Laboratuvarda Çözelti Hazırlama
Çözeltileri başarıyla hazırlayabilme yeteneği, hemen hemen tüm biyolojik ve kimyasal deneylerde uygulanan temel bir laboratuvar becerisidir. Çözelti,…
Çözelti hazırlamak, dünya genelinde yürütülen neredeyse tüm biyolojik ve kimyasal deneylerde yer alan temel bir prosedürdür.
Bir çözelti, bir sıvı içerisinde çözünmüş bir maddeden oluşur. Çözünen maddeye çözünen, ana sıvıya ise çözücü denir. Ortaya çıkan homojen karışıma ise çözelti adı verilir.
Çözeltiler, birim çözelti başına ne kadar çözünen madde bulunduğunun bir ölçüsü olan çözünen konsantrasyonları ile tanımlanabilir.
Çözelti hazırlamak temel bir laboratuvar becerisi olabilir, ancak yetersiz teknik, başarılı veya başarısız bir deney arasındaki farkı belirleyebilir.
Çözelti hazırlarken ilk dikkat edilmesi gereken husus güvenliktir. Çalıştığınız kimyasalların türüne bağlı olarak eldiven ve laboratuvar önlüğü giymek gibi uygun önlemleri almak önemlidir.
Bir çözelti hazırlamak için birçok farklı yöntem vardır. Bu video, su bazlı veya sulu bir çözelti hazırlamanın en yaygın yolunu gösterecektir.
Öncelikle, belirli bir çözelti hacminde istenen konsantrasyonu elde etmek için ihtiyacınız olan çözünen maddenin mol sayısını belirleyin. Ardından bu değeri, kimyasalın molekül ağırlığını veya mol başına gram miktarını kullanarak grama çevirin.
Kimyasallar, bir dijital terazi ve tartım kabı kullanılarak tartılabilir.
Ardından, çözeltinin nihai hacminin yaklaşık dörtte üçü kadar saflaştırılmış su ölçmek için bir dereceli silindir kullanılabilir.
Sulu çözeltilerin musluk suyu yerine saflaştırılmış su ile hazırlanması zorunludur. Bunun yapılmaması, sadece çözeltinin kalitesini değil, potansiyel olarak ilerideki birçok deneyi de tehlikeye atabilir.
Bu noktada, saflaştırılmış su, manyetik karıştırıcı üzerindeki bir manyetik baloncuk içeren behere aktarılmalıdır.
Ardından, ölçülen çözünen maddeler karıştırılan saflaştırılmış suya eklenebilir. Karışımın karıştırılması, çözünen maddenin çözünmesine yardımcı olur. Bu amaçla ısı uygulamak da kullanılabilir.
Tüm çözünen maddeler çözücü içinde çözündüğünde, çözeltinin pH değeri bir pH metre kullanılarak ayarlanabilir. pH değerini yükseltmek için karıştırılan çözeltiye seyreltik sodyum hidroksit ekleyin. pH değerini düşürmek için seyreltik hidroklorik asit ekleyin. pH hızla değişebileceği için asit veya bazı yavaşça eklediğinizden emin olun.
Bir çözeltinin pH'ını ölçmek için pH kağıdı da kullanılabilir, ancak kalibre edilmiş bir pH metre kullanımı daha doğru bir ölçüm sağlar.
Çözelti, nihai hacmine tamamlanabilmesi için bir huni yardımıyla balon jojeye dökülür. Bu hacme ulaşmak için yeterli miktarın eklenmesi, çözeltinin Q.S.'lenmesi (quantum satis) olarak bilinir.
Menisküsün balon jojen üzerindeki işaretle hizalandığından emin olun. Sulu bir çözeltide menisküs konkavdır ve eğrinin en düşük noktasından okunmalıdır.
Biyolojik araştırmalar, özellikle de canlı hücreleri içeren araştırmalar gerçekleştirirken, çözeltilerin kullanım öncesinde sterilize edilmesi gerekebilir. Bu işlem, çözeltiyi yüksek basınç altında yüksek sıcaklıkta buhara maruz bırakan otoklavlama ile yapılabilir.
Alternatif olarak, çözelti, bakteriyel hücreleri dışarıda bırakacak olan 0,22 mikronluk bir filtreden geçirilerek sterilize edilebilir.
