Praktikum: Einleitung zu den technischen Geräten

Praktikum: Einleitung zu den technischen Geräten
Die automatische Pipette
Die Pipette ist wohl das wichtigste Werkzeug bei der Laborarbeit. Ständig müssen
kleine bzw. kleinste Flüssigkeitsvolumina im ml- bzw. μl-Bereich dosiert werden.
Dabei sind die verstellbaren Automatikpipetten ein geniales Hilfsmittel.
Jede dieser Pipetten ist ein Präzisionsinstrument. Der Preis einer Pipette
beträgt über 300,- €. Im Umgang mit den Pipetten ist also Sorgfalt oberstes
Gebot!
Die Auswahl der richtigen Pipette
Je nach dem Volumen, das pipettiert werden soll, muss die Auswahl der passenden
Pipette erfolgen. Für große Volumina nimmt man eine größere Pipette, für kleinere
Volumina eine kleinere. Es wäre theoretisch möglich, mit einer 1000 μl-Pipette ein
Volumen von 50 μl zu transferieren. Das macht aber keinen Sinn, weil großvolumige
Pipetten bei sehr kleinen Volumina ungenau sind.
Der Volumenbereich, für den eine Pipette geeignet ist, steht oben auf der Pipette
aufgedruckt.
Die korrekte Benutzung einer Pipette:
Flüssigkeitsaufnahme:
- Vor dem Pipettieren je nach Volumen
die richtige Pipette auswählen.
- Durch Drehen des Einstellringes wird
das gewünschte Volumen eingestellt –
dabei werden die Ziffern der Anzeige von
oben nach unten abgelesen.
- Passende Pipettenspitze (blau oder gelb
_ Farbcode der Pipette beachten)
aufstecken.
- Bedienknopf bis zum ersten Anschlag
drücken (Messhub).
- Pipettenspitze senkrecht ca. 3-5 mm in
die Flüssigkeit eintauchen.
- Bedienknopf langsam zurück gleiten
lassen.
- Spitze langsam aus der Flüssigkeit
ziehen.
Flüssigkeitsabgabe:
- Spitze schräg an die Gefäßwandung anlegen.
- Bedienknopf langsam bis zum ersten Anschlag drücken.
- Bedienknopf zur vollständigen Entleerung der Spitze bis zum zweiten
Anschlag durchdrücken.
- Bedienknopf gedrückt halten und Spitze an der Gefäßwand hochziehen.
- Bedienknopf langsam zurück gleiten lassen.
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Achtung!
Pipetten dürfen NIEMALS mit gefüllter Spitze abgelegt werden, weil sonst
Flüssigkeit in den Kolben hineinlaufen kann. Deshalb Pipetten grundsätzlich in
den Ständer stellen und nie auf den Tisch legen!!!
Um Verschleiß und Korrosion zu verhindern, dürfen mit Automatikpipetten
niemals konzentrierte oder leicht flüchtige Lösungen pipettiert werden!!!
Kontroll:
Kontrollieren Sie Ihre Pipetten regelmäßig auf ihre Genauigkeit. Pipettieren Sie dazu
reines Wasser mit einem eingestellten Volumen mehrfach auf eine Analysenwaage. Zeigt
die Analysenwaage das entsprechende Gewicht (Dichte von Wasser bei
Raumtemperatur: 1g/ml), so arbeitet Ihre Pipette präzise.
Die Mikrozentrifuge
Im Labor verwendet man eine Mikrozentrifuge, um Feststoffe (z. B. Bakterien) zu
sedimentieren, d. h. sie von einer Flüssigkeit zu trennen, oder um Flüssigkeiten am
Boden eines Mikroreaktionsgefäßes zu sammeln (z. B. nach dem Mixen mit dem
Vortexer). Eine Mikrozentrifuge kann Drehzahlen von bis zu 14000 min-1 erreichen,
wobei immense Beschleunigungskräfte auf das zentrifugierte Material einwirken.
