Comprendere la concentrazione e misurare i volumi

Comprendere i concetti alla base della concentrazione della soluzione e misurare i volumi in laboratorio sono due aspetti importanti di quasi tutti gli esperimenti.

Le soluzioni sono costituite da un soluto disciolto in solvente per produrre una miscela omogenea.

Le soluzioni sono generalmente identificate dai loro componenti e dalle concentrazioni corrispondenti.

Per arrivare correttamente alla corretta concentrazione della soluzione, è necessario avere familiarità con i diversi contenitori disponibili per le misurazioni del volume.

Una tecnica scadente nella misurazione dei volumi può portare a concentrazioni errate e fare la differenza tra un esperimento riuscito o fallito.

Quando si eseguono esperimenti, è imperativo conoscere l'esatta concentrazione di soluzioni utilizzate.

La concentrazione è più comunemente espressa come molarità. Una soluzione molare contiene un mol di soluto per litro di soluzione (B + C). Quando si realizzano soluzioni in laboratorio, i moli di soluto possono essere determinati dalla massa misurata della molecola e dal suo peso molecolare.

Le soluzioni possono anche essere preparate e quantificate come concentrazioni percentuali dal peso del soluto per unità di volume di solvente, nota come soluzione percentuale peso-volume.

Tieni presente che il soluto a volte è in forma liquida. In questo caso, la concentrazione percentuale può essere espressa come volume di soluto liquido per unità di volume di solvente, indicato come soluzione volume-volume percentuale.

Per un uso frequente, è possibile preparare soluzioni concentrate di composti stabili, note come soluzioni stock. Le soluzioni stock possono essere etichettate come un multiplo della concentrazione nella soluzione di lavoro finale. Qui vedi una soluzione 10X.

Queste soluzioni stock possono essere diluite secondo necessità con solvente per ottenere la concentrazione desiderata.

In alternativa, una diluizione può essere preparata da una soluzione più concentrata utilizzando una diluizione parallela. Utilizzando questo semplice calcolo, è possibile preparare una soluzione di concentrazione desiderata e volume desiderato da una soluzione stock di concentrazione nota. Il volume risultante può essere diluito al volume totale della soluzione per ottenere la concentrazione desiderata.

Tuttavia, in alcune situazioni, il fattore di diluizione, che è uguale al volume finale diviso per il volume di soluzione stock necessaria per la diluizione, è troppo grande. Ciò rende impraticabile la diluizione parallela in quanto il volume necessario della soluzione stock sarebbe troppo piccolo per essere misurato con precisione.

Con la tecnica di diluizione seriale, è possibile utilizzare una soluzione stock per creare una soluzione diluita, che può quindi essere ulteriormente diluita per creare una soluzione più diluita e così via fino a raggiungere la concentrazione desiderata.

Quando si misurano i volumi in laboratorio ci si imbatte in molti contenitori che possono contenere liquidi. Tuttavia, è importante rendersi conto che non tutti questi vasi sono progettati per misurare con precisione il volume.

I contenitori non volumetrici, come i becchi e i palloni Erlenmeyer, sono progettati per la miscelazione e la conservazione di soluzioni e generalmente non sono calibrati. Invece, le misurazioni, o graduazioni, sul lato rappresentano approssimazioni della capacità liquida.

Al contrario, gli articoli da laboratorio volumetrici sono progettati per misurare volumi esatti di sostanze liquide. Il labware volumetrico è indicato con la capacità che è calibrato per contenere e le lettere TC o TD.

TC sta per "contenere" e si trova generalmente su palloni volumetrici e cilindri graduati, che sono calibrati per contenere un volume preciso di liquido.

TD denota "consegnare" e di solito si trova su dispositivi di misurazione progettati per erogare liquidi, come pipette e siringhe.

I palloni volumetrici sono generalmente utilizzati per preparare soluzioni di una concentrazione specifica. Dopo aver sciolto il soluto, il solvente viene aggiunto al pallone fino a quando il volume totale raggiunge la linea di graduazione. L'aggiunta della "quantità sufficiente" per raggiungere questo volume è nota come Q.S. la soluzione.

Quando si q.s.'ing la soluzione, la parte superiore del liquido curva dove incontra il pallone. Questo è chiamato menisco ed è causato dalla tensione superficiale. In una soluzione acquosa, il menisco è concavo e deve essere letto nel punto più basso della curva.

Esistono diversi recipienti progettati per misurare e fornire volumi specifici di liquido. Quando si sceglie il labware volumetrico, selezionare sempre il dispositivo più piccolo che ospiterà il volume desiderato per ottenere la massima precisione.

Quando si misurano volumi di liquido superiori a 50 ml, i cilindri graduati sono la scelta appropriata.

Le pipette sierologiche sono generalmente utilizzate per misurare ed erogare volumi nell'intervallo da 0,1 a 50 ml.

Per volumi da 0,2 microlitri a 5 ml, devono essere utilizzati micropipettatori.

Quando le punte delle pipette in plastica non sono compatibili con il liquido da misurare, le siringhe Hamilton in vetro sono un'alternativa per la misurazione accurata dei volumi nell'intervallo dei microliti.

Ora che abbiamo trattato le basi del lavoro con le soluzioni, discuteremo di come alcuni di questi concetti vengono applicati nella ricerca.

L'elettroforesi del DNA Gel è una tecnica utilizzata per separare una popolazione mista di frammenti di DNA, per stimarne le dimensioni, applicando un campo elettrico per spostare le molecole caricate negativamente attraverso una matrice gel fatta di acarosio – un carboidrato da alghe marine

Nella preparazione della matrice di gel, le soluzioni di peso / volume percentuale sono comunemente usate per produrre gel di agarose in peso / volume dell'1%.

Generalmente l'elettroforesi richiede grandi quantità di buffer in esecuzione. A causa del loro uso frequente e dei grandi volumi, questi buffer sono solitamente diluiti da soluzioni stock 10x più concentrate.

Per ottenere il buffer 1x desiderato, un volume unitario della soluzione stock viene diluito in volumi unitari di acqua purificata di 9 unità.

Negli esperimenti di lettura di micropiassure, la concentrazione di campioni sconosciuti di proteine è spesso determinata sulla base di una serie di campioni di concentrazioni note chiamate standard.

Le diluizioni seriali sono spesso utilizzate per generare standard di concentrazioni incrementalmente più elevate, in modo che alla fine possa essere generata una curva standard e determinata la concentrazione di campione sconosciuto.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE alla comprensione della concentrazione e alla misurazione dei volumi. In questo video abbiamo esaminato alcuni concetti di base come il calcolo della concentrazione, l'esecuzione di diluizioni e come vengono utilizzati diversi tipi di labware per misurare i volumi. Le applicazioni di alcuni dei concetti introdotti in questo video sono state discusse anche per la biologia molecolare e la biochimica.

Grazie per aver guardato e ricorda di usare sempre accuratezza e precisione quando si misurano i volumi.