BÀI GIẢNG THỰC HÀNH HÓA SINH

BÀI GIẢNG THỰC HÀNH HÓA SINH

TRƯ Ờ NG ĐẠ I HỌ C KỸ THUẬ T CÔNG NGHỆ TP HCM KHOA MÔI TRƯ Ờ NG & CÔNG NGHỆ SINH HỌ C BÀI GIẢ NG THỰ C HÀNH HÓA SINH TS Nguyễ n Hoài Hư ng CN Bùi Văn Thế Vinh Dùng cho sinh viên ngành Môi trư ng Công nghệ Sinh họ c Năm xuấ t bả n: 2009 MỤ C LỤ C Trang Giớ i thiệ u môn họ c Quy tắ c làm việ c phịng thí nghiệ m Hóa sinh An tồn làm việ c vớ i axit kiề m Quy tắ c làm việ c vớ i hóa chấ t thí nghiệ m Bài Cách pha chế dung dị ch dùng thí nghiệ m Hóa sinh Lý thuyế t Dung dị ch Dung dị ch đệ m 14 II Thự c hành 20 III Bài nộ p 20 Bài Đị nh lư ợ ng đư ng khử bằ ng phư ng pháp Acid 21 I dinitro-salicylic (DNS) Lý thuyế t 21 Đị nh nghĩa 21 Nguyên tắ c 21 Xử lý mẫ u 21 Thự c hành 22 Dụ ng cụ - hóa chấ t 22 Tiế n hành thí nghiệ m 23 Tính kế t 24 III Bài nộ p 24 Bài Đị nh lư ợ ng Nitơ tổ ng số bằ ng phư ng pháp 25 I II Kjeldahl I Lý thuyế t 25 Đị nh nghĩa 25 Nguyên tắ c 26 Thự c hành 26 Dụ ng cụ - hóa chấ t 26 Tiế n hành thí nghiệ m 27 Tính kế t 28 III Bài nộ p 28 Bài Đị nh lư ợ ng protein bằ ng phư ng pháp Bradford 30 I Lý thuyế t 30 Đị nh nghĩa 30 Nguyên tắ c 30 Thự c hành 31 Dụ ng cụ - hóa chấ t 31 Tiế n hành thí nghiệ m 31 Tính kế t 32 III Bài nộ p 32 Bài Phư ng pháp xác đị nh hoạ t tính enzyme 33 I Lý thuyế t 33 Enzyme n vị đo hoạ t tính enzyme 33 Phư ng pháp xác đị nh hoạ t tính enzyme 34 Enzyme amylase phư ng pháp xác đị nh hoạ t 35 II II tính Thự c hành 36 Dụ ng cụ - hóa chấ t 36 Tiế n hành thí nghiệ m 36 Tính kế t 38 Bài nộ p 38 Tài liệ u tham khả o 39 II III GIỚ I THIỆ U MÔN HỌ C Bài giả ng “Thự c hành sinh hoá” dành cho sinh viên năm thứ hai khoa Môi trư ng & Công nghệ Sinh họ c, trư ng Đạ i họ c Kỹ Thuậ t Công Nghệ TP.HCM Vớ i thờ i lư ợ ng 30 tiế t tuỳ thuộ c điề u kiệ n, sở vậ t chấ t củ a phịng thí nghiệ m cho phép, sinh viên tiế n hành làm thự c hành gồ m nộ i dung củ a họ c phầ n lý thuyế t hóa sinh sở Giớ i thiệ u phịng thí nghiệ m hóa sinh, cách pha chế dung dị ch dung thí nghiệ m hóa sinh ; Đị nh lư ợ ng đư ng khử bằ ng phư ng pháp acid dinitro-salicylic (DNS); Đị nh lư ợ ng nitơ tổ ng số bằ ng phư ng pháp Kjeldahl; Đị nh lư ợ ng protein bằ ng phư ng pháp Bradford; Xác đị nh hoạ t tính enzyme amylase QUY TẮ C LÀM VIỆ C TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆ M HĨA SINH I An tồn làm việ c vớ i axit kiề m An toàn làm việ c vớ i axit: Phả i làm