thực hành hóa sinh học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CNSH VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN SINH HỌC THỰC HÀNH HÓA SINH HỌC (Tài liệu lưu hành nội bộ) Th.S: Phạm Thị Mai Nha Trang 2014 MỘT SỐ QUY TẮC AN TOÀN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA SINH I. Những quy tắc bắt buộc khi làm việc trong phòng thí nghiệm 1. Trang bị bảo hộ - Mặc áo blouse - Đeo kính bảo hộ khi làm việc trong phòng thí nghiệm. Không đeo kính sát tròng, dù là bạn đã dùng kính bảo hộ vì những tai nạn xảy ra khi hoá chất ở dưới kính sát tròng gây tổn thương nặng hơn. - Đi giày kín mũi và quần dài hạn chế tổn thương ở phần chân, không đi xăng đan hay quần sooc vào phòng thí nghiệm. - Cột tóc gọn gàng. 2. Các hoạt động cấm trong phòng thí nghiệm - Nghiêm cấm ăn, uống trong phòng thí nghiệm. - Các thí nghiệm với các chất độc, chất bay hơi phải tiến hành trong tủ hút. - Cặp, túi để trên kệ riêng - Không được nếm bất cứ chất gì trong phòng, không ngửi trực tiếp bất cứ khí hay chất có mùi. - Rửa tay trước khi ra khỏi phòng thí nghiệm. - Tìm ngay vị trí đặt các thiết bị ứng cứu sự cố khi bước vào phòng gồm thiết bị chữa cháy, vòi nước rửa mắt, hoá chất cấp cứu… 3. Các điểm lưu ý khi sử dụng hóa chất, dụng cụ và các thiết bị trong phòng thí nghiệm a) Khi làm việc với hóa chất - Cần tuân thủ nghiêm các quy định sử dụng hóa chất, chú ý các ký hiệu vật tư ghi trên các chai lọ đựng hóa chất. - Các chất, dung môi dễ cháy không để gần lửa, không đun ngọn lửa trần. - Các chất, dung môi độc khi pha chế và sử dụng tiến hành trong tủ hút và phải cẩn thận: VD: không đổ nước vào acid đậm đặc, natri kim loại không để gần nước… - Không ngửi trực tiếp các hóa chất - Các dung môi đã sử dụng nên thu gom riêng vào các can, thùng chứa riêng để xử lý, tuyệt đối không nên xả vào nguồn nước thải. b) Làm việc với các dụng cụ và thiết bị trong ptn - Không được cho nước nóng, nước sôi vào dụng cụ thủy tinh đang lạnh hoặc ở nhiệt độ thường rất dễ vỡ. - Nếu bị đứt tay bằng thủy tinh cho chảy máu vài giây để chất bẩn ra hết rồi dùng cồn 90 hoặc H 2 O 2 rửa và băng lại. - Các dụng cụ thủy tinh vỡ nên thu gom riêng với các loại rác thải khác. - Dụng cụ điện: trước khi làm phải kiểm tra độ an toàn, sau khi làm xong phải rút phíc điện để bảo vệ thiết bị 4) Thao tác an toàn - Không dùng miệng hút hóa chất mà phải dùng các dụng cụ chuyên dụng như quả bóp cao su hoặc micropipet - Đọc kỹ nhãn của hóa chất trước khi làm việc với chúng. Trong nhãn của hóa chất có ghi đầy đủ các thông số như: tên hóa chất, công thức hóa học, mức độ tinh sạch, tạp chất, khối lượng tịnh, khối lượng phân tử, nơi sản xuất, điều kiện bảo quản. - Không làm việc với những hóa chất đã mất nhãn (tuyệt đối không ngửi, nếm hóa chất) - Trước khi mở nắp hóa chất phải lấy khăn lau sạch, tránh bụi bẩn lẫn vào làm hư hỏng hóa chất hoặc làm sai các thông số tinh của hóa chất - Lấy hóa chất xong phải đậy ngay nắp lại, không được nhầm lẫn giữa nắp của chai lọ này với chai lọ khác. - Dụng cụ lấy hóa chất phải thật sạch, dùng xong rửa ngay, không được dùng lẫn dụng cụ lấy hóa chất cũng như nắp đậy II. Lưu ý khi làm việc với một số hóa chất thường gặp 1. Làm việc với axit - Bất cứ khi nào đun nóng axit hoặc thực hiện các phản ứng với axit đều phải thực hiện trong tủ hút - Axit có thể gây bỏng nặng cho da - Chú ý khi pha loãng axit: Luôn cho từ từ axit vào nước, không được làm ngược lại sẽ gây nổ, bỏng axit. Khi axit ở dạng đậm đặc dễ bay hơi, tuyệt đối không mở chai lọ đựng axit ở ngoài tủ hút, tránh hiện tượng hít phải hơi axit dẫn đến ngộ độc đường hô hấp, hoặc hơi axit bay vào mắt gây thương tổn tới mắt. 2. Làm việc với kiềm - Cảnh báo: Kiềm có thể làm cháy da, mắt, nguy hại đến hệ hô hấp - Bất cứ khi nào làm việc