Schemi Laboratorio di Biologia di ogni argomento

Introduzione

Becher

Becher: bicchieri dotati di beccuccio nella parte superiore per facilitare il travaso dei liquidi.

• Varia capacità (25-100-250-400-600-1000 ml ed oltre).
• Non sono adatti per misurazioni del volume → errore elevato.

Si utilizzano per riscaldare liquidi, travasare liquidi, sciogliere un soluto in un solvente.

Cilindro graduato

Cilindro graduato: sono cilindri dotati di una base d’appoggio e con un beccuccio che consente di versare i liquidi con facilità. Lungo il cilindro è posta una scala graduata, che ci permette di misurare tutti i volumi intermedi rispetto alla sua capacità totale.

Vietato fumare, consumare cibi e bevande.

Con i cilindri si effettuano misure con una certa approssimazione.

• Non ingombrare con borse, pacchi o altri oggetti le zone intorno al bancone o le uscite di sicurezza.

Matraccio

Il matraccio è un pallone a fondo piatto con collo lungo sul quale viene indicato il livello del liquido da raggiungere perché il volume corrisponda esattamente alla capacità indicata.

• Non si deve correre in laboratorio.

È un contenitore tarato con molta precisione e costituisce un vero e proprio strumento di misura: viene infatti usato per la preparazione di soluzioni a concentrazione nota (soluzioni titolate) e per diluire campioni ad un volume esatto. Possono essere chiusi con appositi tappi in vetro o in PTFE. Il matraccio non è costruito in vetro da fuoco, non può quindi essere usato per il riscaldamento di soluzioni o liquidi di qualsiasi genere.

• Non ci si arrampica.

Mantenere in ordine e pulito il laboratorio. Rimuovere vetreria e attrezzature da bancone quando non servono più.

Beuta

Beuta (matracci conici): nella parte superiore terminano con un collo cilindrico che può essere smerigliato in modo da poter apporre un tappo.

• Varia capacità (25-50-100-500... ml).

Contenitori per liquidi, quando si vogliono ridurre le perdite di liquido per evaporazione.

• Non abbandonare la propria postazione di lavoro durante lo svolgimento dell’esperienza.
• Durante i mesi estivi evitare l'uso di sandali o scarpe troppo aperte.

Norme di comportamento e dispositivi di protezione

Strumentazione e materiali di uso comune in un laboratorio

Provette: sono tubi di vetro o plastica di varia misura, con o senza scala graduata.

• Non toccare i reagenti con le mani: preleva i reagenti solidi con spatole, non appoggiare la bocca sul bordo delle pipette di vetro.

Provette tipo eppendorf.

Provette tipo falcon.

Contenitori per piccoli volumi di campione su cui effettuare le analisi.

Dispositivi di sicurezza e protezione individuale

• Indossare sempre guanti di protezione opportuni per l’attività che si sta svolgendo.
• Indossare sempre il camice.
• Indossare gli occhiali di protezione.
• Non usare il cellulare con i guanti.

Esposizione a materiale biologico

Esposizione a materiale biologico: cappa da laboratorio.

In caso di puntura o taglio:

• Aumentare il sanguinamento.
• Detergere con acqua e sapone.
• Disinfettare la ferita utilizzando i prodotti contenuti nella cassetta del pronto soccorso.

Fiasche

Fiasche: nella parte superiore terminano con un collo cilindrico ed un tappo a vite. Contenitori per crescita cellule in fase liquida.

• Utilizzare sempre un quaderno, non fogli volanti, e appuntare tutto.

Cappe da laboratorio

Cappa a flusso laminare.

Cappa chimica.

La cappa a flusso laminare è una cappa utilizzata in ambito biologico per la protezione dell'operatore e dell'ambiente circostante da parte di agenti biologici, generalmente microrganismi patogeni; inoltre, la cappa a flusso laminare elimina la possibilità di contaminazione del campione biologico, consentendo un lavoro in condizioni di sterilità.

La cappa d'aspirazione in ambito chimico ha la funzione di proteggere l'operatore da eventuali vapori sprigionati da reazioni chimiche, come ad esempio i vapori di cloro, mercurio, solventi organici, acidi o alcali concentrati. Alcune sostanze producono infatti vapori tossici che non devono essere inalati dagli operatori: per ovviare a ciò, si adottano cappe che aspirano tali vapori e che li eliminano dall'ambiente in cui si lavora.

Contatto cutaneo, schizzi e osservazioni

• I capelli lunghi devono essere sempre raccolti; anche gioielli penzolanti (orecchini, bracciali etc...) possono rappresentare un fattore di rischio.

In caso di contatto cutaneo:

• Lavare la zona con acqua e sapone.

