蘇杜林
1清洗作用
1.1清潔作用
清潔作用是水在實驗室中最為廣泛的用途。生物實驗中時常利用水來清洗實驗器具和一些實驗材料,以避免實驗器具或?qū)嶒灢牧仙系臍埩粑?、污漬對實驗材料產(chǎn)生毒害或?qū)嶒灲Y(jié)果造成干擾。例如,探究酶的高效性實驗中,如果使用的試管不潔凈,而殘留有過氧化氫酶,就有可能得到相反的實驗結(jié)果。用于清洗實驗器具和實驗材料的水一般用自來水或清水,無菌條件的實驗就要用無菌水清潔。
1.2沖洗或漂洗作用
一些生物學(xué)實驗的制片過程需要用水進行沖洗或進行漂洗,來洗去多余的某些試劑,從而避免由于某些試劑殘留而影響實驗效果。例如,觀察DNA和RNA在細胞中的分布實驗中,人口腔上皮細胞涂片經(jīng)過8%的鹽酸水解處理后,要用蒸餾水緩水流沖洗10 s,洗去殘留的鹽酸,防止殘留的鹽酸影響染色過程。
2作為溶劑
水分子是極性分子,具有很高的介電常數(shù),因此水是許多電解質(zhì)和極性分子的良好溶劑。
2.1作為溶劑配制水溶液
許多化學(xué)試劑必須溶解于水配制成一定濃度的溶液,才能使用。作為溶劑配制有關(guān)溶液是水在實驗中的另一常用作用。
2.2稀釋溶液
在一些生物實驗中,需要用水對相關(guān)溶液進行稀釋。例如,在檢測生物組織中的蛋白質(zhì)時,選用雞蛋清作材料就要加蒸餾水進行稀釋,否則蛋白質(zhì)與雙脲試劑反應(yīng)后就會粘連在試管壁上,使試管難以清洗干凈;在制備豬(或牛、羊等哺乳動物)的新鮮的紅細胞稀釋液時,需要加入適量的生理鹽水稀釋血液,在這里生理鹽水的作用是為了維持外界溶液的滲透壓,防止在稀釋過程中細胞吸水漲破。
2.3當(dāng)作低滲溶液
水取材方便,成本低廉,在一些實驗中常用來代替低滲溶液,且實驗現(xiàn)象更加明顯。例如,在制備細胞膜時,采用哺乳動物紅細胞稀釋液中加入蒸餾水,使細胞滲透吸水而漲破,然后通過離心方式來獲取較純凈的細胞膜。
3控制溫度起保溫作用或加熱作用
水的比熱很大,一定質(zhì)量的水可以吸收(或放出)很多的熱量,而自身的溫度卻變化不大,而且還會使被加熱裝置受熱均勻,因此在許多生物實驗中利用水來控制溫度進行加熱或保溫。例如,在鑒定可溶性糖的實驗中,將加入斐林試劑的試管置于盛有50~65℃溫水的大燒杯中進行均勻加熱,不僅為實驗提供了所需的加熱條件而且還可以防止加熱過程中液體的暴沸。當(dāng)然在一些生物實驗也會利用水來降溫。例如,在實驗室制作蒸餾水的過程中,自來水既可用作為原料又起到降溫冷凝的作用。
4使實驗材料處于舒展?fàn)顟B(tài),維持細胞的正常形態(tài)和活性
在制作植物組織的臨時裝片時,往往需要在載玻片的中央滴一滴清水,然后將切片或?qū)嶒灢牧现糜谄渲胁⑸w上蓋玻片。這樣做能使實驗材料處于舒展?fàn)顟B(tài),有利于觀察。同時還可以維持細胞的正常形態(tài),保持細胞的活性。在制作動物細胞有關(guān)的裝片時,要使用生理鹽水來維持細胞的正常形態(tài)。因為動物細胞缺乏細胞壁的支持和保護,如果置于清水,細胞會吸水漲破。
5用于實驗材料的浸泡或培養(yǎng)
有些生物實驗需要用水對實驗材料進行浸泡,使其變軟以便進行切片或研磨。例如,在花生種子中脂肪的檢測實驗中,要事先將干花生的種子在清水中浸泡3~4 h(新花生的浸泡時間可縮短);在制作大豆組織樣液時,要將黃豆浸泡1~2天;在觀察洋蔥根尖有絲分裂實驗中,需要將洋蔥的鱗莖盤置于盛滿清水的廣口瓶上方,來促進不定根的形成,獲取實驗所需的洋蔥根尖。
6作為對照
一般情況下,生物學(xué)實驗要遵循對照性原則和單因子變量原則,來避免無關(guān)變量對實驗的干擾,增強實驗的科學(xué)性、可信度和說服力。比如在探究生物體維持pH穩(wěn)定的機理的實驗中,利用自來水或清水作為對照,分別與等量的緩沖液(Na2HPO4、NaH2PO4等溶液)、等量的生物材料(動物血漿)加入等量相同濃度的酸或堿,通過對比溶液pH的變化,來證明生物體維持pH穩(wěn)定的機理。
另外,水還是生物體和生物細胞組成物質(zhì)中含量最多的化合物,是生物生長所需的重要營養(yǎng)物質(zhì)。在各種培養(yǎng)基或培養(yǎng)液配制時,都需要一定量的水作為原料。此外,在進行高壓蒸氣滅菌時,利用水產(chǎn)生的高壓蒸氣進行滅菌。