Σειριακή αραίωση- Ορισμός, Τύπος, Αριθμομηχανή, Διαδικασία, Χρήσεις

Σειριακή αραίωση- Ορισμός, Τύπος, Αριθμομηχανή, Διαδικασία, Χρήσεις

September 29, 2022 0 Von admin

Η σειριακή αραίωση, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι μια σειρά από διαδοχικές αραιώσεις που εκτελούνται για τη μετατροπή ενός πυκνού διαλύματος σε πιο χρησιμοποιήσιμη συγκέντρωση.

  • Με απλά λόγια, η σειριακή αραίωση είναι η διαδικασία της σταδιακής αραίωσης ενός διαλύματος με σχετικό συντελεστή αραίωσης.
  • Στη βιολογία, η σειριακή αραίωση συνδέεται συχνά με τη μείωση της συγκέντρωσης των κυττάρων σε μια καλλιέργεια για την απλοποίηση της λειτουργίας.
Σειριακή αραίωση

Πηγή εικόνας: Χρωμοεπιστήμη

Στόχοι Σειριακής Αραίωσης

  • Ο στόχος της μεθόδου σειριακής αραίωσης είναι να εκτιμήσει τη συγκέντρωση (αριθμός οργανισμών, βακτηρίων, ιών ή αποικιών) ενός άγνωστου δείγματος με την απαρίθμηση του αριθμού των αποικιών που καλλιεργήθηκαν από σειριακές αραιώσεις του δείγματος.
  • Στη σειριακή αραίωση, η πυκνότητα των κυττάρων μειώνεται σε κάθε βήμα, έτσι ώστε να είναι ευκολότερος ο υπολογισμός της συγκέντρωσης των κυττάρων στο αρχικό διάλυμα, υπολογίζοντας τη συνολική αραίωση σε ολόκληρη τη σειρά.
  • Οι σειριακές αραιώσεις εκτελούνται συνήθως για να αποφευχθεί η αναγκαστική διοχέτευση πολύ μικρών όγκων (1-10 μl) για την αραίωση ενός διαλύματος.
  • Με την αραίωση ενός δείγματος με ελεγχόμενο τρόπο, είναι δυνατό να ληφθούν επωασμένες πλάκες καλλιέργειας με έναν εύκολα μετρήσιμο αριθμό αποικιών (περίπου 30–100) και να υπολογιστεί ο αριθμός των μικροβίων που υπάρχουν στο δείγμα.

Σειριακός τύπος αραίωσης/Υπολογισμοί

  • Η σειριακή αραίωση περιλαμβάνει τη διαδικασία λήψης δείγματος και αραίωσής του μέσω μιας σειράς τυπικών όγκων αποστειρωμένου αραιωτικού, που μπορεί να είναι είτε απεσταγμένο νερό είτε 0,9 % αλατούχο διάλυμα.
  • Στη συνέχεια, ένας μικρός μετρημένος όγκος κάθε αραίωσης χρησιμοποιείται για να γίνει μια σειρά από πλακίδια χύσεως ή απλώματος.
  • Ανάλογα με την εκτιμώμενη συγκέντρωση κυττάρων/οργανισμών σε ένα δείγμα, προσδιορίζεται η έκταση της αραίωσης. Για παράδειγμα, εάν ληφθεί δείγμα νερού από εξαιρετικά μολυσμένο περιβάλλον, ο συντελεστής αραίωσης αυξάνεται. Αντίθετα, για ένα λιγότερο μολυσμένο δείγμα, ένας χαμηλός συντελεστής αραίωσης μπορεί να είναι επαρκής.
  • Σειριακές διπλές και δεκαπλάσιες αραιώσεις χρησιμοποιούνται συνήθως για τον τιτλοδότηση αντισωμάτων ή την παρασκευή αραιωμένων αναλυτών στο εργαστήριο.
  • Ο συντελεστής αραίωσης σε μια σειριακή αραίωση μπορεί να προσδιοριστεί είτε για ένα μεμονωμένο δοκιμαστικό σωλήνα είτε μπορεί να υπολογιστεί ως συνολικός συντελεστής αραίωσης σε ολόκληρη τη σειρά.
  • Ο συντελεστής αραίωσης κάθε σωλήνα σε ένα σετ:
συντελεστή αραίωσης κάθε σωλήνα