Oft wird die benötigte Zentrifugalkraft in Vielfachen der Erdbeschleunigung
angegeben (z. B. 1000 G = 1000 x 9,81 m/s²).
Diese Beschleunigungswerte lassen sich mit folgender Formel leicht in die jeweils
benötigte Drehzahl umrechnen:
Umgekehrt kann man natürlich auch die relative Zentrifugalkraft (RZK) berechnen:
Auch bei der Benutzung der Zentrifuge sind einige Sicherheitsregeln zu beachten:
- Reaktionsgefäße in der Zentrifuge müssen immer verschlossen sein.
- Vor dem Einschalten der Zentrifuge ist immer der Deckel auf den Rotor zu
setzen.
- Die Zentrifuge muss immer austariert sein, d. h. es müssen immer zwei
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Gefäße mit gleichem Gewicht genau gegenüber liegend eingesetzt werden
- Will man nur eine Probe zentrifugieren, so ist als Gegengewicht ein Gefäß mit
der entsprechenden Menge Wasser zu verwenden.
Der Labormixer oder Vortexer
Der Vortexer ist ein Gerät, mit dem Substanzen in Reagenzgläsern oder
Mikroreaktionsgefäßen schnell und einfach durchmischt werden können.
Normalerweise gibt es einen Automatik-Modus, der dafür sorgt, dass das Gerät beim
Aufdrücken eines Gefäßes auf den Mischeraufsatz automatisch zu oszillieren
beginnt. Zwei Dinge sind beim Umgang mit dem Vortexer sehr wichtig:
- Es dürfen nur geschlossene Gefäße zum Mixen verwendet werden.
- Die Gefäße müssen sehr gut festgehalten werden.
Bunsenbrenner
Der Bunsenbrenner wird im chemischen Labor häufig zum Erhitzen von Stoffproben
oder Flüssigkeiten benutzt, Der Bunsenbrenner ist nach Robert Wilhelm Bunsen
benannt
(Robert Wilhelm Eberhard Bunsen ( 1811 in Göttingen; 1899 in Heidelberg) war ein
deutscher Chemiker. Er entwickelte zusammen mit Gustav Robert Kirchhoff die
Spektralanalyse, mit deren Hilfe chemische Elemente hochspezifisch nachgewiesen
werden können. Er perfektionierte den nach ihm benannten Bunsenbrenner in
Heidelberg., die ursprüngliche Erfindung stammt allerdings von Michael Faraday und
wurde von Peter Desaga, dem Laborassistenten Bunsens entscheidend verbessert.)
Der Brenner steht auf einem schweren Fuß, Senkrecht dazu ist eine Röhre angeordnet
Am oberen Ende der Röhre wird das Gas gezündet und verbrannt.
Die Flammenhitze kann zwischen 350 und etwa 1000 °C reguliert werden. Die Flamme
wird in Kern, Mantel und den fast unsichtbaren Flammensaum unterteilt. Im Kern
herrscht eine Temperatur von etwa 250–550 °C, Mantel (je nach Quelle zwischen
1000 °C und 1200 °C) und Saum (etwa 900 °C) sind dagegen bedeutend heißer
Durch den Bunsenbrenner werden zwei verschiedene Flammenarten unterschieden, die
Sparflamme und leuchtende, die nichtleuchtende (entleuchtete) bzw. rauschende
Flamme.
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Gelelektrophorese
Grundprinzip
Die Gelelektrophorese ist ein Elektrophorese-Verfahren, bei dem ein Gel als
Trägermedium genutzt wird. Am häufigsten werden durch Gelelektrophorese Gemische
von Proteinen, DNA oder RNA aufgetrennt. Die elektrophoretische Trennung wird
durch die im Gel vorhanden Poren erreicht, die wie ein Sieb wirken und deren Größe die
Wanderungsgeschwindigkeit der im Gel befindlichen Moleküle bestimmen. Die
Porengröße des Gels wird durch die Konzentration des Gels festgelegt. Ein elektrisches
Feld wird verwendet um die geladene Moleküle durch die Gelmatrix zu ziehen wobei die
kleineren Moleküle sich schneller durch das Gel bewegen können.
