Istnieje wiele sposobów regulacji temperatury w laboratorium. Czasami odczynniki wymagają podgrzania, hodowle komórkowe muszą być utrzymywane w określonych temperaturach dla zapewnienia optymalnego wzrostu, a temperatura ciała zwierząt musi być regulowana w trakcie lub po zabiegach chirurgicznych. W tym filmie przyjrzymy się bliżej niektórym metodom i przyczynom, dla których naukowiec może chcieć podgrzać próbki oraz konkretnym temperaturom stosowanym do ogrzewania próbek i odczynników.
Po pierwsze, należy zauważyć, że w powszechnych procedurach laboratoryjnych temperaturę podajemy zazwyczaj w stopniach Celsjusza. Podobnie jak inne jednostki miar układu SI stosowane w nauce, stopień Celsjusza jest jedną ze standardowych jednostek Międzynarodowego Układu Jednostek używanych do pomiaru temperatury.
Termometr, jak prawdopodobnie już wiadomo, jest instrumentem służącym do pomiaru temperatury.
Aby uzyskać najdokładniejszy odczyt temperatury podgrzewanej lub chłodzonej cieczy, należy zanurzyć termometr co najmniej 10-15 cm poniżej powierzchni. Następnie należy ostrożnie przymocować lub zabezpieczyć termometr w miejscu, dbając o to, aby instrument znajdował się co najmniej 5 cm nad dnem naczynia i w odległości co najmniej jednej szerokości termometru od ścianki naczynia.
W przypadku mieszania cieczy należy upewnić się, że mieszadło magnetyczne nie będzie uderzać w termometr, w przeciwnym razie może dojść do niebezpiecznego rozlania substancji.
Odczyt wskaźnika temperatury cieczy należy przeprowadzać na wysokości wzroku. Podczas odczytu z termometru należy uważać, aby nie dotykać go wzdłuż trzpienia. Ciepło ciała może wpłynąć na dokładność pomiaru.
W następnej kolejności przejrzyjmy najczęstsze temperatury, w których przeprowadzanych jest wiele eksperymentów.
W zależności od rodzaju prac wykonywanych w laboratorium oraz rodzaju znajdującego się w nim sprzętu, temperatura otoczenia w pomieszczeniu zazwyczaj wynosi od około 20-25 ˚C. Zazwyczaj można przyjąć, że eksperyment ma zostać przeprowadzony w temperaturze pokojowej, jeśli nie wskazano w inny sposób wymagań dotyczących temperatury. Temperaturę pokojową w protokołach często skraca się jako: RT.
W przypadku procedur typu „in vitro” eksperyment zazwyczaj musi być przeprowadzony w temperaturze 37˚C. Procesy realizowane „in vitro” wykorzystują tkanki, komórki lub ekstrakty i mają na celu odtworzenie warunków panujących wewnątrz organizmu. Z kolei eksperymenty in vivo są przeprowadzane na nienaruszonym organizmie, a ponieważ ssaki mają temperaturę ciała 37 ˚C, eksperymenty z hodowlą komórkową „in vitro” są zazwyczaj prowadzone w tej temperaturze.
W temperaturach powyżej 56°C białka ulegają rozfałdowaniu, co jest procesem nazywanym denaturacją. Może to być przydatne z różnych powodów, w tym w celu zmiany kształtu białka, aby ułatwić jego identyfikację przez przeciwciało detekcyjne.
Woda oraz niektóre roztwory wodne wrą w temperaturze około 100 °C. Może to być również odpowiednia temperatura do rozpuszczania odczynników, które trudno rozpuścić w temperaturze pokojowej.
Często protokół eksperymentalny wskazuje, że określone kroki muszą zostać przeprowadzone w konkretnej temperaturze.
Eksperymenty wykonywane przy stole laboratoryjnym są prowadzone w temperaturze około 20-25°C, czyli w temperaturze pokojowej.
W temperaturze pokojowej większość odczynników i kultur komórkowych jest stabilna, choć niektóre odczynniki wymagają ochrony przed światłem, niektóre eksperymenty muszą być przeprowadzane w komorze z laminarnym przepływem powietrza w celu zachowania sterylności, a niektóre analizy muszą odbywać się w komorze wilgotnościowej, aby zapobiec wysychaniu tkanek eksperymentalnych lub odczynników.
Gdy protokół mówi o „rozmrożeniu komórek lub konkretnego odczynnika”, należy użyć łaźni wodnej ustawionej na 37 °C, aby zapewnić powolne i równomierne ogrzewanie. O ile protokół nie wskazuje dalszego podgrzewania, należy wyjąć próbkę z łaźni wodnej natychmiast po rozpuszczeniu ostatniego fragmentu lodu.