In caso di schizzi negli occhi:

• Sciacquare gli occhi con acqua utilizzando i lava occhi.

Piastre

Piastre petri: vetro o plastica, costituite da un piattino e coperchio; ideali per la microbiologia.

• Scrivere le proprie osservazioni ordinatamente, in modo che si possa sempre ricostruire, anche a distanza di tempo, la sequenza di ciò che si è fatto in ogni momento.
• La vetreria va lavata con acqua corrente e sapone (poco) per vetreria; solo alla fine va risciacquata con acqua deionizzata.
• Usare con attenzione la vetreria!

Piastre multipozzetto: plastica, costituite da un supporto e coperchio; diverse applicazioni in funzione del numero di pozzetti, da 6 a 96.

• Eseguire le esperienze solo dopo aver scritto, capito e discusso criticamente ciò che si vuole fare.
• Non lasciare recipienti, bottiglie o apparecchi in bilico o vicino al bordo del banco di lavoro.
• Non annusare né assaggiare le sostanze.

No tablet o PC.

No cellulare.

Pipette e accessori

Pipette

Pipette.

Pipetta tarata: sono tubi sottili di vetro, tarati per volumi di 0.5, 1, 2, 5, 10, 25 ml.

Pipetta pasteur: essa è formata da un tubicino vitreo abbastanza sottile con un’estremità larga e una parte inferiore che è quasi un capillare; poco precisa perché priva di una scala graduata.

Dispositivi per prelevare i liquidi con le pipette (pro-pipette):

• Porcellino.
• Pompetta a stantuffo.
• Tettarella (per pipette pasteur).
• Pipettatore automatico.

Materiali di supporto

Spatoline: servono per prelevare delle polveri dai contenitori 10-50 mg.

Navicelle da pesata: servono per pesare delle polveri.

Ancorette magnetiche: servono per miscelare soluzioni.

Vetrino portaoggetto e coprioggetto: servono per allestire preparati istologici.

Portaprovette e porta eppendorf: servono per mantenere in posizione verticale provette ed eppendorf.

Micropipette volumetriche

Micropipette volumetriche.

Uno stantuffo, la cui corsa è regolata da una vite, permette di spostare una determinata quantità di aria che, per pressione positiva o negativa, farà scendere o salire il liquido nel puntale.

Omeostasi e soluzioni dell'organismo

Omeostasi: insieme di processi con i quali l’organismo mantiene il proprio ambiente interno stabile a fronte di perturbazioni esterne o interne.

Soluzioni dell'organismo

Abbassamento della pressione di vapore

Alla fine dell’800 fu sperimentalmente osservato che la tensione di vapore del solvente veniva abbassata dall’aggiunta di un soluto non volatile.

Ogni liquido è in equilibrio con il suo vapore (o gas reale) che si produce costantemente alla superficie del liquido stesso, per evaporazione, e che costantemente ricondensa sul liquido stesso.

I fattori che determinano la dissoluzione di un solido ionico in un solvente polare sono due: l’energia reticolare del solido (somma delle energie di attrazione fra anioni e cationi): più è grande e minore è la tendenza del solido a sciogliersi. L’energia di attrazione ione-dipolo fra gli ioni e i dipoli elettrici costituiti dalle molecole di solvente opportunamente orientati: più è grande maggiore è la tendenza del solido a sciogliersi.

Si definisce pressione di vapore saturo (tensione di vapore) la pressione del vapore in equilibrio con il liquido ad ogni determinata temperatura, infatti la pressione di vapore saturo aumenta con l'aumentare della temperatura.

Innalzamento ebulloscopico e abbassamento crioscopico

Proprietà colligative: le proprietà colligative non dipendono solamente dalla concentrazione del soluto disciolto nella soluzione poiché la sua dissoluzione nel solvente libera un numero di particelle diverse attraverso fenomeni di associazione e dissociazione.

Abbiamo visto che l’aggiunta di un soluto non volatile abbassa la tensione di vapore della soluzione. L’abbassamento della pressione di vapore di una soluzione rispetto al solvente puro ha importanti conseguenze sulle temperature di ebollizione e congelamento della soluzione. Punto di ebollizione è la temperatura alla quale la pressione di vapore uguaglia la pressione atmosferica. Alla pressione atmosferica di 1 atm: il punto di ebollizione di una soluzione è > di quella del solvente puro.

Lo ione in soluzione è circondato da una sfera di molecole di solvente ordinate rispetto alla polarità (sfera di solvatazione; se il solvente è l'acqua, sfera di idratazione); queste ordinano a loro volta una seconda sfera di solvatazione più debolmente legata, ed eventualmente una terza.

Tale fenomeno è detto idratazione e l’energia elettrostatica di interazione di uno ione con le molecole di acqua è detta energia di idratazione.