DNA-Gelektrophorese
„Die DNA-Gelelektrophorese dient der Auftrennung von DNA-Molekülen
unterschiedlicher Größe und Konfiguration. Unter Elektrophorese versteht man
die Bewegung geladener Teilchen in einem Medium unter Einfluß eines
elektrischen Felds. Ein solches elektrisches Feld wird durch Anlegen von Spannung an
ein Elektrolyt, also den Elektrophoresepuffer, erzeugt. Aufgrund der durch die
Phosphatreste vermittelten negativen Ladung der DNA bewegt sich diese in einem
elektrischen Feld von der Kathode zur Anode. Da auch DNA-Moleküle unterschiedlicher
Größe die gleiche Ladungsdichte aufweisen, würden sie in freier Lösung in einem
elektrischen Feld gleich schnell laufen. Um eine Auftrennung verschiedener DNAMoleküle zu erreichen, wird die Elektrophorese in porösen Matrizen durchgeführt, die
als Molekularsiebe dienen. Sie bestehen hier aus
Agarose und
Bei Agarose handelt es sich um ein Polymer aus Galactose. Die Porengröße wird
durch die Agarosekonzentration variiert (0,3 – 2 %), wobei die Porengröße mit
steigender Konzentration sinkt. In diesem Konzentrationsbereich der Agarose
können DNA-Fragmente von ca. 70 bp bis zu etwa 50 kbp[1] aufgetrennt werden.
Polyacrylamid (PAA).
PAA wird aus einem Gemisch aus Acrylamid und N,N’-Methylendiacrylamid, in
dem die Moleküle miteinander vernetzt sind, hergestellt. Die Porengröße wird
durch die PAA-Konzentration (3 – 20 %) und den Vernetzungsgrad bestimmt. Die
Auftrennung erfolgt abhängig von der PAA-Konzentration in einem Bereich von 1
bis ca. 1.000 bp.
Die Wahl der Matrizen ist bei der Gelelektrophorese abhängig von der Größe
der DNA-Fragmente, die aufgetrennt werden sollen.
Vor der elektrophoretischen Auftrennung von DNA wird diese mit einem
sog. Farbmarker (Färbemittel) versetzt. Hierbei
kommen Bromphenolblau und Xylencyanol zum Einsatz. Beide sind blaue
Farbstoffe, deren Laufverhalten in Gelen unterschiedlicher Porengröße
bekannt ist: Während Bromphenolblau in einem 1 %igen Agarosegel wie DNAFragmente von etwa 600 bp Länge wandert, wandert Xylencyanol unter
gleichen Voraussetzungen ca. 3.000 bp weit. Sie dienen während des Gellaufs
als Anhaltspunkt, wie weit die DNA-Fragmente in einem Gel bereits
aufgetrennt sind.
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Neben dem Farbstoff und der DNA wird noch Glycerin in die Proben gegeben.
Es hat eine höhere Dichte als Wasser, so daß die DNA-Probe schwerer ist als
der Elektrophoresepuffer und beim Beladen des Gels in die Taschen absinkt.
Bei der Elektrophorese erfolgt also eine Auftrennung der DNA-Moleküle nach
ihrer Länge in Basenpaaren.
Nach der elektrophoretischen Auftrennung wird die DNA in der Gelmatrix
optisch nachgewiesen. Die DNA-Färbung erfolgt mit Ethidiumbromid (EtBr)
oder mit GelRed, welche aufgrund ihrer planaren Struktur zwischen den
Basen der DNA interkaliert. Bei Bestrahlung mit UVLicht fluoresziert Ethidiumbromid und GelRed im sichtbaren Bereich rosa bis
lila.”
Anode
Kathode
Tank
Gel
Elektrophoresepuffer
http://www.biostudies.de/
http://www.uni-protokolle.de/
http://commons.wikimedia.org/
http://chsweb.lr.k12.nj.us/
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