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Regolazione della temperatura in laboratorio
 
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Regolazione della temperatura in laboratorio: applicazione del calore

Overview

Sebbene molti saggi sperimentali vengano eseguiti a temperatura ambiente (RT; ~ 20-25 ° C), non è raro che gli esperimenti, o parti di esperimenti, richiedano un qualche tipo di regolazione della temperatura. Questo video discute le diverse ragioni e temperature a cui uno scienziato potrebbe voler "mantenere le cose calde". Ad esempio, a volte, le cellule devono essere coltivate in un ambiente vicino alla temperatura corporea (~ 37 ° C), la struttura proteica deve essere modificata (>56 ° C) o i reagenti e le soluzioni devono essere riscaldati (~ 100 ° C). Discusso anche, è il modo corretto per maneggiare un termometro e misurare la temperatura nei liquidi di agitazione. Poiché non è sempre ovvio come regolare le temperature in laboratorio, questo video parlerà anche di quali tipi di apparecchiature si potrebbero scegliere in ogni situazione.

Procedure

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Ci sono molti modi per regolare la temperatura in laboratorio. A volte i reagenti devono essere riscaldati, le colture cellulari devono essere mantenute a temperature specifiche per una crescita ottimale e la temperatura corporea animale deve essere regolata durante o dopo le procedure chirurgiche. Questo video darà un'occhiata più da vicino ad alcuni dei modi e dei motivi per cui uno scienziato potrebbe voler riscaldare le cose e le temperature specifiche utilizzate per riscaldare campioni e reagenti.

Innanzitutto, è importante notare che nelle comuni procedure di laboratorio, comunemente parliamo di temperatura nelle misurazioni di gradi Celsius o centigradi. Come le altre unità metriche di misura utilizzate nella scienza, il grado Celsius è uno degli standard del Sistema Internazionale di Unità per la misurazione della temperatura.

Il termometro, come probabilmente già saprai, è lo strumento utilizzato per misurare la temperatura.

Per ottenere la lettura più accurata della temperatura di un liquido che stai riscaldando o raffreddando, immergi il termometro ad almeno 10-15 cm o circa 4-6 pollici sotto la superficie. Quindi bloccare con cura o altrimenti fissare il termometro in posizione, facendo attenzione che lo strumento sia di almeno 5 cm, o circa 2 pollici, sopra il fondo del contenitore e almeno un termometro di larghezza dal lato del contenitore.

Se stai mescolando il liquido, assicurati che il termometro non venga urtato dalla barra di agitazione, altrimenti potresti avere un pasticcio pericoloso sulle tue mani.

Leggere l'indicatore della temperatura del liquido all'altezza degli occhi. Quando leggi un termometro, fai attenzione a non toccarlo lungo l'albero. Il calore corporeo può influire sull'accuratezza della misurazione.

Successivamente, esaminiamo alcune temperature comuni a cui si svolgono molti esperimenti.

A seconda del tipo di lavoro svolto nel laboratorio e del tipo di apparecchiatura ospitata nel laboratorio, la temperatura ambiente della stanza sarà normalmente compresa tra circa 20-25 °C. Si può generalmente presumere che un esperimento debba essere eseguito a temperatura ambiente se non è altrimenti indicato alcun requisito di temperatura. La temperatura ambiente è spesso abbreviata in protocolli come, hai indovinato: RT.

Quando ci si trova di fronte a una procedura "in vitro", l'esperimento di solito deve essere condotto a 37 ° C. I processi che vengono eseguiti "in vitro" coinvolgono tessuti, cellule o estratti e tentano di imitare le condizioni che esistono all'interno di un organismo. Gli esperimenti in vivo, d'altra parte, vengono eseguiti con l'organismo intatto e, poiché i mammiferi hanno una temperatura corporea di 37 ° C, gli esperimenti di coltura cellulare "in vitro" vengono tipicamente effettuati a questa temperatura.

A temperature superiori a 56 ° C, le proteine si dispiegano, un processo chiamato denaturazione. Questo può essere utile per una serie di motivi, tra cui l'apertura cambiando la forma di una proteina per una più facile identificazione da parte di un anticorpo di rilevamento.

L'acqua e alcune soluzioni a base d'acqua o acquose bollono a circa 100 °C. Può anche essere una buona temperatura a cui sciogliere i reagenti che sono difficili da portare in soluzione a temperatura ambiente.

