Why do scientists need to regulate temperature in laboratory experiments?

Temperature regulation is essential because cells require specific conditions for optimal growth, proteins need controlled heating for structural modification, and reagents must be heated to dissolve or activate. For example, mammalian cell cultures are maintained at 37°C to mimic body temperature, while temperatures above 56°C denature proteins for identification purposes. Different experimental procedures demand different thermal conditions to ensure accurate results.

What is the proper technique for measuring temperature in a stirring liquid?

Immerse the thermometer at least 10-15 centimeters below the liquid surface, positioning it at least 5 centimeters above the container bottom and one thermometer width from the side. Secure it carefully to avoid contact with the stir bar. Read the temperature indicator at eye level without touching the thermometer shaft, as body heat can compromise accuracy.

What temperature range is considered room temperature in laboratory protocols?

Room temperature, abbreviated as RT in protocols, typically ranges from 20-25°C and represents the ambient temperature of most laboratory environments. Unless a protocol specifies otherwise, experiments are assumed to be performed at room temperature. At this temperature, most reagents and cell cultures remain stable, though some require protection from light or specific environmental conditions.

How should you thaw frozen cells or pre-warm reagents in the laboratory?

Use a 37°C water bath for slow, even warming of thawed cells or pre-warmed reagents. Remove samples immediately after the last ice fragment melts to prevent overheating. For contamination prevention, use foam floating racks or metal racks to hold tubes, keeping solutions separate from surrounding water while maintaining consistent warm temperatures.

What equipment is used to culture mammalian cells at optimal temperature?

A 37°C incubator with 5% carbon dioxide atmosphere and a water tray maintaining approximately 95% humidity is standard for mammalian cell culture. This environment mimics physiological conditions. For bacterial cultures, a 37°C incubator or warm room suffices, while shaking incubators rapidly expand bacterial populations by ensuring adequate nutrient distribution and preventing cell sedimentation.

What is heat fixation and why is it used in sample preparation?

Heat fixation is a quick method to affix biological samples like bacterial cells or biomacromolecules to glass slides before staining. This technique enables preparation of chromosomal spreads and other microscopic specimens. It provides a simple, rapid alternative to chemical fixation while preserving sample integrity for subsequent histological sample preparation for light microscopy.

How does heating help dissolve difficult reagents in laboratory solutions?

Heated stirring accelerates dissolution of solid reagents that resist dissolving at room temperature, such as powdered agar. Heat increases molecular motion and solubility. Water and aqueous solutions boil at approximately 100°C, making this an effective temperature for dissolving stubborn reagents. This technique speeds up solution preparation while maintaining reagent integrity.

Regular a temperatura no laboratório: aplicando calor

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Há muitas maneiras de regular a temperatura no laboratório. Às vezes, os reagentes precisam ser aquecidos, as culturas celulares precisam ser mantidas a temperaturas específicas para um crescimento ideal, e a temperatura do corpo animal precisa ser regulada durante ou após os procedimentos cirúrgicos. Este vídeo vai dar uma olhada mais de perto em algumas das maneiras e razões pelas quais um cientista pode querer aquecer as coisas e as temperaturas específicas usadas para aquecer amostras e reagentes.

Primeiro, é importante notar que em procedimentos laboratoriais comuns, comumente falamos sobre temperatura em medições de graus Celsius, ou Centígrados. Como as outras unidades métricas de medição utilizadas na ciência, o grau Celsius é um dos padrões do Sistema Internacional de Unidades para medir a temperatura.

O termômetro, como você provavelmente já sabe, é o instrumento usado para medir a temperatura.

Para obter a leitura de temperatura mais precisa de um líquido que você está aquecendo ou resfriando, mergulhe o termômetro pelo menos 10-15 cm, ou cerca de 4-6 polegadas abaixo da superfície. Em seguida, fixar cuidadosamente ou fixar o termômetro no lugar, tomando cuidado para que o instrumento tenha pelo menos 5 cm, ou cerca de 2 polegadas, acima da parte inferior do recipiente e pelo menos um termômetro de largura do lado do recipiente.

Se você estiver mexendo o líquido, certifique-se de que o termômetro não será atingido pela barra de agitação, caso contrário, você pode ter uma bagunça perigosa em suas mãos.

Leia o indicador de temperatura líquida ao nível dos olhos. Ao ler um termômetro, tome cuidado para não tocá-lo ao longo do eixo. O calor do seu corpo pode afetar a precisão da medição.

Em seguida, vamos rever algumas temperaturas comuns em que muitos experimentos ocorrem.

Dependendo do tipo de trabalho realizado em seu laboratório e do tipo de equipamento alojado em seu laboratório, a temperatura ambiente da sala normalmente será entre 20-25 °C. Geralmente, pode-se supor que um experimento deve ser realizado à temperatura ambiente se nenhum requisito de temperatura for indicado de outra forma. A temperatura ambiente é frequentemente abreviada em protocolos como, você adivinhou: RT.

