JoVE Science Education Basic Biology 実験テクニックの概要 ブンゼンバーナーの紹介

ブンゼンバーナーの紹介

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ブンゼンバーナーは、ガスと空気を混合し燃焼させ、連続的に炎を作り出すことができる実験器具です。ガスと空気を混ぜる比率を調整することで、炎の強さ、温度、大きさをコントロールできます。実験試薬や器具を熱し、滅菌するためにブンゼンバーナーが利用されます。

全てのブンゼンバーナーの基本構造は同じです。空気とガスはバレルつまり筒の部分で混ざり合います。

バレルの下方にあるカラーを使って空気量と炎の温度を調整することができます。カラーを回すと、空気の通り道ができより多くの空気が流入します。反対に回すとその穴は塞がります。

ベンチュリ効果によって穴から空気が吸い込まれます。 カラーが開いているときはバーナー内部の空気圧が下がることにより、バレル内に空気が流入する仕組みです。

また、ニードルバルブがバレルの底部分についており本体にねじ込む構造になっています。ニードルバルブは半時計回りか時計回りに回転させることでガスの量を調節でき、炎の大きさをコントロールできます。

ブンゼンバーナーを移動させるときは、バレルが土台にねじ込まれた状態であり、冷えていることを確認してからにしましょう。

ブンゼンバーナーのガス供給口はガスの元栓とゴム製の吸入管を通してつながっています。通常スパークライターを使ってガスと空気に点火し燃焼させます。

ブンゼンバーナーの使用前には必ずカラーが閉まっていることを確認して下さい。

できるだけ高温のきれいな炎にするために、ゴム管がガスの元栓とガス供給口にきちんとつながっていることを確認します。

さらなる安全対策のため耐熱性のマットを敷きましょう。飛び散った火花をキャッチでき、実験台の損傷を防いでくれます。

ブンゼンバーナーは棚や備品から少なくとも30センチメートル離して設置し、髪の毛や服、ジュエリーは後ろで束ねておいて下さい。消化器やセーフティブランケットなどの安全設備も近くに準備しておきましょう。

ガスの元栓を全開にし、スパークライターを使って点火します。

カラーが閉まった状態では、明るくくすんだ勢いのない輝炎と呼ばれる炎になります。 この炎は低温で、バーナーがついている状態であることを示します。カラーが閉まっているため空気の流入が最小限に留まり高温にはならず、不完全燃焼を起こしている状態です。

今度はカラーを回してみましょう。カラーを開くと2種類の炎が現れます。青色の外炎は輝炎よりも高温で音を発しません。また、この炎は見えにくいため取り扱いには特に注意して下さい。

青色の内炎、特に先端が最も高温になる部分です。この炎はさらに奇麗で、音を立てて燃焼します。

カラーを調節し至適温度の炎にします。ニードルバルブを開くと炎が大きく、閉めると小さくなります。

使用後はガスの元栓を忘れずに閉めてください。

ここまでブンゼンバーナーの操作法を見てきました。ここからは様々な応用例を見ていきましょう。

場合によっては金属製の器具を使用前もしくは実験手順の途中で素早く滅菌する必要が生じます。例えば金属スパチュラや白金耳はバクテリアサンプルを扱うため頻繁に滅菌されます。オペ前にはハサミや鉗子をアルコールに浸してから炎にあて、速やかに滅菌します。

血清ピペットのようなガラス製器具も、使用前に火炎滅菌が必要になります。

またブンゼンバーナーの炎を使って、実験用容器の口周辺を無菌状態に保つことができます。容器の口に短時間炎をあて熱をかけることで、空気の流れが生じます。その対流にのってどんな粒子も上昇し、容器から遠ざかるため、空気中浮遊物のコンタミネーションを防ぐことができます。さらに、ブンゼンバーナーの対流により空気中の粒子も上昇するため、作業領域周辺を無菌状態に保つこともできます。また、封入前の顕微鏡用スライドガラスをブンゼンバーナーの炎に軽くあてることで、ほこりなどを取り除くことができます。