Çözeltilerin nasıl hazırlanacağına dair temel bir anlayış kazandığınıza göre, şimdi laboratuvarda yaygın olarak kullanılan bazı çözeltilere ve bunların uygulamalarına göz atma zamanı.
Biyolojik araştırmalarda, birçok çözelti fizyolojik sıvıları taklit edecek şekilde tasarlanmıştır. Bu çözeltiler tamponlanmıştır, yani belirli bir aralıkta pH değişimine karşı direnç gösterirler; hücre içi ve hücre dışı sıvıları simüle etmek için pH genellikle 7.4 civarında tutulur.
Fosfat tamponlu salin veya PBS, biyolojik araştırmalarda fizyolojik pH ve ozmolariteyi taklit eden yaygın olarak kullanılan bir tampondur. Ozmolarite, bir çözeltideki toplam çözünen mol sayısını ifade eder. Örneğin, 1 mol NaCl içeren bir çözelti, sodyum ve klorür iyonları çözeltide ayrıştığı için 2 osmol çözünen içerir. PBS, hücrelerinkine çok yakın iyon konsantrasyonlarına sahiptir ve bu da onu izotonik bir çözelti yapar; yani hücre dışındaki çözünen miktarı, hücre içinde bulunan miktara eşittir. PBS, 7.2 ile 7.6 aralığında sabit bir pH sağlayan fosfat gruplu tuzlar da dahil olmak üzere, su içindeki birkaç farklı tuzdan oluşur.
PBS'nin laboratuvardaki yaygın kullanım alanları arasında hücrelerin yıkanması ve protein gibi biyomoleküllerin seyreltilmesi yer alır.
Yapay beyin omurilik sıvısı veya ACSF, beyin omurilik sıvısının elektrolit konsantrasyonlarını taklit eder. Bu çözelti taze olarak hazırlanmalı; pH, ozmolarite ve iyonik kompozisyon in vivo koşullarla eşleşmesi için dikkatle izlenmelidir.
ACSF, elektrofizyolojik çalışmalarda genellikle beyin dilimlerini hazırlamak ve deneyler sırasında bunları perfüze etmek için kullanılır. Ayrıca patch clamp ölçümleri sırasında hücre dışı çözelti olarak da hizmet edebilir.
Ringer çözeltisi, biyolojik araştırmalarda kullanılan, dengeli pH'a sahip izotonik bir salin çözeltisidir. Genellikle organlar ve dokularla yapılan in vitro deneylerde kullanılır.
JoVE'nin çözelti hazırlama giriş videosunu izlediniz. Bu videoda, çözelti hazırlama sürecini baştan sona gözden geçirdik... gerekli çözünen miktarının nasıl belirleneceği (A), bir çözeltinin nasıl uygun şekilde hacme tamamlanacağı (B) ve sterilizasyon yöntemleri (C) dahil olmak üzere. Ayrıca, yaygın olarak kullanılan bazı çözeltileri ve bunların biyolojik araştırmalardaki uygulamalarını da inceledik (D).
İzlediğiniz için teşekkürler; çözelti hazırlarken her zaman uygun teknikleri kullanmayı unutmayın.
Çözelti hazırlamak, dünya genelinde yürütülen neredeyse tüm biyolojik ve kimyasal deneylerde yer alan temel bir prosedürdür.
Bir çözelti, bir sıvı içerisinde çözünmüş bir maddeden oluşur. Çözünen maddeye çözünen, ana sıvıya ise çözücü denir. Ortaya çıkan homojen karışıma ise çözelti adı verilir.
Çözeltiler, birim çözelti başına ne kadar çözünen madde bulunduğunun bir ölçüsü olan çözünen konsantrasyonları ile tanımlanabilir.
Çözelti hazırlamak temel bir laboratuvar becerisi olabilir, ancak yetersiz teknik, başarılı veya başarısız bir deney arasındaki farkı belirleyebilir.
Çözelti hazırlarken ilk dikkat edilmesi gereken husus güvenliktir. Çalıştığınız kimyasalların türüne bağlı olarak eldiven ve laboratuvar önlüğü giymek gibi uygun önlemleri almak önemlidir.
Bir çözelti hazırlamak için birçok farklı yöntem vardır. Bu video, su bazlı veya sulu bir çözelti hazırlamanın en yaygın yolunu gösterecektir.