La solubilità di un solido ionico in acqua dipende da un bilancio fra energia reticolare (del solido) ed energia di idratazione (dell’acqua). Maggiore è l’energia reticolare di un composto ionico, minore è la sua solubilità e viceversa.

pH, soluzioni tampone e soluzioni ioniche

pH.

Soluzioni tampone.

Soluzioni ioniche.

La concentrazione degli ioni H+ in soluzione acquosa è particolarmente importante in chimica e biologia perché influenza la funzionalità di enzimi e proteine.

Una soluzione tampone è una soluzione il cui pH non è apprezzabilmente modificato dall’aggiunta di modiche quantità di acidi o basi forti.

Abbiamo perciò il massimo potere tampone di una soluzione quando un valore di pH è pari al pKa dell’acido debole.

Soluzione neutra: soluzione in cui la concentrazione idrogenionica rimane la stessa dell’acqua pura [H+] = [OH-] = 10-7 M a 25°C.

Una soluzione tampone è formata da un acido debole e la propria base coniugata o da una base debole e il proprio acido coniugato.

Una soluzione tampone può svolgere la sua funzione tampone anche se l’acido debole è presente in concentrazioni maggiori rispetto al suo sale o viceversa, purché i rapporti delle due specie rimangano all’interno di un intervallo compreso tra 10:1 e 1:10.

Soluzione acida: soluzione in cui la concentrazione idrogenionica è superiore a 10-7.

Soluzione basica: soluzione in cui la concentrazione idrogenionica è inferiore a 10-7.

Osmosi

Osmosi. Coinvolge le membrane semipermeabili. Per effetto dell’osmosi si crea un flusso di molecole dal solvente puro alla soluzione (o dalla soluzione a minore concentrazione a quella a maggiore concentrazione).

Pressione osmotica: pressione che occorre esercitare sulla soluzione A, per bloccare l’osmosi (pressione idrostatica necessaria ad impedire lo spostamento di un solvente puro in una sua soluzione attraverso una membrana semipermeabile).

Per rendere più facilmente utilizzabile la misura dell’acidità è stato introdotto il pH (logaritmo decimale negativo della concentrazione degli ioni H+).

pH = -log [H+]

π= M*R*T (per non elettrolita)

π= M*i*R*T (per elettroliti)

Tamponi fisiologici

Tamponi fisiologici.

Tampone fosfato.

Tampone bicarbonato.

Ioni diidrogeno fosfato/monoidrogeno fosfato. Fosfato monobasico/fosfato dibasico.

Acido carbonico/ione idrogeno carbonato.

pHmetro

Il pHmetro misura il voltaggio tra due elettrodi immersi in una soluzione (uno di misura e uno di riferimento).

Esso è costituito da un piccolo tubo di vetro molto sottile (membrana di vetro) terminante con un bulbo. All'interno del tubo è posta una soluzione tampone (cioè a pH noto) nella quale è posto un filo di platino necessario per il collegamento elettrico.

Tra le due superfici della sottile membrana di vetro si crea una differenza di potenziale che è funzione della differenza di pH esistente fra la soluzione interna (a pH noto) e quella esterna (a pH incognito), vedi figura lucido seguente.

I due elettrodi sono collegati al pHmetro, nel quale un'apposita amplificazione della differenza di potenziale viene evidenziata tramite segnale analogico e misurata in mV.

Taratura del pHmetro

Taratura:

• La taratura richiede l’utilizzo di due soluzioni a pH diverso.
• Di norma si effettua prima la taratura con un tampone a pH 7 e poi con uno a pH 4 oppure a pH 9.
• Dopo la taratura, l’elettrodo a pH è semplicemente immerso nella soluzione in esame e fornirà una misura rapida ed accurata del pH.

Attenzione alla temperatura!

Spesso le sonde immerse nella soluzione sono due: oltre all'elettrodo viene immersa anche una sonda di temperatura, il cui compito è correggere la lettura dell'elettrodo in funzione dell'effettiva temperatura del campione.

Centrifughe preparative e analitiche

Centrifughe preparative e analitiche.

Rotore a flusso continuo: adatti a centrifugare grandi volumi in quanto consentono l’immissione della sospensione e il deflusso del sopranatante in modo continuo.

Rotori ad angolo fisso

Rotori ad angolo fisso: sono dotati di alloggiamenti per le provette disposti attorno all’asse di rotazione centrale con un angolo fisso che varia in genere tra 20° e 40°.

Centrifugazione differenziale

Centrifugazione differenziale.

Questi rotori sono i più adatti per la separazione frazionata dei componenti cellulari, perché, essendo la forza centrifuga applicata obli

Separa i componenti in base alla loro dimensione e densità.