenues à des températures spécifiques pour une croissance optimale, et la température du corps d’un animal a besoin d’être régulée, pendant ou après les procédures chirurgicales. Cette vidéo va s’interesser de plus près aux moyens et raisons qui peuvent pousser un scientifique à rechauffer l’atmosphère, et les températures spécifiques utilisées pour chauffer des échantillons et réactifs.

Tout d’abord, il est important de noter que dans les procédures habituelles de laboratoire, nous parlons de température sur l’échelle de mesure des Celsius, ou Centigrade. Comme les autres unités de mesure métrique utilisées en science, le degré Celsius est l’une des unités standard du Système International pour la mesure de température.

Le thermomètre, comme vous le savez probablement déjà, est l’instrument utilisé pour mesurer la température.

Pour obtenir la lecture de température la plus précise d’un liquide que vous chauffez ou refroidissez, immergez le thermomètre d’au moins 10 à 15 cm, ou environ 4 à 6 pouces, au-dessous de la surface. Ensuite attachez précautionneusement le thermomètre en place, en prenant soin que l’instrument soit à au moins 5 cm, ou environ 2 pouces au-dessus du fond du récipient, et à au moins un thermomètre de largueur du côté latéral du récipient.

Si vous mélangez le liquide, vérifiez que le thermomètre ne bloque pas le mélangeur magnétique, auquel cas vous pourriez vous retrouver avec un dangereux probleme sur les bras.

Lisez l’indicateur de la température du liquide au niveau des yeux. Lorsque vous lisez le thermomètre, faites attention à ne pas le toucher le long de la tige. Votre chaleur corporelle pourrait affecter la précision de la mesure.

Ensuite, passons en revue quelques une des températures habituellement utilisées pour une grande partie des expériences.

En fonction du type de travail réalisé et du type d’équipement hébergé dans votre laboratoire, la température ambiante de la pièce devrait normalement être entre 20-25 °C. Il est généralement acquis qu’une expérience doit être réalisée à température ambiante si aucune température particulière n’est mentionnée. La température ambiante est souvent abréviée dans les protocoles par RT pour « Room Temperature » en anglais.

Lorsque vous êtes confrontés avec une procédure in vitro, l’expérience doit généralement être réalisée à 37 °C. Les procédés réalisés in vitro impliquent des tissus, cellules ou extraits, et essayent d’imiter les conditions qui existent à l’intérieur d’un organisme. Les expériences in vivo, d’autre part, sont réalisées dans l’organisme intact, et puisque les mammifères ont une température corporelle de 37 °C, les expériences de culture de cellules « in vitro » sont typiquement réalisées à cette température.

A des températures supérieures à 56°C, les protéines se déroulent, selon un procédé appelé dénaturation. Ceci peut être utile pour une variété de raisons, notamment l’ouverture ou le changement de forme d’une protéine pour une identification simplifiée par un anticorps de détection.

L’eau et quelques solutions à base d’eau, ou aqueuses, bouillent à approximativement 100 °C. Cela peut aussi être une bonne température à laquelle dissoudre des réactifs qui sont difficiles à amener en solution à température ambiante.

Fréquemment, un protocole expérimental indiquera que certaines étapes ont besoin d’être réalisées à une température spécifique.

Les expériences exécutées sur le banc de labo sont réalisées à environ 20-25°C, autrement dit à température ambiante.

A température ambiante, la plupart des réactifs et des cultures de cellules sont stables, bien que quelques réactifs ont besoin d’être protégés de la lumière, quelques expériences doivent être réalisées sous hotte pour maintenir la stérilité, et quelques tests doivent prendre place à l’intérieur d’une chambre humide, pour empêcher l’assèchement des tissus ou des réactifs expérimentaux.

Lorsque votre protocole dit de « dégeler les cellules ou un réactif particulier », utilisez un bain d’eau programmé à 37°C pour un chauffage lent et uniforme. A moins que votre protocole ne vous indique de chauffer à nouveau plus tard, retirez l’échantillon du bain marie dès que le dernier fragment de glace a fondu.

Si le protocole indique qu’un «milieu réchauffé » ou tout autre réactif préchauffé doit être utilisé, un bain marie à 37°C est aussi utile pour garder les solutions à une température constante et tempérée – mais pas trop chaude.

En vue de garder vos solutions libres de contamination ou de dilution par l’eau environnante, utilisez un flotteur en mousse pour décongeler des aliquotes de cellules gelées ou pour chauffer des microlitres de solution. Si un porte-tube plus sécurisé est préféré, un rack métallique peut également être utilisé dans ce but.

Pour des volumes de liquide plus importants, des racks en plastique ou des pinces en métal peuvent être utilisées pour tenir les échantillons droit dans le bain marie.

Lorsque vous êtes invités à incuber des cultures de cellules mammifères, cela signifie généralement placer les cellules dans un incubateur à 37°C, avec une atmosphère à 5% de dioxyde de carbone, et un plateau d’eau pour garder l’humidité de l’incubateur à environ 95%.

Parfois, les cellules bactériennes sont aussi cultivées à 37°C, dans un incubateur ou une pièce chauffée. Un incubateur à vibrations peut être utilisé lorsque vous voulez développer rapidement le nombre de culture de cellules bactériennes, tout en diminuant le temps de culture. En agitant le liquide de culture, vous assurez que les bactéries reçoivent des nutriments en suffisance car elles ne sédimentent pas au fond du tube.

Pour un chauffage ou une ébullition très rapide, des plaques chauffantes ont traditionnellement été utilisées. Maintenant que les micro-ondes sont habituellement trouvés dans les labos, ils peuvent également être utilisés pour bouillir rapidement des solutions aqueuses.

Maintenant jetons un oeil aux raisons pour lesquelles vous pourriez vouloir chauffer certaines choses au labo.

La fixation par la chaleur est un moyen simple et rapide pour fixer certains échantillons biologiques comme les cellules bactériennes ou les biomacromolécules à une lame de verre avant leur coloration. Ici vous voyez des étalements de chromosomes rendus possible par la fixation par la chaleur.

Chauffer et mélanger la solution liquide dans laquelle vous essayez de dissoudre un réactif solide peut aider à accélérer le procédé, comme la gélose en poudre qui est dissoute ici.

Beaucoup d’expériences sur cellules vivantes requièrent au minimum une période d’incubation. L’incubateur Incucyte permet l’imagerie en temps réel de la croissance cellulaire, sans perturber les cellules lorsque les récipients de culture sont retirés de l’incubateur.

L’imagerie de cellules vivantes peut être également réalisée avec des microscopes fixes. Ici les cellules sont maintenues dans un incubateur à imagerie pendant que leur activité avant et en réponse à l’addition d’un stimulus expérimental, est visualisée et enregistrée pour analyse future.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à la régulation des températures de laboratoire à 23°C et au-delà. Dans cette vidéo nous avons vu quelques unes des pièces d’équipement de labo les plus communes pour chauffer les cellules, les animaux et les solutions, comment décider quelle pièce d’équipement utiliser pour chauffer les cellules ou solutions, et quelques raisons pour lesquelles la température pourrait devoir être régulée pendant une expérience. Merci de nous avoir regardé et souvenez-vous de tenir votre thermomètre avec attention!