Για δεκαπλάσια αραίωση, προστίθεται 1 ml δείγματος σε 9 ml αραιωτικού. Σε αυτήν την περίπτωση, ο συντελεστής αραίωσης για αυτόν τον δοκιμαστικό σωλήνα θα είναι:

Φόρμουλα παράγοντα αραίωσης
  • Μετά τον πρώτο σωλήνα, κάθε σωλήνας είναι η αραίωση του προηγούμενου σωλήνα αραίωσης.

Τώρα, για τον συνολικό συντελεστή αραίωσης,

  • Συντελεστής ολικής αραίωσης για το δεύτερο σωλήνα = αραίωση του πρώτου σωλήνα × αραίωση του δεύτερου σωλήνα.

Παράδειγμα:

Για τον πρώτο σωλήνα, συντελεστής αραίωσης = 10-1 (1 ml προστέθηκε στα 9 ml)

Για τον δεύτερο σωλήνα, συντελεστής αραίωσης = 10-1 (1 ml προστέθηκε στα 9 ml)

Συντελεστής ολικής αραίωσης = προηγούμενη αραίωση × αραίωση επόμενου σωλήνα

= συνολική αραίωση 10-1 × 10-1 = 10-2

Ηλεκτρονικός υπολογιστής σειριακής αραίωσης

AAT Bioquest, Inc. (https://www.aatbio.com/tools/serial-dilution)

Merck (https://www.sigmaaldrich.com/chemistry/stockroom-reagents/learning-center/technical-library/solution-dilution-calculator.html)

Υπολογιστής Omni (https://www.omnicalculator.com/chemistry/serial-dilution)

Τελικό σημείωμα (http://www.endmemo.com/bio/dilution.php)

Handymath (https://handymath.com/cgi-bin/serdil6.cgi?submit=Entry)

Tocris Bioscience (https://www.tocris.com/resources/dilution-calculator)

Ιστός Φυσιολογίας (https://www.physiologyweb.com/calculators/dilution_calculator_mass_per_volume.html)

Selleck Chemicals (https://www.selleckchem.com/dilutioncalculator.jsp)

Τεχνολογία ApexBio (http://www.apexbt.com/dilution-calculator)

SiteAb (https://www.citeab.com/toolbox/dilutions)

Χνουδωτό Βάτραχος (http://fluffyfrog.net/calc/)

Λειτουργικές Βιοεπιστήμες (https://functionalbio.com/web/calc.php)

CUABIO (https://www.cusabio.com/m-298.html)

Διαδικασία Σειριακής Αραίωσης

Ακολουθεί η διαδικασία για δεκαπλάσια αραίωση δείγματος σε συντελεστή αραίωσης 10-6:

