1.15: Regulacja temperatury w laboratorium: Stosowanie ciepła

Istnieje wiele sposobów regulacji temperatury w laboratorium. Czasami odczynniki muszą być podgrzewane, hodowle komórkowe muszą być utrzymywane w określonych temperaturach w celu optymalnego wzrostu, a temperatura ciała zwierzęcia musi być regulowana podczas lub po zabiegach chirurgicznych. W tym filmie przyjrzymy się bliżej niektórym sposobom i powodom, dla których naukowiec może chcieć podgrzać rzeczy oraz konkretnym temperaturom używanym do podgrzewania próbek i odczynników.

Po pierwsze, ważne jest, aby zauważyć, że w powszechnych procedurach laboratoryjnych często mówimy o temperaturze w pomiarach stopni Celsjusza lub Celsjusza. Podobnie jak inne metryczne jednostki miary używane w nauce, stopień Celsjusza jest jednym ze standardów Międzynarodowego Układu Jednostek Miar do pomiaru temperatury.

Termometr, jak zapewne już wiesz, jest przyrządem służącym do pomiaru temperatury.

Aby uzyskać najdokładniejszy odczyt temperatury podgrzewanej lub schładzanej cieczy, zanurz termometr co najmniej 10-15 cm lub około 4-6 cali pod powierzchnią. Następnie ostrożnie clamp lub w inny sposób zabezpiecz termometr na miejscu, uważając, aby przyrząd znajdował się co najmniej 5 cm, czyli około 2 cali, nad dnem pojemnika i co najmniej jedną szerokość termometru od boku pojemnika.

Jeśli mieszasz płyn, upewnij się, że termometr nie zostanie uderzony przez mieszadło, w przeciwnym razie możesz mieć niebezpieczny bałagan na rękach.

Odczytaj wskaźnik temperatury cieczy na wysokości oczu. Podczas odczytu termometru należy uważać, aby nie dotknąć go wzdłuż wału. Ciepło Twojego ciała może wpływać na dokładność pomiaru.

Następnie przyjrzyjmy się kilku typowym temperaturom, w których odbywa się wiele eksperymentów.

W zależności od rodzaju pracy wykonywanej w laboratorium i rodzaju sprzętu znajdującego się w laboratorium, temperatura otoczenia w pomieszczeniu będzie zwykle wynosić około 20-25 °C. Ogólnie można przyjąć, że eksperyment ma być przeprowadzony w temperaturze pokojowej, jeśli nie wskazano inaczej wymagań dotyczących temperatury. Temperatura pokojowa jest często skracana w protokołach jako, zgadliście: RT.

Kiedy masz do czynienia z procedurą "in vitro", eksperyment zwykle musi być przeprowadzony w temperaturze 37°C. Procesy przeprowadzane "in vitro" obejmują tkanki, komórki lub ekstrakty i próbują naśladować warunki panujące wewnątrz organizmu. Z drugiej strony eksperymenty in vivo przeprowadza się na nienaruszonym organizmie, a ponieważ ssaki mają temperaturę ciała 37 °C, eksperymenty z hodowlą komórkową "in vitro" są zwykle przeprowadzane w tej temperaturze.

W temperaturach powyżej 56°C białka rozwijają się w procesie zwanym denaturacją. Może to być przydatne z różnych powodów, w tym z otwarcia zmieniającego kształt białka w celu łatwiejszej identyfikacji przez przeciwciało wykrywające.

Woda i niektóre roztwory na bazie wody lub roztwory wodne gotują się w temperaturze około 100 °C. Może to być również dobra temperatura, w której rozpuszcza się odczynniki, które są trudne do doprowadzenia do roztworu w temperaturze pokojowej.

Często protokół eksperymentalny wskazuje, że pewne kroki muszą odbywać się w określonej temperaturze.

Eksperymenty prowadzone na stanowisku laboratoryjnym przeprowadza się w temperaturze około 20-25°C, czyli pokojowej.

W temperaturze pokojowej większość odczynników i kultur komórkowych jest stabilna, chociaż niektóre odczynniki muszą być chronione przed światłem, niektóre eksperymenty muszą być przeprowadzane w kapturze, aby zachować sterylność, a niektóre testy muszą odbywać się w wilgotnej komorze, aby zapobiec wysychaniu tkanek eksperymentalnych lub odczynników.

