יצירת פתרונות במעבדה

יצירת פתרונות היא הליך חיוני המעורב כמעט בכל הניסויים הביולוגיים והכימיים המבוצעים ברחבי העולם.

פתרון מורכב מחומר מומס בנוזל. החומר המומס ידוע בשם solute, ואת הנוזל בתפזורת כמו ממס. התערובת ההומוגנית המתקבלת מכונה הפתרון.

פתרונות ניתן לתאר על ידי הריכוז ההולך שלהם, מידה של כמה solute קיים ליחידת פתרון.

יצירת פתרונות עשויה להיות מיומנות מעבדה בסיסית, אבל טכניקה גרועה יכולה להיות ההבדל בין ניסוי מוצלח או נכשל.

השיקול הראשון בעת יצירת פתרונות הוא בטיחות. חשוב לנקוט באמצעי זהירות מתאימים, כגון לבישת כפפות וחלוק מעבדה, בהתאם לסוג הכימיקלים איתם אתם עובדים.

ישנן דרכים רבות ושונות ללכת על יצירת פתרון. וידאו זה מדגים את הדרך הנפוצה ביותר להפוך פתרון על בסיס מים, או מימי.

ראשית לקבוע את מולות של solute תצטרך להשיג את הריכוז הרצוי בנפח נתון של פתרון. לאחר מכן סמויים ערך זה לגרמים באמצעות המשקל המולקולרי, או מספר הגרמים למול, של הכימיקל.

ניתן לשקול את הכימיקלים באמצעות איזון דיגיטלי וסירת שקילה.

לאחר מכן ניתן להשתמש בגליל מדורג כדי למדוד נפח של מים מטוהרים שהוא בערך שלושה רבעים מהנפח הסופי של הפתרון.

זה הכרחי כי פתרונות מימיים להיות מוכנים עם מים מטוהרים ולא מי ברז. כישלון לעשות זאת יכול לסכן את האיכות של לא רק הפתרון, אבל ניסויים מרובים פוטנציאליים בהמשך הדרך.

בשלב זה, יש להעביר את המים המטוהרים לתוך כף המכילה מוט ערבוב על צלחת ערבוב מגנטית.

לאחר מכן ניתן להוסיף את המסיסים הנמדדים למים המטוהרים המרגשים. ערבוב התערובת מסייע להתפוגג. החלת חום יכולה לשמש גם למטרה זו.

לאחר כל המסיסים כבר מומס ממס, ה- pH של הפתרון ניתן להתאים באמצעות מד pH. כדי להעלות את ה-pH, הוסיפו נתרן הידרוקסידי לדלל לתמיסה המעוררת. כדי להוריד את החומציות, הוסיפו חומצה הידרוכלורית מדללת. הקפד להוסיף לאט את החומצה או הבסיס, כמו pH יכול להשתנות במהירות.

נייר pH יכול לשמש גם כדי למדוד את ה- pH של פתרון, אולם שימוש במד pH מכויל גורם למדידה מדויקת יותר.

לאחר מכן, הפתרון נשפך לתוך בקבוק נפחי באמצעות משפך, כך שניתן להעלות אותו לנפח הסופי שלו. הוספת הכמות הדרושה כדי להגיע לאמצעי אחסון זה נקראת Q.S.'ing הפתרון.

ודא כי המניסקוס עולה על הסימן על הבקבוק הנפחי. בפתרון מימי, המניסקוס קעור, ויש לקרוא אותו בנקודה הנמוכה ביותר של העקומה.

בעת ביצוע מחקר ביולוגי, במיוחד אלה מעורבים תאים חיים, פתרונות ייתכן שיהיה צורך לעקר לפני השימוש. זה יכול להיעשות על ידי autoclaving, אשר נושא את הפתרון קיטור בטמפרטורה גבוהה תחת לחץ גבוה.

לחלופין, הפתרון יכול להיות מעוקר על ידי הפעלת מסנן 0.22 מיקרון, אשר לא יכלול כל תאים חיידקיים.

עכשיו שיש לך הבנה בסיסית של איך לעשות פתרונות, הגיע הזמן להעיף מבט על כמה פתרונות נפוצים במעבדה וביישומים שלהם.

במחקר ביולוגי, פתרונות רבים נועדו לחקות נוזלים פיזיולוגיים. פתרונות אלה הם חוצצים, כלומר הם מתנגדים לשינוי pH בטווח מסוים; בדרך כלל, pH נשמר על 7.4 כדי לדמות נוזלים תאיים חוץ תאיים.

תמיסת מלח חוצץ פוספט, או PBS, הוא חיץ נפוץ במחקר ביולוגי המחקה pH פיזיולוגי ו osmolarity. Osmolarity מתייחס שומות הכולל של solute בתמיסה. לדוגמה, פתרון המכיל 1 מול של NaCl יש 2 osmoles של solute, כי הנתרן ויונים קלוריד להתנתק פתרון. ל-PBS יש ריכוזי יונים התואמים באופן הדוק לאלו של התאים, מה שהופך אותו לפתרון איזוטוני, כלומר כמות ההתבודדות מחוץ לתא שקולה למה שנמצא בתוך התא. PBS מורכב ממספר מלחים שונים במים, כולל מלחים עם קבוצות פוספטים השומרים על רמת pH קבועה בטווח של 7.2 עד 7.6.

שימושים נפוצים עבור PBS במעבדה כוללים תאי כביסה, ודילול ביומולקולים כגון חלבון.

נוזל השדרתי מלאכותי, או ACSF מחקה את ריכוזי האלקטרולייט של הנוזל השדרתי. פתרון זה חייב להיות מוכן טרי, ואת pH, osmolarity, הרכב יוני צריך להיות במעקב בקפידה כדי להתאים בתנאי vivo.

ACSF משמש בדרך כלל במחקרים אלקטרופיזיולוגיים כדי להכין פרוסות במוח ולעיין בהם במהלך ניסויים. זה יכול לשמש גם כפתרון חוץ תאי במהלך מדידת מהדק תיקון.

הפתרון של רינגר הוא תמיסת מלח איזוטונית עם pH מאוזן המשמש במחקר ביולוגי. הוא משמש בדרך כלל בניסויים במבחנה עם איברים ורקמות.

הרגע צפית בהקדמה של JoVE ליצירת פתרונות. בסרטון זה סקרנו כיצד ליצור פתרון מתחילתו ועד סופו... כולל כיצד לקבוע את הכמות הנדרשת של solute (A), כיצד כראוי QS פתרון (B), ושיטות עיקור (ג). בחנו גם כמה פתרונות נפוצים, כמו גם את היישומים שלהם במחקר ביולוגי (D).

תודה על הצפייה, ולזכור תמיד להשתמש בטכניקה נכונה בעת יצירת פתרונות.