在实验室控制温度:加热

General Laboratory Techniques

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Summary

尽管很多实验分析都是在常温下进行的,但是对于某些实验或者实验的一部分经常需要进行温度的调控也是比较常见的。本短片讨论了不同的原因以及研究人员希望保持物品温暖所需要的温度。例如,有些时候,细胞需要在环境温度接近于体温的时候进行培养(37度);蛋白质结构需要被修饰(高于56度)或者试剂和溶液需要被加热(约100度)。还将讨论如何采用合适的方式去操作温度计来测量搅动溶液的温度。因为在实验室中如何调节温度并非总是很清楚,本视频将会阐述在每种条件下会选择哪一种仪器装备。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 常用的实验室技术. 在实验室控制温度:加热. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

在实验室中有许多方式可以调节温度。有时试剂需要被加热,细胞培养需要保持在特定的温度来达到最佳生长,手术中或手术后,动物的体温需要调节。本短片将详细讨论研究人员需要进行加热的一些原因和使用的一些方法,即研究人员为何及如何加热物品,以及用来加热样品和试剂的一些特定温度。

首先重要的一点是,要知道在常规的实验室操作中,我们通常所讲的温度的测量单位是摄氏度。正如科研中其他的公制测量单位,摄氏度也是国际通用标准单位制中的测量温度的单位。

您或许已经知道,温度计是用来测量温度的仪器。

要测量正在加热或者冷却的液体的最准确温度,至少需将温度计浸入液体表面以下10到15厘米,也就是4到6英寸。然后小心地将温度计夹住或固定,要注意温度计要至少离容器底部5厘米或者2英寸,并且离容器壁至少一个温度计的宽度的距离。

如果你正在搅拌液体,要确保温度计不被磁力搅拌棒撞到,否则您的手上会沾满有害物质。

让液体温度指示位置与眼睛水平,读数时,注意不要接触温度计的杆,因为您的体温会影响测量的准确。

接下来让我们来看看一些实验经常用到的温度。

根据实验室中工作的种类和仪器装备的类型,室内周围环境的温度通常在20到25度之间。如果没有特别的温度要求,通常都可以认为实验是在室温条件下进行。在实验方案中,室温经常简写为:RT。

当您要做的是一个离体实验,那么实验通常是在37度条件下进行。离体实验操作包括组织、细胞、或者提取物,以及模仿生物体内条件的一些溶液。另一种则是活体实验,利用的是完整的生物。因为动物的体温都是37度,所以离体细胞培养实验都是在这个温度下进行。

56度以上温度时,蛋白质结构会打开,这个过程也称变性。这个过程很有用处的原因有不少。比如它可以打开或者改变一个蛋白质形状,使得更容易被检测抗体识别。

水或者水溶液,大约在100度左右沸腾。很多室温难以溶解的试剂会在这个温度下溶解。

经常会有这样的情况,一个实验方法中的有些特定步骤要求在某个特定的温度下进行。

在实验台上的工作通常在20到25度下进行,或称为室温。

在室温下,尽管有些试剂需要避光,但大多数试剂和细胞培养物都是稳定的;有些实验需要在通风橱里面进行来保持无菌状态;还有一些检测需要在恒湿箱内进行,以防止实验组织或者试剂脱水。

若实验方法中提到 “融解细胞或者某种试剂”,则需用37度的水浴锅进行缓慢和均衡的加热。除非您的实验方法中说明了要继续加热,否则一定要将您的样品在最后一个冰块融化后立即从水浴锅中取出。

若实验方法中提到要使用“预热的培养基”或者其它预热的试剂,这时37度的水浴锅也会非常有用,可将溶液保持在恒定,温暖,但不过热的温度。

为了防止你的溶液被周围的水所污染或者稀释,可以使用一个浮动泡沫架来融解冷冻的分装的细胞或者预热微升体积的溶液。如果希望使用一个更固定的试管架,可以使用金属试管架。

如果是比较大体积的液体,可以使用塑料架或者金属夹来固定样品,使得样品能够在水浴中直立。

当您需要培养哺乳动物细胞时,通常意味着将细胞置于含有5%二氧化碳的37度培养箱,并且有一个存水的托盘以保证培养箱的湿度在95%。

细菌细胞也是在37度培养箱或者是温室培养。可以使用震动摇床来迅速扩大细菌数目,同时减少培养时间。通过震荡,细菌不会沉积在试管的底部,这样您可保证细菌能接受充分的营养。

若要进行快速的加热或者煮沸,以前可以使用加热板。现在实验室中通常使用微波炉,可以迅速煮沸水溶液。

现在让我们来看看为什么要在实验室里面加热物品。

热固定是一种简单快速的将特定生物样品在染色前粘贴到载玻片上的方法,例如细菌细胞或者生物大分子。这里你看到的一些染色体的排布,就是通过热固定来实现的。

加热搅动中的液体溶液可以帮助加速溶解固体试剂,例如在这里正在溶解粉末状的琼脂。

许多活细胞实验需要至少一个培育周期。实时动态的活细胞成像培养箱允许对细胞生长进行实时成像,不需要将培养容器移出培养箱而干扰细胞。

活细胞成像也可以通过桌面显微镜来进行。在这里,通过成像培养箱可以观察到加入实验刺激物之前和之后的细胞的反应和活动并加以记录,以备以后的实验分析。

您刚观看的是JoVE关于调节实验室温度到23度或更高的介绍。在本视频中,一些最常用用于加热细胞、动物和溶液的实验室装备;如何决定使用哪些装备来加热细胞或者溶液;在实验过程中需要调节温度的不同原因;感谢观看,记住要小心操作您的温度计!

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