Öncelikle, belirli bir çözelti hacminde istenen konsantrasyonu elde etmek için ihtiyacınız olan çözünen maddenin mol sayısını belirleyin. Ardından bu değeri, kimyasalın molekül ağırlığını veya mol başına gram miktarını kullanarak grama çevirin.
Kimyasallar, bir dijital terazi ve tartım kabı kullanılarak tartılabilir.
Ardından, çözeltinin nihai hacminin yaklaşık dörtte üçü kadar saflaştırılmış su ölçmek için bir dereceli silindir kullanılabilir.
Sulu çözeltilerin musluk suyu yerine saflaştırılmış su ile hazırlanması zorunludur. Bunun yapılmaması, sadece çözeltinin kalitesini değil, potansiyel olarak ilerideki birçok deneyi de tehlikeye atabilir.
Bu noktada, saflaştırılmış su, manyetik karıştırıcı üzerindeki bir manyetik baloncuk içeren behere aktarılmalıdır.
Ardından, ölçülen çözünen maddeler karıştırılan saflaştırılmış suya eklenebilir. Karışımın karıştırılması, çözünen maddenin çözünmesine yardımcı olur. Bu amaçla ısı uygulamak da kullanılabilir.
Tüm çözünen maddeler çözücü içinde çözündüğünde, çözeltinin pH değeri bir pH metre kullanılarak ayarlanabilir. pH değerini yükseltmek için karıştırılan çözeltiye seyreltik sodyum hidroksit ekleyin. pH değerini düşürmek için seyreltik hidroklorik asit ekleyin. pH hızla değişebileceği için asit veya bazı yavaşça eklediğinizden emin olun.
Bir çözeltinin pH'ını ölçmek için pH kağıdı da kullanılabilir, ancak kalibre edilmiş bir pH metre kullanımı daha doğru bir ölçüm sağlar.
Çözelti, nihai hacmine tamamlanabilmesi için bir huni yardımıyla balon jojeye dökülür. Bu hacme ulaşmak için yeterli miktarın eklenmesi, çözeltinin Q.S.'lenmesi (quantum satis) olarak bilinir.
Menisküsün balon jojen üzerindeki işaretle hizalandığından emin olun. Sulu bir çözeltide menisküs konkavdır ve eğrinin en düşük noktasından okunmalıdır.
Biyolojik araştırmalar, özellikle de canlı hücreleri içeren araştırmalar gerçekleştirirken, çözeltilerin kullanım öncesinde sterilize edilmesi gerekebilir. Bu işlem, çözeltiyi yüksek basınç altında yüksek sıcaklıkta buhara maruz bırakan otoklavlama ile yapılabilir.
Alternatif olarak, çözelti, bakteriyel hücreleri dışarıda bırakacak olan 0,22 mikronluk bir filtreden geçirilerek sterilize edilebilir.
Çözeltilerin nasıl hazırlanacağına dair temel bir anlayış kazandığınıza göre, şimdi laboratuvarda yaygın olarak kullanılan bazı çözeltilere ve bunların uygulamalarına göz atma zamanı.
Biyolojik araştırmalarda, birçok çözelti fizyolojik sıvıları taklit edecek şekilde tasarlanmıştır. Bu çözeltiler tamponlanmıştır, yani belirli bir aralıkta pH değişimine karşı direnç gösterirler; hücre içi ve hücre dışı sıvıları simüle etmek için pH genellikle 7.4 civarında tutulur.
Fosfat tamponlu salin veya PBS, biyolojik araştırmalarda fizyolojik pH ve ozmolariteyi taklit eden yaygın olarak kullanılan bir tampondur. Ozmolarite, bir çözeltideki toplam çözünen mol sayısını ifade eder. Örneğin, 1 mol NaCl içeren bir çözelti, sodyum ve klorür iyonları çözeltide ayrıştığı için 2 osmol çözünen içerir. PBS, hücrelerinkine çok yakın iyon konsantrasyonlarına sahiptir ve bu da onu izotonik bir çözelti yapar; yani hücre dışındaki çözünen miktarı, hücre içinde bulunan miktara eşittir. PBS, 7.2 ile 7.6 aralığında sabit bir pH sağlayan fosfat gruplu tuzlar da dahil olmak üzere, su içindeki birkaç farklı tuzdan oluşur.