Kiedy twój protokół mówi, aby "rozmrozić komórki lub określony odczynnik", użyj łaźni wodnej ustawionej na 37 °C, aby uzyskać powolne i równomierne ocieplenie. O ile Twój protokół nie wskazuje na dalsze ogrzewanie, pamiętaj, aby wyjąć próbkę z łaźni wodnej, gdy tylko stopi się ostatni fragment lodu.

Jeśli protokół wskazuje, że należy użyć "wstępnie podgrzanych pożywek" lub innych wstępnie podgrzanych odczynników, łaźnia wodna o temperaturze 37 °C jest również przydatna do utrzymywania roztworów w stałej, ciepłej - ale nie gorącej - temperaturze.

Aby roztwory były wolne od zanieczyszczeń lub rozcieńczeń od otaczającej wody, użyj pływającego stojaka piankowego do rozmrażania zamrożonych porcji komórek lub do podgrzewania mikrolitrowych objętości roztworu. Jeśli preferowany jest bezpieczniejszy uchwyt na probówkę, można również użyć metalowego stojaka.

W przypadku większych objętości cieczy można użyć plastikowych stojaków lub metalowych zacisków do trzymania próbek w pozycji pionowej w łaźni wodnej.

Kiedy zostaniesz poinstruowany, aby inkubować hodowle komórek ssaków, zwykle oznacza to umieszczenie komórek w inkubatorze o temperaturze 37 °C, z atmosferą 5% dwutlenku węgla i tacą na wodę, która utrzymuje inkubator w wilgotności około 95%.

Komórki bakteryjne są również czasami hodowane w temperaturze 37°C, w inkubatorze, ciepłym pomieszczeniu. Inkubator z wytrząsaniem może być używany, gdy chcesz szybko zwiększyć liczbę kultur komórek bakteryjnych, jednocześnie skracając czas hodowli Wytrząsając płynne kultury, zapewniasz, że bakterie otrzymują wystarczającą ilość składników odżywczych, ponieważ nie osadzają się na dnie probówki.

Do bardzo szybkiego podgrzewania lub gotowania tradycyjnie stosuje się płyty grzejne. Teraz, gdy mikrofale są powszechnie spotykane w laboratorium, można ich używać również do szybkiego gotowania roztworów wodnych.

Przyjrzyjmy się teraz niektórym powodom, dla których możesz chcieć podgrzać rzeczy w laboratorium.

Utrwalanie na gorąco to prosty i szybki sposób na przymocowanie niektórych próbek biologicznych, takich jak komórki bakteryjne lub biomakrocząsteczki, do szkiełka przed barwieniem. Tutaj możesz zobaczyć niektóre rozprzestrzenianie się chromosomów, które było możliwe dzięki utrwalaniu ciepła.

Mieszanie na gorąco płynnego roztworu, w którym próbujesz rozpuścić odczynnik w postaci stałej, może przyspieszyć proces, podobnie jak sproszkowany agar, który jest tutaj rozpuszczany.

Wiele eksperymentów z żywymi komórkami wymaga co najmniej jednego okresu inkubacji. Inkubator Incucyte umożliwia obrazowanie wzrostu komórek w czasie rzeczywistym, bez zaburzeń komórek, które mogą wystąpić po wyjęciu pojemników hodowlanych z inkubatora.

Obrazowanie żywych komórek można również wykonać za pomocą mikroskopów stacjonarnych. W tym przypadku komórki są utrzymywane w inkubatorze do obrazowania, podczas gdy ich aktywność przed i w odpowiedzi na dodanie bodźca eksperymentalnego jest oglądana i rejestrowana do późniejszej analizy.

Właśnie obejrzeliście wprowadzenie JoVE do regulacji temperatury laboratoryjnej na poziomie 23°C i wyższym.

W tym filmie omówiliśmy: niektóre z najczęstszych urządzeń laboratoryjnych do podgrzewania komórek, zwierząt i roztworów, jak zdecydować, którego sprzętu użyć do ogrzewania komórek lub roztworów, a także kilka różnych powodów, dla których temperatura może wymagać regulacji podczas eksperymentu. Dziękujemy za oglądanie i pamiętaj, aby obchodzić się z termometrem ostrożnie!