việ c tủ hút bấ t đun nóng axit hoặ c thự c hiệ n phả n ứ ng vớ i hơ i axit tự Khi pha lỗng, ln phả i cho axit vào nư c đư ợ c dùng trự c tiế p Giữ để axit không bắ n vào da hoặ c mắ t bằ ng cách đeo khẩ u trang, găng tay kính bả o vệ mắ t Nế u làm văng lên da, lậ p tứ c rử a bằ ng mộ t lư ợ ng nư c lớ n Luôn phả i đọ c kỹ nhãn củ a chai đự ng tính chấ t củ a chúng H2SO4: Ln cho acid vào nư c pha loãng, sử dụ ng khẩ u trang găng tay để tránh phòng văng acid Các acid ng hơ i (HCl) thao tác tủ hút mang găng tay, kính bả o hộ An tồn làm việ c vớ i kiề m Kiề m làm cháy da, mắ t gây hạ i nghiêm trọ ng cho hệ hô hấ p Mang găng tay cao su, khẩ u trang làm việ c vớ i dung dị ch kiề m đậ m đặ c Thao tác tủ hút, mang mặ t nạ chố ng độ c để phòng ngừ a bụ i hơ i kiề m Amoniac: mộ t chấ t lỏ ng khí rấ t ăn da, mang găng tay cao su, khẩ u trang, thiế t bị bả o vệ hệ thố ng hô hấ p Hơ i amoniac dễ cháy, phả n ứ ng mạ nh vớ i chấ t oxy hoá, halogen, axit mạ nh Amoni hydroxyt: chấ t lỏ ng ăn da, tạ o hỗ n hợ p nỏ vớ i nhiề u kim loạ i nặ ng: Ag, Pb, Zn muố i củ a chúng Kim loạ i Na, K, Li, Ca: phả n ứ ng cự c mạ nh vớ i nư c, ẩ m, CO2, halogen, axit mạ nh, dẫ n xuấ t clo củ a hydrocacbon Tạ o hơ i ăn mòn cháy Cầ n mang dụ ng cụ bả o vệ da mắ t Chỉ sử dụ ng cồ n khô tạ o dung dị ch natri alcoholate, cho vào từ từ Tránh tạ o tinh thể ng hoà tan Tư ng tự hoà tan vớ i nư c, đồ ng thờ i phả i làm lạ nh nhanh Oxit canxi rấ t ăn da, phả n ứ ng cự c mạ nh vớ i nư c, cầ n bả o vệ da mắ t, đư ng hô hấ p dễ nhiể m bụ i oxit Natri kali hydroxyt: rấ t ăn da, phả n ứ ng cự c mạ nh vớ i nư c Các biệ n pháp an toàn trên, cho từ ng viên hoặ c t vào nư c không đư ợ c làm ngư ợ c lạ i II Quy tắ c làm việ c vớ i hóa chấ t thí nghiệ m Hố chấ t thí nghiệ m: Các hố chấ t dùng để phân tích, làm tiêu bả n, tiế n hành phả n ứ ng, phịng thí nghiệ m đư ợ c gọ i hóa chấ t thí nghiệ m Hố chấ t ng rắ n (Na, MgO, NaOH, KCl, (CH 3COO)2 ; lỏ ng (H2SO4, aceton, ethanon, chloroform, ) hoặ c khí (Cl2, NH3, N2, C2H2 ) mứ c độ tinh khiế t khác nhau: - Sạ ch kỹ thuậ t (P): độ sạ ch > 90% - Sạ ch phân tích (PA): độ sạ ch < 99% - Sạ ch hóa họ c (PC): độ sạ ch > 99% Hóa chấ t có độ tinh khiế t khác đư ợ c sử dụ ng phù hợ p theo nhữ ng yêu cầ u khác nên sử dụ ng hóa chấ t cịn nhãn hiệ u Nhãn hiệ u hố chấ t: Hóa chấ t đư ợ c bả o n chai lọ thủ y tinh hoặ c nhự a đóng kín có nhãn