PBS'nin laboratuvardaki yaygın kullanım alanları arasında hücrelerin yıkanması ve protein gibi biyomoleküllerin seyreltilmesi yer alır.
Yapay beyin omurilik sıvısı veya ACSF, beyin omurilik sıvısının elektrolit konsantrasyonlarını taklit eder. Bu çözelti taze olarak hazırlanmalı; pH, ozmolarite ve iyonik kompozisyon in vivo koşullarla eşleşmesi için dikkatle izlenmelidir.
ACSF, elektrofizyolojik çalışmalarda genellikle beyin dilimlerini hazırlamak ve deneyler sırasında bunları perfüze etmek için kullanılır. Ayrıca patch clamp ölçümleri sırasında hücre dışı çözelti olarak da hizmet edebilir.
Ringer çözeltisi, biyolojik araştırmalarda kullanılan, dengeli pH'a sahip izotonik bir salin çözeltisidir. Genellikle organlar ve dokularla yapılan in vitro deneylerde kullanılır.
JoVE'nin çözelti hazırlama giriş videosunu izlediniz. Bu videoda, çözelti hazırlama sürecini baştan sona gözden geçirdik... gerekli çözünen miktarının nasıl belirleneceği (A), bir çözeltinin nasıl uygun şekilde hacme tamamlanacağı (B) ve sterilizasyon yöntemleri (C) dahil olmak üzere. Ayrıca, yaygın olarak kullanılan bazı çözeltileri ve bunların biyolojik araştırmalardaki uygulamalarını da inceledik (D).
İzlediğiniz için teşekkürler; çözelti hazırlarken her zaman uygun teknikleri kullanmayı unutmayın.
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What are the main components of a solution?
A solution consists of a solute, the substance being dissolved, and a solvent, the bulk liquid in which it dissolves. Together, these form a homogenous mixture. Solutions are characterized by their solute concentration, which measures how much solute is present per unit of solution. Understanding these components is essential for accurate solution preparation in laboratory work.
Q2: Why is purified water essential when making aqueous solutions?
Purified water must be used instead of tap water because tap water contains impurities that can compromise solution quality and affect experimental results. Using tap water in aqueous solutions can potentially damage multiple experiments downstream. A graduated cylinder should measure roughly three-quarters of the final solution volume in purified water before adding solutes to ensure proper preparation.
Q3: How do you calculate the amount of solute needed for a solution?
First, determine the moles of solute required to achieve your desired concentration in a given volume. Convert this value to grams using the molecular weight, which represents grams per mole of the chemical. Weigh the solute using a digital balance and weigh boat. Understanding concentration and measuring volumes accurately ensures reproducible results across experiments.
Q4: What does QS'ing a solution mean and why is it important?
QS'ing refers to adding quantity sufficient to reach the final desired volume of solution. The solution is poured into a volumetric flask using a funnel, and the meniscus must align with the mark on the flask. In aqueous solutions, the meniscus is concave and should be read at its lowest point to ensure accurate final volume and concentration.
Q5: What are two methods for sterilizing solutions in the laboratory?
Solutions can be sterilized by autoclaving, which subjects the solution to high-temperature steam under high pressure, or by filtration through a 0.22 micron filter to exclude bacterial cells. Sterilization is particularly important when preparing solutions for biological research involving living cells. Both methods effectively eliminate microbial contamination before experimental use.
Q6: How does phosphate buffered saline differ from other laboratory solutions?
Phosphate buffered saline (PBS) is a buffered solution that resists pH changes in the range of 7.2 to 7.6, mimicking physiological pH and osmolarity. PBS contains multiple salts with phosphate groups and has ion concentrations matching those of cells, making it isotonic. Common laboratory uses include washing cells and diluting biomolecules such as proteins in biological research.
Q7: What is the role of pH adjustment in solution preparation?
After solutes dissolve in solvent, pH can be adjusted using a calibrated pH meter for accuracy or pH paper for quick measurement. To raise pH, add dilute sodium hydroxide; to lower pH, add dilute hydrochloric acid slowly, as pH can change rapidly. Proper pH adjustment is critical for solutions used in biological research, where maintaining physiological conditions ensures experimental validity.