Regular a temperatura no laboratório: preservando amostras usando frio

A preservação de amostras de laboratório, espécimes e reagentes, é uma exigência de laboratórios de pesquisa em todo o mundo. Uma maneira eficiente de preservar a integridade e a viabilidade da amostra ao longo do tempo é mantendo-as a temperaturas frias.

Se você está trabalhando com uma amostra no banco, ou armazenando uma amostra no final de um experimento, diferentes métodos de resfriamento podem ser usados. Este vídeo demonstrará os tipos de agentes de resfriamento e instrumentos tipicamente encontrados no laboratório e ajudará você a entender quais tipos de amostras são armazenadas em que temperaturas.

A escolha do agente de resfriamento depende da natureza do procedimento experimental que está sendo realizado.

O gelo convencional é a escolha lógica para preservar amostras a curto prazo. Você provavelmente sabe que o gelo é água congelada, que tem um ponto de fusão de 0 °C na pressão atmosférica normal como você pode ver neste diagrama de fase. Você pode não saber que às vezes é referido como "gelo molhado", porque se torna líquido à medida que aquece à temperatura ambiente.

"Gelo Molhado" é ideal para manter amostras e reagentes frios enquanto trabalham ou transportam- ou transportá-los.

Enquanto "gelo molhado" é H2O sólido, "gelo seco" é a forma sólida de dióxido de carbono, que tem um ponto de fusão de -78,5 °C. O gelo seco não derrete em líquido à pressão atmosférica, mas se transforma diretamente em gás dióxido de carbono, através de um processo chamado sublimação. A sublimação refere-se a uma mudança na fase da matéria do sólido diretamente para o gás e ocorre abaixo do ponto triplo em um diagrama de fase.

Use gelo seco, quando estiver trabalhando com espécimes biológicos, como células ou tecidos bacterianos congelados ou mamíferos, que geralmente são armazenados a temperaturas bem abaixo de 0°C.

O gelo seco também é vantajoso, pois não deixa resíduos ao mudar de estado, o que o torna ideal para construir um banho de congelamento derramando líquido sobre gelo seco.

Nitrogênio líquido é gás nitrogênio condensado e é. comumente escrito como "LN2". Na pressão atmosférica o nitrogênio líquido ferve, ou transições do líquido para um gás, a -196 °C, que você pode ver pelo seu diagrama de fase.

Quando você precisa armazenar espécimes biológicos a temperaturas abaixo do que a maioria dos freezers de laboratório podem obter, o nitrogênio líquido é usado.

O nitrogênio líquido pode ser armazenado em um frasco de de guerra, ou a vácuo, com uma tampa de encaixe solta ou um grande tanque de guerra equipado com uma válvula de alívio para evitar o acúmulo de pressão dentro do sistema.

Embora não tóxico, gelo seco e nitrogênio líquido são materiais perigosos e não devem ser manuseados até que você tenha sido treinado por um membro experiente do laboratório.

Devido às temperaturas extremamente baixas de nitrogênio líquido e gelo seco, danos graves nos tecidos podem ocorrer após o contato com a pele. Use sempre proteção adequada, incluindo luvas criogênicas e um jaleco. Use ferramentas para manipular amostras para evitar contato com a pele.

Além disso, recipientes herméticos nunca devem ser usados para armazenar gelo seco ou nitrogênio líquido, uma vez que esses agentes de resfriamento transformam o estado em gás. Sob condições herméticas, a pressão pode aumentar levando a uma explosão.

E agora para os instrumentos que mantêm as amostras frias... Geladeiras de laboratório e freezers regulam a temperatura com mais força do que as encontradas em casa para garantir uma temperatura uniforme em toda a unidade.

Eles são geralmente equipados com sistemas de monitoramento de temperatura e alarmes que disparam após mudanças significativas de temperatura.

Nunca guarde alimentos ou bebidas em geladeiras de laboratório ou freezers, pois isso pode resultar em contaminação com produtos químicos tóxicos ou bactérias. Você terá que encontrar outro lugar para guardar seu almoço.

Os refrigeradores são mantidos a 4°C e geralmente utilizados para armazenamento temporário de amostras, especialmente quando o congelamento pode afetar a integridade da amostra.

Muitos reagentes e soluções são armazenados a 4°C para estender sua vida útil, incluindo mídia de cultura tecidual e placas de cultura celular derramadas, que são aquecidas antes do uso.

As câmaras frias são ideais para armazenamento de equipamentos maiores que devem operar a baixas temperaturas, como unidades de cromatografia líquida.

Os freezers de grau laboratorial variam em temperatura de -20° C a -196 °C para freezers criogênicos.

Para armazenamento de ácidos nucleicos e reagentes, como enzima de restrição, -20 °C é a escolha apropriada. Após a remoção do congelador, amostras e reagentes devem ser mantidos no gelo.

-80°C e freezers criogênicos são adequados para armazenamento de tecido e células congeladas por um longo período de tempo após a criopreservação em nitrogênio líquido. O gelo seco é geralmente usado para transportar amostras retiradas de congeladores de -80 °C.

Criopreservação é um termo que se refere ao armazenamento a longo prazo de tecidos, ou mesmo células vivas. A temperaturas abaixo de zero toda atividade biológica, incluindo reações que degradam a amostra é efetivamente interrompida.

Ao congelar células vivas e tecidos, cristais de gelo podem se formar, levando à desidratação e danos celulares, bem como ao acúmulo de moléculas de soluto a concentrações prejudiciais.

Snap-ou flash-freezing é o processo pelo qual as amostras biológicas são rapidamente submersas em nitrogênio líquido, ou uma mistura de gelo seco e etanol, de modo que grandes cristais de gelo não podem se formar e danificar as células. Os crioprotetores também podem ser usados como aditivos para reduzir a formação de gelo.

Como alternativa ao congelamento de flash, as máquinas podem ser usadas para controlar lentamente o processo de congelamento, que é necessário para criopreservar os embriões de ovelhas que você vê aqui.

Recentemente, a vitrificação foi introduzida como um método para criopreservar células e tecidos sem qualquer dano devido a cristais de gelo. Este processo transforma o líquido na amostra em um sólido não cristalino e vidrado através de um rápido resfriamento na presença de certos crioprotetores.

Você acabou de assistir a introdução do JoVE a espécimes de laboratório de resfriamento e reagentes.

Neste vídeo revisamos diferentes tipos de agentes de resfriamento e equipamentos, e exemplos de quando usar cada método de resfriamento. Também introduzimos várias maneiras de criopreservar espécimes biológicos. Obrigado por assistir.