Spesso, un protocollo sperimentale indicherà che alcuni passaggi devono avvenire a una temperatura specifica.

Gli esperimenti eseguiti al banco vengono effettuati a circa 20-25 ° C, o temperatura ambiente.

A temperatura ambiente, la maggior parte dei reagenti e delle colture cellulari sono stabili, anche se alcuni reagenti devono essere protetti dalla luce, alcuni esperimenti devono essere eseguiti in una cappa per mantenere la sterilità e alcuni test devono avvenire all'interno di una camera umida per evitare che i tessuti o i reagenti sperimentali si secchino.

Quando il tuo protocollo dice "scongelare le cellule o un particolare reagente", usa un bagno d'acqua impostato a 37 ° C per un riscaldamento lento e uniforme. A meno che il protocollo non indichi un ulteriore riscaldamento, assicurarsi di rimuovere il campione dal bagno d'acqua non appena l'ultimo frammento di ghiaccio si è sciolto.

Se il protocollo indica che devono essere utilizzati "mezzi preriscaldati" o altri reagenti preriscaldati, un bagno d'acqua a 37 °C è utile anche per mantenere le soluzioni a una temperatura costante, calda, ma non calda.

Per mantenere le vostre soluzioni libere da contaminazioni o diluizioni dall'acqua circostante, utilizzate un rack galleggiante in schiuma per scongelare le aliquote congelate delle celle o per riscaldare i volumi di soluzione dei microlitteri. Se si preferisce un supporto per tubi più sicuro, è possibile utilizzare anche un rack metallico.

Per volumi maggiori di liquidi, è possibile utilizzare rack di plastica o morsetti metallici per tenere i campioni in posizione verticale nel bagno d'acqua.

Quando viene richiesto di incubare colture cellulari di mammiferi, di solito significa posizionare le cellule in un incubatore a 37 ° C, con un'atmosfera di anidride carbonica al 5% e un vassoio d'acqua da mantenere che mantiene l'incubatore a circa il 95% di umidità.

Le cellule batteriche vengono talvolta coltivate a 37 ° C, in un'incubatrice, una stanza calda. Un incubatore vibrante può essere utilizzato quando si desidera espandere rapidamente i numeri di colture cellulari batteriche, diminuendo il tempo di coltura Scuotendo le colture liquide, ci si assicura che i batteri ricevano ampi nutrienti perché non sedimentano sul fondo del tubo.

Per il riscaldamento o l'ebollizione molto rapidi, sono state tradizionalmente utilizzate piastre elettriche. Ora che le microonde si trovano comunemente in laboratorio, possono essere utilizzate anche per far bollire rapidamente anche soluzioni acquose.

Ora diamo un'occhiata ad alcuni dei motivi per cui potresti voler riscaldare le cose in laboratorio.

Il fissaggio termico è un modo semplice e veloce per apporre determinati campioni biologici, come cellule batteriche o biomacromolecole, su un vetrino prima della colorazione. Qui puoi vedere alcune diffusioni cromosomiche che sono state rese possibili dalla fissazione del calore.

L'agitazione riscaldata della soluzione liquida in cui si sta cercando di sciogliere un reagente solido può aiutare ad accelerare il processo, come l'agar in polvere che viene sciolto qui.

Molti esperimenti di cellule vive richiedono almeno un periodo di incubazione. L'incubatore di incuciti consente l'imaging in tempo reale della crescita cellulare, senza la perturbazione delle cellule che può verificarsi quando i contenitori di coltura vengono rimossi dall'incubatore.

L'imaging di cellule vive può essere eseguito anche con microscopi desktop. Qui le cellule vengono mantenute in un incubatore di imaging mentre la loro attività prima e in risposta all'aggiunta di uno stimolo sperimentale viene visualizzata e registrata per un'analisi successiva.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE alla regolazione delle temperature di laboratorio a 23 ° C e oltre.

In questo video abbiamo esaminato: alcuni dei pezzi più comuni di apparecchiature di laboratorio per celle di riscaldamento, animali e soluzioni, come decidere quale pezzo di attrezzatura utilizzare per riscaldare celle o soluzioni e alcuni diversi motivi per cui la temperatura potrebbe dover essere regolata durante un esperimento. Grazie per aver guardato e ricordati di maneggiare il termometro con cura!

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