1.4: Изготовление растворов в лаборатории

Получение растворов является важной процедурой, используемой практически во всех биологических и химических экспериментах, проводимых по всему миру.

Раствор состоит из вещества, растворенного в жидкости. Растворенное вещество известно как растворенное вещество, а объемная жидкость — как растворитель. Полученная однородная смесь называется раствором.

Растворы можно описать по их концентрации растворенного вещества, которая является мерой того, сколько растворенного вещества присутствует на единицу раствора.

Получение решений может быть базовым лабораторным навыком, но плохая техника может означать разницу между успешным или неудачным экспериментом.

Первым соображением при принятии решений является безопасность. Важно принимать соответствующие меры предосторожности, такие как ношение перчаток и лабораторного халата, в зависимости от типа химических веществ, с которыми вы работаете.

Существует множество различных способов поиска решения. В этом видео будет продемонстрирован наиболее распространенный способ приготовления раствора на водной основе.

Сначала определите моли растворенного вещества, которые вам понадобятся для достижения нужной концентрации в заданном объеме раствора. Затем скройте это значение до граммов, используя молекулярную массу или количество граммов на моль химического вещества.

Химикаты можно взвесить с помощью цифровых весов и весового судна.

Затем с помощью мерного цилиндра можно отмерить объем очищенной воды, который составляет примерно три четверти от конечного объема раствора.

Крайне важно, чтобы водные растворы готовились из очищенной воды, а не из водопроводной. Невыполнение этого требования может поставить под угрозу качество не только решения, но и потенциально нескольких экспериментов в будущем.

На этом этапе очищенную воду следует перелить в стакан, содержащий перемешивающую планку на магнитной мешалке.

Отмеренные растворенные вещества затем можно добавить в очищенную воду для перемешивания. Помешивание смеси помогает растворенному веществу раствориться. Для этой цели также можно использовать применение тепла.

После того, как все растворенные вещества растворены в растворителе, pH раствора можно регулировать с помощью pH-метра. Чтобы повысить pH, добавьте в раствор для перемешивания разведенный гидроксид натрия. Чтобы сбить рН, добавьте разбавленную соляную кислоту. Обязательно медленно добавляйте кислоту или основание, так как pH может быстро меняться.

Бумага pH также может использоваться для измерения pH раствора, однако использование откалиброванного pH-метра приводит к более точному измерению.

Затем раствор переливают в мерную колбу с помощью воронки так, чтобы его можно было довести до конечного объема. Сложение количества, достаточного для достижения этого объема, известно как Q.S.? Это решение проблемы.

Следите за тем, чтобы мениск совпадал с отметкой на мерной колбе. В водном растворе мениск вогнут и должен читаться в самой нижней точке кривой.

При проведении биологических исследований, особенно тех, которые связаны с живыми клетками, может потребоваться стерилизация растворов перед использованием. Это можно сделать с помощью автоклавирования, при котором раствор подвергается воздействию пара высокой температуры под высоким давлением.

В качестве альтернативы раствор можно простерилизовать, проложив его через фильтр толщиной 0,22 микрона, который исключит любые бактериальные клетки.

Теперь, когда у вас есть фундаментальное представление о том, как создавать решения, пришло время взглянуть на некоторые часто используемые решения в лаборатории и их применение.

В биологических исследованиях разрабатываются многочисленные решения, имитирующие физиологические жидкости. Эти растворы являются буферными, что означает, что они устойчивы к изменению pH в определенном диапазоне; обычно pH поддерживается на уровне около 7,4 для моделирования внутриклеточных и внеклеточных жидкостей.

Фосфатно-солевой буфер, или PBS, является широко используемым буфером в биологических исследованиях, который имитирует физиологический pH и осмолярность. Осмолярность относится к общему количеству молей растворенного вещества в растворе. Например, раствор, содержащий 1 моль NaCl, содержит 2 осмоля растворенного вещества, потому что ионы натрия и хлорида диссоциируют в растворе. PBS имеет концентрацию ионов, которая близко соответствует концентрации ионов в клетках, что делает его изотоническим раствором, а это означает, что количество растворенного вещества вне клетки эквивалентно тому, что находится внутри клетки. PBS состоит из нескольких различных солей в воде, в том числе солей с фосфатными группами, которые поддерживают постоянный pH в диапазоне от 7,2 до 7,6.

Обычное использование PBS в лаборатории включает промывку клеток и разбавление биомолекул, таких как белок.

Искусственная спинномозговая жидкость, или ACSF, имитирует концентрацию электролитов в спинномозговой жидкости. Этот раствор должен быть свежеприготовленным, а рН, осмолярность и ионный состав должны тщательно контролироваться, чтобы соответствовать условиям in vivo.

ACSF обычно используется в электрофизиологических исследованиях для приготовления срезов мозга и их перфузии во время экспериментов. Он также может служить внеклеточным решением при измерении пластыря

Раствор Рингера представляет собой изотонический солевой раствор со сбалансированным pH, используемый в биологических исследованиях. Он обычно используется в экспериментах in vitro с органами и тканями.

Вы только что посмотрели введение JoVE в создание решений. В этом видео мы рассмотрели, как сделать решение от начала и до конца? в том числе, как определить необходимое количество растворенного вещества (А), как правильно QS раствор (В) и методы стерилизации (С). Мы также рассмотрели некоторые распространенные решения, а также их применение в биологических исследованиях (D).

Спасибо за просмотр и не забывайте всегда использовать правильную технику при принятии решений.