Quando você é confrontado com um procedimento "in vitro", o experimento geralmente tem que ser conduzido a 37°C. Processos que são realizados "in vitro" envolvem tecido, células ou extratos e tentam imitar as condições que existem dentro de um organismo. Experimentos in vivo, por outro lado, são realizados com o organismo intacto, e como os mamíferos têm uma temperatura corporal de 37 °C, experimentos de cultura celular "in vitro" são tipicamente realizados a esta temperatura.

A temperaturas acima de 56°C, as proteínas se desdobram, um processo chamado desnaturação. Isso pode ser útil por uma variedade de razões, incluindo a abertura mudando uma forma de proteínas para uma identificação mais fácil por um anticorpo de detecção.

A água e algumas soluções à base de água, ou aquosas, fervem a aproximadamente 100 °C. Também pode ser uma boa temperatura para dissolver reagentes que são difíceis de trazer para solução à temperatura ambiente.

Frequentemente, um protocolo experimental indicará que certas etapas precisam ocorrer a uma temperatura específica.

Os experimentos realizados no banco são realizados a cerca de 20-25°C, ou temperatura ambiente.

À temperatura ambiente, a maioria dos reagentes e culturas celulares são estáveis, embora alguns reagentes precisem ser protegidos contra a luz, alguns experimentos precisam ser realizados em um capô para manter a esterilidade, e alguns ensaios precisam ocorrer dentro de uma câmara úmida para evitar que os tecidos experimentais ou reagentes sequem.

Quando o protocolo diz, para "descongelar as células ou um reagente específico", use um banho de água definido a 37 °C para retardar e até mesmo aquecer. A menos que seu protocolo indique mais aquecimento, certifique-se de remover sua amostra do banho de água assim que o último fragmento de gelo derreter.

Se o protocolo indicar que "mídia pré-aquecida" ou outros reagentes pré-aquecidos devem ser usados, um banho de água de 37 °C também é útil para manter as soluções em uma temperatura constante, quente – mas não quente -- temperatura.

Para manter suas soluções livres de contaminação ou diluição da água circundante, use um rack flutuante de espuma para descongelar alíquotas congeladas de células ou para aquecer volumes de microliter de solução. Se um suporte de tubo mais seguro for preferido, um rack de metal também pode ser usado para este fim.

Para maiores volumes de líquido, racks plásticos ou grampos metálicos podem ser usados para segurar amostras eretas no banho de água.

Quando você é instruído a incubar culturas de células de mamíferos, geralmente significa colocar as células em uma incubadora de 37 °C, com uma atmosfera de 5% de dióxido de carbono, e uma bandeja de água para manter a incubadora com cerca de 95% de umidade.

As células bacterianas também são às vezes cultivadas a 37°C, em uma incubadora, uma sala quente. Uma incubadora de agitação pode ser usada quando você quer expandir rapidamente os números da cultura celular bacteriana, enquanto diminui o tempo de cultura Ao agitar culturas líquidas, você garante que as bactérias recebam nutrientes amplos porque eles não sedimentam na parte inferior do tubo.

Para aquecimento muito rápido ou ebulição, placas quentes têm sido tradicionalmente usadas. Agora que micro-ondas são comumente encontradas no laboratório, eles podem ser usados para ferver rapidamente soluções aquosas também.

Agora vamos dar uma olhada em algumas das razões que você pode querer aquecer as coisas no laboratório.

A fixação de calor é uma maneira simples e rápida de fixar certas amostras biológicas, como células bacterianas ou biomacromolecules, a um deslizamento de vidro antes de coloração. Aqui você pode ver alguns spreads cromossômicos que foram possíveis através da fixação de calor.

Agitação aquecida da solução líquida na qual você está tentando dissolver um reagente sólido pode ajudar a acelerar o processo, como o ágar em pó que está sendo dissolvido aqui.

Muitos experimentos com células vivas requerem pelo menos um período de incubação. A incubadora Incucyte permite imagens em tempo real do crescimento celular, sem a perturbação das células que podem ocorrer quando os recipientes de cultura são removidos da incubadora.

Imagens de células vivas também podem ser realizadas com microscópios de desktop. Aqui as células são mantidas em uma incubadora de imagens enquanto sua atividade antes e em resposta à adição de um estímulo experimental está sendo vista e registrada para análise posterior.

Você acabou de assistir a introdução do JoVE para regular temperaturas de laboratório a 23°C ou acima.

Neste vídeo revisamos: alguns dos equipamentos de laboratório mais comuns para células de aquecimento, animais e soluções, como decidir qual equipamento usar para aquecer células ou soluções, e algumas razões diferentes a temperatura pode precisar ser regulada durante um experimento. Obrigado por assistir e lembre-se de lidar com seu termômetro com cuidado!

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Embora muitos ensaios experimentais sejam realizados à temperatura ambiente (RT; ~20-25°C), não é incomum que experimentos, ou partes de experimentos,…