1.4: 実験室での溶液調製法

溶液を作ることは、世界中で行われるほぼすべての生物学的および化学的実験に関与する重要な手順です。

溶液は、液体に溶解した物質で構成されています。溶解した物質は溶質として知られ、バルク流体は溶媒として知られています。得られた均質な混合物は、溶液と呼ばれます。

溶液は、溶液の単位あたりに存在する溶質の量の尺度である溶質濃度によって説明できます。

解決策を作ることは基本的な実験室のスキルかもしれませんが、技術が不十分であると、実験の成功または失敗の違いにつながる可能性があります。

解決策を作る際に最初に考慮すべきことは安全性です。取り扱う化学物質の種類に応じて、手袋や白衣の着用など、適切な予防措置を講じることが重要です。

解決策を作るには、さまざまな方法があります。このビデオでは、水性溶液または水溶液を作る最も一般的な方法を示します。

まず、特定の量の溶液で目的の濃度を達成するために必要な溶質のモルを決定します。次に、化学物質の分子量、またはモルあたりのグラム数を使用して、この値をグラムに変換します。

化学物質は、デジタル天秤と計量ボートを使用して計量できます。

次に、メスシリンダーを使用して、溶液の最終体積の約4分の3である精製水の量を測定できます。

水溶液は、水道水ではなく精製水で調製することが不可欠です。これを怠ると、ソリューションの品質だけでなく、将来的に複数の実験の品質が損なわれる可能性があります。

この時点で、精製された水は、磁気攪拌板上の攪拌子を含むビーカーに移されるべきです。

測定した溶質は、攪拌精製水に加えることができます。混合物を攪拌すると、溶質が溶解するのを助けます。この目的のために、熱を加えることも使用することができます。

すべての溶質を溶媒に溶解したら、pHメーターを使用して溶液のpHを調整できます。pHを上げるには、攪拌液に希薄な水酸化ナトリウムを加えます。pHを下げるには、希塩酸を加えます。pHは急速に変化する可能性があるため、酸または塩基をゆっくりと追加してください。

pHペーパーは溶液のpHを測定するためにも使用できますが、校正済みのpHメーターを使用すると、より正確な測定が可能になります。

次に、溶液を漏斗を使用してメスフラスコに注ぎ、最終容量まで引き上げることができます。このボリュームに達するのに十分な量を追加することは、Q.S.として知られていますか?ソリューションを使用します。

メニスカスがメスフラスコのマークと揃っていることを確認してください。水溶液中では、メニスカスは凹面であり、曲線の最も低い点で読み取る必要があります。

生物学的研究、特に生細胞が関与する研究を行う場合、使用前に溶液を滅菌する必要がある場合があります。これは、溶液を高圧下で高温蒸気にさらすオートクレーブによって行うことができます。

あるいは、0.22ミクロンのフィルターで溶液を滅菌することで、細菌細胞を排除することもできます。

ソリューションの作成方法について基本的な理解が得られたので、次はラボで一般的に使用されるソリューションとそのアプリケーションを見てみましょう。

生物学研究では、生理液を模倣するように数多くの溶液が設計されています。これらの溶液は緩衝液であるため、特定の範囲でのpHの変化に抵抗します。通常、pHは約7.4に維持され、細胞内および細胞外の液体をシミュレートします。

リン酸緩衝生理食塩水(PBS)は、生理学的pHと浸透圧を模倣した生物学研究で一般的に使用される緩衝液です。浸透圧とは、溶液中の溶質の総モル数を指します。例えば、1モルのNaClを含む溶液は、ナトリウムイオンとクロライドイオンが溶液中で解離するため、2つの溶質の浸透孔を有する。PBSは、細胞のイオン濃度と密接に一致するイオン濃度を有しており、細胞外の溶質の量が細胞内の溶質と同等である等張性溶液となっています。PBSは、7.2〜7.6の範囲で一定のpHを維持するリン酸基を持つ塩を含む、水中のいくつかの異なる塩で構成されています。

研究室でのPBSの一般的な用途には、細胞の洗浄やタンパク質などの生体分子の希釈などがあります。

人工脳脊髄液、またはACSFは、脳脊髄液の電解質濃度を模倣しています。この溶液は新たに調製する必要があり、pH、浸透圧、およびイオン組成は、in vivo条件に一致するように注意深く監視する必要があります。

ACSFは、一般に、脳スライスを調製し、実験中にそれらを灌流するために電気生理学的研究で使用されます。また、パッチクランプ測定中の細胞外溶液としても機能します。

リンゲル液は、生物学研究で使用されるバランスの取れたpHの等張食塩水です。これは、臓器や組織を用いたin vitro実験で一般的に使用されます。

JoVEのソリューション作成の紹介をご覧になりました。このビデオでは、ソリューションを最初から最後まで作成する方法を確認しましたか?溶質の必要量を決定する方法(A)、溶液を適切にQSする方法(B)、滅菌方法(C)などが含まれます。また、いくつかの一般的なソリューションと、生物学研究におけるそれらの応用についてもレビューしました(D)。

見てくれてありがとう、そして解決策を作るときは常に適切なテクニックを使用することを忘れないでください。