  1. Το δείγμα/καλλιέργεια λαμβάνεται σε δοκιμαστικό σωλήνα και λαμβάνονται έξι δοκιμαστικοί σωλήνες, ο καθένας με 9 ml αποστειρωμένων αραιωτικών, τα οποία μπορούν είτε να είναι απεσταγμένο νερό είτε 0,9% αλατούχο διάλυμα.
  2. Λαμβάνεται μια αποστειρωμένη πιπέτα.
  3. 1 ml κατάλληλα αναμεμειγμένου δείγματος/καλλιέργειας αναρροφάται στην πιπέτα.
  4. Το δείγμα στη συνέχεια προστίθεται στον πρώτο σωλήνα για να γίνει ο συνολικός όγκος των 10 ml. Αυτό παρέχει μια αρχική αραίωση 10-1.
  5. Η αραίωση αναμειγνύεται επιμελώς αδειάζοντας και γεμίζοντας την πιπέτα πολλές φορές.
  6. Το άκρο της πιπέτας απορρίπτεται και ένα νέο άκρο πιπέτας είναι προσαρτημένο στην πιπέτα.
  7. Τώρα, λαμβάνεται 1 ml μείγματος από το 10-1 αραίωση και αδειάζεται στο δεύτερο σωληνάριο. Ο δεύτερος σωλήνας έχει τώρα συνολικό συντελεστή αραίωσης 10-2.
  8. Στη συνέχεια, η ίδια διαδικασία επαναλαμβάνεται για το υπόλοιπο σωληνάριο, λαμβάνοντας 1 ml από το προηγούμενο σωληνάριο και προσθέτοντάς το στα επόμενα αραιωτικά των 9 ml.
  9. Καθώς χρησιμοποιούνται έξι σωλήνες, η τελική αραίωση για τα βακτήρια/κύτταρα θα είναι 10-6 (1 στα 1.000.000).
Διαδικασία σειριακής αραίωσης
Η διαδικασία της σειριακής αραίωσης.

Σειριακή αραίωση Εφαρμογές/Χρήσεις

Η σειριακή αραίωση πραγματοποιείται σε μια σειρά από πειραματικές επιστήμες όπως η βιοχημεία, η φαρμακολογία, η φυσική και η ομοιοπαθητική.

  1. Η σειριακή αραίωση χρησιμοποιείται στη μικροβιολογία για την εκτίμηση της συγκέντρωσης ή του αριθμού των κυττάρων/οργανισμών σε ένα δείγμα για να ληφθεί μια επωασμένη πλάκα με έναν εύκολα μετρήσιμο αριθμό αποικιών.
  2. Στη βιοχημεία, η σειριακή αραίωση χρησιμοποιείται για να ληφθεί η επιθυμητή συγκέντρωση αντιδραστηρίων και χημικών ουσιών από υψηλότερη συγκέντρωση.
  3. Στα φαρμακευτικά εργαστήρια πραγματοποιείται σειριακή αραίωση για να ληφθεί η απαραίτητη συγκέντρωση χημικών ουσιών και ενώσεων, καθώς αυτή η μέθοδος είναι πιο αποτελεσματική από τις μεμονωμένες αραιώσεις.
  4. Στην ομοιοπαθητική, χρησιμοποιούνται ομοιοπαθητικές αραιώσεις όπου μια ουσία αραιώνεται σε απεσταγμένο νερό ή αλκοόλ. Πιστεύεται ότι η αραίωση αυξάνει την ισχύ της αραιωμένης ουσίας ενεργοποιώντας τη ζωτική της ενέργεια.

Σειριακή αραίωση Περιορισμός/Προβλήματα

Παρόλο που η σειριακή αραίωση είναι μια χρήσιμη τεχνική στα εργαστήρια, αντιμετωπίζει ορισμένες προκλήσεις. Μερικά από τα οποία είναι:

  1. Ενδέχεται να προκύψει σφάλμα κατά τη διάδοση του δείγματος και οι ανακρίβειες μεταφοράς οδηγούν σε λιγότερο ακριβή και λιγότερο ακριβή μεταφορά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η υψηλότερη αραίωση να έχει τις περισσότερες ανακρίβειες και τη μικρότερη ακρίβεια.
  2. Επειδή η σειριακή αραίωση εκτελείται με σταδιακό τρόπο, απαιτεί μεγαλύτερη χρονική περίοδο που περιορίζει την αποτελεσματικότητα της μεθόδου.
  3. Η σειριακή αραίωση επιτρέπει μόνο τη μείωση βακτηρίων/κυττάρων αλλά όχι τον διαχωρισμό βακτηρίων/κυττάρων όπως σε άλλες τεχνικές όπως η κυτταρομετρία ροής.
  4. Αυτή η τεχνική απαιτεί επίσης άριστα εκπαιδευμένους μικροβιολόγους και ειδικούς στις ασηπτικές τεχνικές.