ガラスや金属器具を加工するためにもブンゼンバーナーが使用されます。例えば、このガラス棒を慎重に火にかけ、熱いうちに曲げるとバクテリア培養用スプレッダーが出来上がります。

さらに、ブンゼンバーナーの炎を利用してピペットを引っ張ったりさらには曲げたりできるため、ガラス毛細管から解剖用ガラス針を作製することや、ガラス製ピペットの先端を塞いでワイヤーピックを作製することができます。

ここまでJoVEブンゼンバーナー編をご覧いただきました。このビデオでは、ブンゼンバーナーの概要と使用方法、炎の調整方法、安全上の注意点、さらにそのアプリケーションを紹介しました。ご覧いただきありがとうございました。研究室の火災を防ぐことができるのはあなたですからね。

Summary

ブンゼンバーナーは、開発者の一人であるRobert Bunsenにちなんで名付けられ、高温で、すすを生じない不輝炎を作り出すことのできる実験器具です。ブンゼンバーナーは、点火する前に本体バレル内で混合するガスと空気の量を細やかに調整することができ、炎の大きさと温度をコントロールできます。ブンゼンバーナーの炎により対流が発生します。炎の上部空間では熱されて生じた上昇気流にのってどんな粒子も上方向、つまり下降する冷たい空気から離れる方向に移動するため、作業領域を無菌状態に保つことができます。火の取り扱いには特別な注意が必要となります。点火前に髪の毛や服、アクセサリーに常に注意を払い、また消化器や放火用毛布などの防火グッズを近くに準備しておいて下さい。十分に時間を取ってブンゼンバーナーの使用方法や必要な安全設備について理解しておくことで、安全に自信を持ってこの便利な実験器具を使いこなすことができます。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 実験テクニックの概要. ブンゼンバーナーの紹介. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Applications

 JoVE Biology

で多細胞の動作を記録する Myxococcusザンザスバイオフィルム


JoVE 2038

1Department of Environmental Health Sciences, University of South Carolina (USC), 2Department of Biology, Syracuse University

Here the authors demonstrate their microcinematographic method for measuring the collective cell migration and other functions of M. xanthus protobacterium. The cells are plated en masse onto microscope slides that have been flame-cleaned with a Bunsen burner. Their responses to external stimuli are then filmed and analyzed.

 JoVE Biology

計測線虫(Caenorhabditis elegans)寿命


JoVE 2496

1Department of Chemical Physiology, The Scripps Research Institute, 2Department of Molecular and Experimental Medicine, The Scripps Research Institute

Caenorhabditis elegans worms were the first multi-cellular organisms to have their entire genome sequenced. In this video, the researchers use a Bunsen burner to flame-sterilize a metal spatula that will be used to the transfer worms between cultures plates before their use in an assay to measure their lifespans.

 JoVE Medicine

C57BL/6Jマウスにおける間質細胞と癌細胞の乳腺移植


JoVE 2716

1Department of Pathology, University of Kansas Medical Center

In this video, the authors demonstrate how to transplant tumor cells harvested from a donor mouse into a recipient animal of the same strain in order to study the molecular interactions between stromal cells and epithelial cells. A Bunsen burner is used to “pull” a glass transfer pipette through the hottest part of the flame to create the needle for transplanting the cells.

 JoVE Biology

細菌機能ネットワークとPathwaysでのマッピング


JoVE 4056

1Department of Molecular Genetics, University of Toronto, 2Banting and Best Department of Medical Research, Donnelly Centre, University of Toronto, 3Department of Biochemistry, Research and Innovation Centre, University of Regina

In this experiment, a method for screening bacterial proteins (here E. coli is used) in order to better understand their functional relationships with each other is demonstrated. The researchers use a Bunsen burner to create a convection current around the opening of their experimental containers to maintain the sterility of the contents.


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