ghi tên hố chấ t, cơng thứ c hóa họ c, mứ c độ sạ ch, tạ p chấ t, khố i lư ợ ng tị nh, khố i lư ợ ng phân tử , nơ i sả n xuấ t, điề u kiệ n bả o n Cách sử dụ ng bả o n hoá chấ t: Khi làm việ c vớ i hóa chấ t, nhân viên phịng thí nghiệ m sinh viên cầ n hế t sứ c cẩ n thậ n, tránh gây nhữ ng tai nạ n đáng tiế c cho cho mọ i ngư i Nhữ ng điề u cầ n nhớ sử dụ ng bả o n hóa chấ t đư ợ c tóm tắ t sau: - Hóa chấ t phả i đư ợ c sắ p xế p kho hay tủ theo từ ng loạ i (hữ u , vô , muố i, acid, bazơ , kim loạ i, ) hay theo mộ t thứ tự a, b, c để cầ n dễ tìm - Tấ t chai lọ đề u phả i có nhãn ghi, phả i đọ c kỹ nhãn hiệ u hóa chấ t trư c dùng, dùng xong phả i trả vị trí ban đầ u - Chai lọ hóa chấ t phả i có nắ p Trư c mở chai hóa chấ t phả i lau sạ ch nắ p, cổ chai, tránh bụ i bẩ n lọ t vào làm hỏ ng hóa chấ t đự ng chai - Các loạ i hóa chấ t dễ bị thay đổ i ngồi ánh sáng cầ n phả i đư ợ c giữ chai lọ màu vàng hoặ c nâu bả o n vào chổ tố i - Dụ ng cụ dùng để lấ y hóa chấ t phả i thậ t sạ ch dùng xong phả i rử a ngay, không dùng lẫ n nắ p đậ y dụ ng cụ lấ y hóa chấ t - Khi làm việ c vớ i chấ t dễ nổ , dễ cháy không đư ợ c để gầ n nơ i dễ bắ t lử a Khi cầ n sử dụ ng hóa chấ t dễ bố c hơ i, có mùi, phả i đư a vào tủ hút, ý đậ y kín nắ p sau lấ y hóa chấ t xong - Khơng hút bằ ng pipette cịn hóa chấ t lọ , không ngử i hay nế m thử hóa chấ t - Khi làm việ c vớ i acid hay base mạ nh: Bao đổ acid hay base vào nư c pha loãng (không đư ợ c đổ nư c vào acid hay base); Không hút acid hay base bằ ng miệ ng mà phả i dùng dụ ng cụ riêng ố ng bóp cao su Trư ng hợ p bị bỏ ng vớ i acid hay base rử a vớ i nư c lạ nh rồ i bôi lên vế t bỏ ng NaHCO3 1% (trư ng hợ p bỏ ng acid) hoặ c CH3COOH 1% (nế u bỏ ng base) Nế u bị bắ n vào mắ t, dộ i mạ nh vớ i nư c lạ nh hoặ c NaCl 1% Trư ng hợ p bị hóa chấ t vào miệ ng hay dày, nế u acid phả i súc miệ ng uố ng nư c lạ nh có MgO, nế u base phả i súc miệ ng uố ng nư c lạ nh có CH3COOH 1% Lư u ý kí hiệ u nh báo nguy hiể m: BÀI 1: CÁCH PHA CHẾ CÁC DUNG DỊ CH DÙNG TRONG THÍ NGHIỆ M HÓA SINH I Lý thuyế t 1.1 Dung dị ch Dung dị ch hỗ n hợ p củ a hai hay nhiề u chấ t tác độ ng tư ng hỗ vớ i mặ t vậ t lý hóa họ c Trong dung dị ch gồ m có chấ t hịa tan dung mơi Nế u chấ t hịa tan ng rắ n gọ i chấ t tan, nế u chấ t lỏ ng gọ i dung chấ t Tùy theo tính chấ t củ a dung môi mà phân thành dung dị ch nư c dung dị ch khan Phầ n lớ n