Σειριακή αραίωση Παραδείγματα

  • Ένα απλό παράδειγμα σειριακής αραίωσης που εκτελείται στην καθημερινή μας ζωή είναι το τσάι ή ο καφές. Στον καφέ, προσθέτουμε μια ορισμένη ποσότητα καφέ ψυχρής έκθλιψης και προσθέτουμε νερό από πάνω για να έχουμε την επιθυμητή συγκέντρωση καφέ.
  • Ένα άλλο παράδειγμα σειριακής αραίωσης είναι η αραίωση οξέων και βάσεων στη χημεία για να ληφθεί η απαιτούμενη συγκέντρωση.
  • Η σειριακή αραίωση της καλλιέργειας για τον προσδιορισμό του αριθμού των βακτηρίων σε ένα δεδομένο δείγμα μέσω τεχνικής επιμετάλλωσης είναι επίσης ένα ουσιαστικό παράδειγμα σειριακής αραίωσης.

βιβλιογραφικές αναφορές

  • Βασική Πρακτική Μικροβιολογία-Εγχειρίδιο. Εταιρεία Γενικής Μικροβιολογίας. Ανακτήθηκε από https://microbiologyonline.org/file/7926d7789d8a2f7b2075109f68c3175e.pdf
  • Avishai Ben-David, Charles E. Davidson, Μέθοδος εκτίμησης για πειράματα σειριακής αραίωσης, Journal of Microbiological Methods, Τόμος 107, 2014, Σελίδες 214-221, ISSN 0167-7012,
  • Cullen, JJ, & MacIntyre, HL (2016). Σχετικά με τη χρήση της μεθόδου καλλιέργειας σειριακής αραίωσης για την απαρίθμηση βιώσιμου φυτοπλαγκτού σε φυσικές κοινότητες πλαγκτού που υποβάλλονται σε επεξεργασία νερού έρματος. Περιοδικό Εφαρμοσμένης Φυκολογίας, 28(1), 279–298. https://doi.org/10.1007/s10811-015-0601-x
  • https://www.biomol.com/dateien/Bethyl–Serial-Dilutions.pdf
  • https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Ancillary_Materials/Laboratory_Experiments/Microbiology_Labs/Microbiology_Labs_I/04%3A_Dilution_Worksheet_and_Problems

Πηγές

  • 6% – https://www.biomol.com/dateien/Bethyl–Serial-Dilutions.pdf
  • 3% – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167701214002577
  • 2% – https://www.coursehero.com/file/p71b91p/Serial-dilution-involves-taking-a-sample-and-diluting-it-through-a-series-of/
  • 1% – https://www.wikihow.com/Do-Serial-Dilutions
  • 1% – https://www.itwreagents.com/iberia/en/protein-biochemistry-and-electrophoresis
  • 1% – https://quizlet.com/204569044/serial-dilutions-mastering-microbiology-lab-homework-flash-cards/
  • 1% – https://quizlet.com/103092600/lab-quiz-2-flash-cards/
  • 1% – https://en.wikipedia.org/wiki/Homeopathic_dilutions
  • 1% – https://en.wikipedia.org/wiki/Colony-forming_unit
  • 1% – http://dbpedia.org/page/Serial_dilution
  • <1% – https://www.thoughtco.com/dilutions-from-stock-solutions-606085
  • <1% – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3941987/
  • <1% – https://www.coursehero.com/file/16914203/Lab-Report-Dilutions/
  • <1% – https://saveearthnow2015.wordpress.com/2015/06/28/analysis-of-drinking-water-contamination-2015/
  • <1% – https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=300014TD.TXT