Jeśli protokół wskazuje, że należy użyć „podgrzanych wcześniej mediów” lub innych podgrzanych odczynników, łaźnia wodna o temperaturze 37 °C jest również przydatna do utrzymywania roztworów w stałej, ciepłej – ale nie gorącej – temperaturze.
Aby zapobiec zanieczyszczeniu lub rozcieńczeniu roztworów przez wodę z otoczenia, należy użyć pływającego statywu z pianki do rozmrażania zamrożonych aliquotów komórek lub do ogrzewania mikrolitrowych objętości roztworu. Jeśli preferowany jest bardziej stabilny uchwyt do probówek, w tym celu można zastosować statyw metalowy.
W przypadku większych objętości cieczy, do utrzymania próbek w pozycji pionowej w łaźni wodnej można użyć statywów plastikowych lub zacisków metalowych.
Instrukcja inkubacji kultur komórek ssaków zazwyczaj oznacza umieszczenie komórek w inkubatorze w temperaturze 37 °C, w atmosferze 5% dwutlenku węgla i z tacą z wodą, która utrzymuje w inkubatorze wilgotność na poziomie około 95%.
Komórki bakteryjne są również czasami hodowane w temperaturze 37°C w inkubatorze lub w ciepłym pomieszczeniu. Inkubator wytrząsowy można zastosować, gdy chce się szybko zwiększyć liczbę komórek w kulturze bakteryjnej, skracając jednocześnie czas hodowli. Poprzez wytrząsanie kultur w cieczy zapewnia się bakteriom dostęp do odpowiedniej ilości składników odżywczych, ponieważ nie osiadają one na dnie probówki.
Do bardzo szybkiego podgrzewania lub gotowania tradycyjnie używano płyt grzejnych. Obecnie, gdy w laboratoriach powszechnie znajdują się kuchenki mikrofalowe, można ich używać również do szybkiego zagotowania roztworów wodnych.
Przyjrzyjmy się teraz kilku powodom, dla których w laboratorium może być konieczne zastosowanie ogrzewania.
Utrwalanie termiczne to prosta i szybka metoda przytwierdzania określonych próbek biologicznych, takich jak komórki bakteryjne lub biomakrocząsteczki, do szkiełka przedmiotowego przed barwieniem. Tutaj można zobaczyć preparaty rozprzestrzenionych chromosomów, które zostały przygotowane dzięki utrwalaniu termicznemu.
Ogrzewanie z mieszaniem roztworu ciekłego, w którym rozpuszczany jest reagent stały, może pomóc w przyspieszeniu tego procesu, co widać tutaj na przykładzie rozpuszczanego agaru w proszku.
Wiele eksperymentów na żywych komórkach wymaga przynajmniej jednego okresu inkubacji. Inkubator Incucyte umożliwia obrazowanie wzrostu komórek w czasie rzeczywistym, bez zakłócania ich stanu, co mogłoby wystąpić podczas wyjmowania naczyń hodowlanych z inkubatora.
Obrazowanie żywych komórek można przeprowadzać również za pomocą mikroskopów nakładkowych. Tutaj komórki są utrzymywane w inkubatorze do obrazowania, podczas gdy ich aktywność przed i w odpowiedzi na dodanie bodźca eksperymentalnego jest obserwowana i rejestrowana do późniejszej analizy.
Właśnie obejrzeli Państwo wprowadzenie JoVE do regulacji temperatur laboratoryjnych w zakresie 23°C i powyżej.
W tym filmie omówiliśmy: niektóre z najczęściej stosowanych urządzeń laboratoryjnych do ogrzewania komórek, zwierząt i roztworów, sposób wyboru odpowiedniego sprzętu do ogrzewania komórek lub roztworów, a także różne powody, dla których temperatura może wymagać regulacji podczas eksperymentu. Dziękujemy za oglądanie i pamiętajcie, aby ostrożnie obchodzić się z termometrem!
Choć wiele testów eksperymentalnych przeprowadza się w temperaturze pokojowej (RT; ~20-25°C), nie jest rzadkością, aby eksperymenty lub ich poszczegól…
Rozdziały w tym filmie
0:00
Overview
0:41
Using the Thermometer: A Brief Overview
2:15
Important Laboratory Temperatures (Above 23 °C)
4:01
Keeping Things Warm
6:39
Applications
7:49
Summary
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.