dung dị ch acid, base, muố i phòng thí nghiệ m dung dị ch nư c, dùng dung môi nư c Mộ t số chấ t khác tan dung môi hữ u Hàm lư ợ ng chấ t hòa tan dung dị ch thể hiệ n nồ ng độ dung dị ch Có nhiề u cách biể u thị nồ ng độ khác Mỗ i cách tiệ n dụ ng chuẩ n bị , phân tích tính tốn khác 1.1.1 Các n vị nồ ng độ dung dị ch a) Nồ ng độ phầ n trăm, (%) i) Nồ ng độ phầ n trăm khố i lư ợ ng - khố i lư ợ ng, % (w/w): số gam chấ t tan có 100g dung dị ch Ví dụ : dung dị ch NH4Cl 5% (w/w) 100g dung dị ch có a 5g NH4Cl ii) Nồ ng độ % khố i lư ợ ng thể tích (w/v): số g chấ t tan có 100ml dung dị ch Ví dụ : dung dị ch CuSO4 10% (w/v) 100ml dung dị ch a 10g CuSO4 iii) Nồ ng độ phầ n trăm thể tích - thể tích, % (v/v): số ml dung chấ t có 100ml dung dị ch Ví dụ : dung dị ch glycerine 10% (v/v) 100ml dung dị ch a 10ml glycerine b) Nồ ng độ gam-lit, (g/L): số gam chấ t tan có lít dung dị ch c) Nồ ng độ phân tử gam hay nồ ng độ mol, (Mol/L) hay M: số phân tử gam (hay số mol) chấ t tan lít dung dị ch Ví dụ : Dung dị ch KH2PO4 M/15 1000ml dung dị ch a M/15 phân tử gam KH2PO4 d) Nồ ng độ đư ng lư ợ ng (N): số đư ng lư ợ ng gam (đlg) chấ t tan có lit dung dị ch Số đư ng lư ợ ng chấ t tan = số mol (n) x hệ số đư ng lư ợ ng (z) Hệ số đư ng lư ợ ng (z): phụ thuộ c vào bả n chấ t củ a chấ t phả n ứ ng mà chấ t tham gia i) Nế u phả n ứ ng phả n ứ ng acid, base: z số ion H+ hay OH- mà phân tử , ion củ a chấ t tác dụ ng vừ a đủ Ví dụ : Phả n ứ ng giữ a HCl NaOH H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O H+ H2SO4 → NaOH → OH z=2 - z=1 ii) Nế u phả n ứ ng phả n ứ ng ôxy – hóa khử : z số electron mà phân tử , ion củ a chấ t cho hay nhậ n Ví dụ : Na2S2O3 + I2 → I + 1e → Na2S4O6 + NaI I- S2+ - 1e → z=1 S+ z=1 e) Nồ ng độ dung dị ch bão hòa: nồ ng độ dung dị ch tố i đa chấ t hòa tan có mặ t dung dị ch f) Đơ n vị nồ ng độ dùng phép phân tích vi lư ợ ng : - Nồ ng độ mg/mL: số mg chấ t tan 1mL dung dị ch - Miligam phầ n trăm, mg%: mg chấ t hòa tan 100g dung dị ch - Microgam phầ n trăm, µg%: số µg chấ t hịa tan 100g dung dị ch - Phầ n nghìn, 0/00: số g chấ t hòa tan 1000g dung dị ch - Phầ n triệ u, ppm: số mg chấ t hịa tan 1kg hay lít dung dị ch - Phầ n tỷ , ppb: số µg chấ t hịa tan có 1kg hay lít dung dị ch 1.1.2 Cách pha dung dị ch có nồ ng độ xác đị nh a) Pha dung dị ch có nồ ng độ phầ n trăm theo khố i lư ợ ng, % (w/w) i) Chấ t tan chấ t rắ n khan: Ví dụ : Pha 500g dung dị ch NaOH 40% (w/w) 100g dung dị ch cầ n 40g NaOH 500g dung dị ch cầ n X g? Lư ợ ng NaOH cầ n để pha dung dị ch : X= (40*500)/100= 200g Lư ợ ng nư c cầ n thiế t: 500-200=300g (hay 300ml) Vậ y, cân 200g NaOH đong 300 ml nư c cấ t, hòa tan ta đư ợ c 500g dung dị ch NaOH 40% ii) Chấ t tan chấ t rắ n ngậ m nư c (CuSO4.5H2O; Na2HPO4 12H2O; ) Khi pha dung dị ch cầ n phả i tính thêm lư ợ ng nư c kế t tinh có sẵ n Ví dụ : Pha 320g dung dị ch CuSO4 10% (w/w) từ CuSO4.5H2O M(CuSO4) = 160 M(CuSO4.5H2O) = 250 Lư ợ ng CuSO4 khan để pha dung dị ch là: X = (10*320)/100 = 32g Lư ợ ng CuSO4.5H2O cầ n dùng: Y = (250*32)/160 = 50g Lư ợ ng nư c cấ t thêm vào: 320 -50 = 270g (hay ml) Vậ y, cân 50g CuSO4.5H2O, đong 270ml nư c cấ t, hòa tan ta đư ợ c 320g dung dị ch CuSO4 10% b) Pha dung dị ch loãng từ mộ t dung dị ch đậ m đặ c hơ n: Ví dụ : Pha 500g dung dị ch NaOH 5% từ dung dị ch NaOH 10% Lư ợ ng NaOH cầ n để pha dung dị ch 5% là: X = (5*500)/100 = 25g Lư ợ ng dung dị ch NaOH 10% cầ n dùng là: Y = (100*25)/10 = 250g Lư ợ ng nư c cấ t thêm vào: 500-250 = 250g Vậ y, đong 250ml nư c cấ t 250g dd NaOH 10%, hòa tan ta đư ợ c 500g NaOH 5% c) Pha dung dị ch bão hoà: Lấ y chấ t tan cầ n pha vào becher, thêm mộ t nư c cấ t khuấ y cho tan Nế u sau khuấ y, chấ t tan khơng tan hế t lắ ng xuố ng phầ n dung dị ch phía dung dị ch bão hòa Nế u chấ t tan tan hế t, thêm chấ t tan tiế p tụ c khuấ y, cho đế n chấ t tan khơng cịn tan đư ợ c nữ a d) Pha dung dị ch có nồ ng độ % theo thể tích i) Chấ t tan chấ t rắ n khan Cân lư ợ ng chấ t tan cầ n thiế t, chuyể n sang bình đị nh mứ c, dùng nư c cấ t hòa tan đị nh mứ c đế n thể tích Ví dụ : Pha lít dung dị ch NaCL 5% (w/v) Lư ợ ng NaCl cầ n để pha dung dị ch: X = (5*1000)/100 = 50g 10 ... th? ?? hai khoa Môi trư ng & Công nghệ Sinh họ c, trư ng Đạ i họ c Kỹ Thuậ t Công Nghệ TP.HCM Vớ i th? ?? i lư ợ ng 30 tiế t tuỳ thuộ c điề u kiệ n, sở vậ t chấ t củ a phịng th? ? nghiệ m cho phép, sinh. .. viên tiế n hành làm th? ?? c hành gồ m nộ i dung củ a họ c phầ n lý thuyế t hóa sinh sở Giớ i thiệ u phịng th? ? nghiệ m hóa sinh, cách pha chế dung dị ch dung th? ? nghiệ m hóa sinh ; Đị nh lư ợ ng... tính Th? ?? c hành 36 Dụ ng cụ - hóa chấ t 36 Tiế n hành th? ? nghiệ m 36 Tính kế t 38 Bài nộ p 38 Tài liệ u tham khả o 39 II III GIỚ I THIỆ U MÔN HỌ C Bài giả ng ? ?Th? ?? c hành sinh hoá” dành cho sinh