với kiềm đậm đặc đều phải làm việc trong tủ hút, đeo găng tay, mặt nạ chống độc, kính bảo hộ để phòng ngừa bụi và hơi kiềm. - Khi pha loãng kiềm: cho từ từ bazo vào nước, làm lạnh (để chậu nước phía dưới). Không làm ngược lại tránh tạo tinh thể cứng khó hòa tan. - Không hút lấy base bằng miệng mà phải dùng dụng cụ chuyên dụng như quả bóp cao su, micropipet. - Kiềm thường dùng trong PTN thực hành hóa sinh như NaOH, KOH, amoniac… đều là những kiềm rất ăn da và rất dễ gây bỏng. - Trường hợp bị bỏng với base phải rửa ngay bằng lượng nhiều nước (rửa trên vòi nước đang chảy) và bôi lên vết bỏng là dung dịch CH 3 COOH 1%. Trường hợp bị hóa chất vào miệng hay dạ dày phải súc miệng bằng nước và uống dung dịch CH 3 COOH 1%. 3. Làm việc với một số chất khác Đối với chất độc bay hơi như ete, foocmon, HCl đặc,… buộc phải thao tác trong tủ hút Các phản ứng mà sản phẩm tạo thành là các khí độc phải được thực hiện trong tủ hút (VD quá trình vô cơ hóa mẫu hay các phản ứng mà sản phẩm của nó là ete, các khí SO2, NH3…) Một số kim loại kiềm dùng trong PTN có phản ứng rất mạnh với nước, lượng nhiều có thể gây nổ (VD:Na, K). Ngoài ra cần chú ý các phản ứng tỏa nhiệt mạnh như: phản ứng của oxit CaO với nước, hòa tan NaOH tinh thể trong nước III. PHA HÓA CHẤT 1. Mộ số khái niệm và công thức về nồng độ a. Nồng độ phần trăm - Nồng độ phần trăm khối lượng/ khối lượng (w/w): là số gam chất tan có trong 100 g dung dịch Công thức: C%= %100. dd ct m m VD: Trong 100g dung dịch NaCl 10% (w/w) có 10g NaCl - Nồng độ % khối lượng /thể tích (w/v): là số gam chất tan có trong 100ml dung dịch Công thức: %100.% dd ct V m C  . VD: dung dịch CuSO 4 10% (w/v): trong 100ml dung dịch có 10g CuSO 4 - Nồng độ % thể tích – thể tích (v/v): là số ml dung chất có trong 100 ml dung dịch Công thức: %100.% dd dc V V C  . Trong đó: V dc : thể tích dung chất V dd : thể tích dung dịch cần pha VD: dung dịch glycerol 10%: trong 100ml dung dịch glycerol 10%, có 10ml dung dịch glycerol b. Nồng độ mol/l: là số mol chất tan có trong 1 lit dung dịch Công thức: . dd ct M V n C  Trong đó: n ct : số mol chất tan (mol) V dd : Thể tích dung dịch (lít) c. Nồng độ đương lượng gam (N): là số đương lượng gam chất tan có trong 1 lit dung dịch Công thức: . ' V n C N  Trong đó: Đ M n ' : là số đương lượng gam chất tan Z M Đ  với Z là số electron trao đổi trong 1 mol, số H + (OH - ) hay ion tham gia phản ứng trung hòa. d. Mỗi liên hệ giữa các công thức . 10 % M d CC M  . 10 % Đ d CC N  ZCC MN / 2. Cách pha dung dịch có nồng độ xác định a. Nồng độ C% (w/w) - Chất tan là chất rắn khan: khối lượng chất tan cần lấy để pha dung dịch có nồng độ C% là: % 100 %.Cm m dd ct  - Chất tan là chất rắn ngậm nước: Khi pha dung dịch cần chú ý lượng nước kết tinh có sẵn vd CuSO 4 . 5H 2 O, Na 2 HPO 4 .12H 2 O…, Công thức: 2 1 . .100 %. M M p mC m dd ct  Trong đó: M 1 , M 2 lần lượt là khối lượng phân tử ngậm nước và khối lượng phân tử không ngậm nước b. Nồng độ C% (v/v) Áp dụng công thức: C 1 %.V 1 =C 2 %.V 2 c. Pha dung dịch có nồng độ C N - Đối với chất rắn áp dụng công thức sau: p VĐC m N .1000 100  Trong đó: m: khối lượng chất rắn cần pha C N : Nồng độ đương lượng dung dịch cần pha V: Thể tích cần pha (ml) p: Độ tinh khiết của chất rắn - Đối với chất lỏng áp dụng công thức: % . . 1000 100 C d VĐC V N đđ  Trong đó: V đđ : thể tích dung dịch đậm đặc (dung dịch gốc) (ml) V: thể tích dung dịch cần pha (ml) d: Khối lượng riêng của dung dịch (g/ml) C%: nồng độ phần trăm của dung dịch đậm đặc d. Pha dung dịch loãng từ một dung dịch đậm đặc hơn Áp dụng quy tắc đường chéo: BÀI 1. SACCARIT Saccarit (hay còn gọi là glucid hay cacbohydrat) là một trong những thành phần quan trọng của cơ thể sinh vật. Nó vừa cung cấp năng lượng vừa có vai trò cấu trúc và bảo vệ cơ thể. Dựa vào cấu trúc người ta phân saccarit thành các nhóm: monosaccarit; disaccarit; polisaccarit. Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của từng loại monosaccarit (andoz hoặc xetoz) mà có thể thực hiện các phản ứng hóa học để định tính hoặc định lượng chúng. Trong đó phản ứng quan trọng được dùng nhiều là phản ứng khử các ion kim loại. Polisaccarit là do các monosaccarit liên kết với nhau tạo thành. Do đó tính chất hóa học của các đơn phân, sự liên kết giữa các đơn phân quyết định tính chất hóa học của các loại polisaccarit. Có nhiều phương pháp để định tính và định lượng saccarit, trong giáo trình này sẽ giới thiệu một số phản ứng định tính và định lượng quan trọng của saccarit. I. MỤC TIÊU Sau khi học xong bài sinh viên cần đạt được các mục tiêu sau: - Biết cách pha hóa chất, thao tác thí nghiệm thành thạo - Biết tự bố trí thí nghiệm, giải thích các hiện tượng thí nghiệm - Áp dụng quy tắc của thí nghiệm vào các trường hợp thực tế cụ thể II. CÔNG VIỆC SINH VIÊN CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI LÊN LỚP - Đọc kỹ lại phần lý thuyết có liên quan - Đọc trước các thao tác và cách bố trí thí nghiệm. III. MỘT SỐ THÍ NGHIỆM GIỚI THIỆU 1. Phản ứng của Glucose với thuốc thử Fehling 1.1. Nguyên lý Trong thuốc thử fehling Cu 2+ ở dạng kết hợp với muối kali natritactrat sẽ bị monosaccarit hoặc disaccarit khử thành Cu + . 1.2. Dụng cụ, hóa chất và các bước tiến hành thí nghiệm * Hóa chất: - dung dịch Glucoz - Thuốc thử Fehling * Cách pha hóa chất: Thuốc thử Fheling gồm 2 thành phần: Fehling A và Fehling B. Cách pha như sau - Dung dịch Fehling A: Hòa tan 40g CuSO 4 .5H 2 O trong nước cất, định mức đến 1 lít. - Dung dịch Fehling B: Hòa tan 20g kalinatritactrat (C 4 H 4 O 6 NaK.4H 2 O và 150g NaOH bằng nước cất, định mức đến 1 lít. Pha thuốc thử A với thuốc thử B theo tỷ lệ 1:1, lắc đều thu được dung dịch trong, màu xanh biếc. Đó là thuốc thử Fehling (chú ý chỉ pha thuốc thử ngay trước khi dùng). * Các bước tiến hành thí nghiệm Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống: khoảng 2ml glucose + 1ml thuốc thử Fehling. Đun ống 1 khoảng 10 phút trên nồi cách thủy đang sôi (hoặc đun đến vừa sôi trên ngọn lửa đèn cồn). Ống 2 để ở nhiệt độ phòng. Quan sát kết quả, so sánh hiện tượng và giải thích 2. KIỂM TRA TÍNH KHỬ CỦA MỘT SỐ DISACCARIT 2.1. Nguyên lý Disaccarit gồm 2 monosaccarit cấu tạo nên. Tùy vào công thức cấu tạo (cách kết hợp giữa hai monosaccarit) mà các disaccarit có tính chất hóa học khác nhau, có tính khử hoặc không có tính khử. Một số disaccarit phổ biến là: saccarose, lactose, mantose. Saccarose là disaccarit gồm 2 monosaccarit cấu tạo nên là -D-Glucose và -D-Fructose. Mantoz (đường mạch nha), được cấu tạo từ 2 phân tử -D-Glucoz. Lactoz (đường sữa) là disaccarit được cấu tạo nên từ một phân tử -D-galactoz và -D-Glucoz. Bằng cách tiến hành thí nghiệm hãy kết luận disaccarit nào có tính khử. 2.2. Dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm * Dụng cụ: chuẩn bị ống nghiệm sạch, pipet, nồi cách thủy * Hóa chất: thuốc thử Fehling (pha như trên), dung dịch HCl đặc, dung dịch saccarose, mantose, lactose * Cách tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Lấy 3 ống nghiệm sạch, đánh số để nhận biết, cho vào mỗi ống 1ml dung dịch disaccarit tương ứng + 1ml dung dịch Fehling. Đun 3 ống nghiệm trên nồi cách thủy đang sôi khoảng 10 phút. Lấy ra quan sát, so sách hiện tượng, kết luận đường nào có tính khử? giải thích? Thí nghiệm 2 Sau khi tiến hành thí nghiệm 1. Tiến hành làm thí nghiệm 2 với những đường không thể hiện tính khử trong thí nghiệm 1. Thí nghiệm với mỗi loại đường cần 2 ống nghiệm sạch. Cho vào mỗi ống 1ml dung dịch đường cần làm thí nghiệm. Ống 1 cho thêm 3 giọt nước cất, ống 2 cho thêm 3 giọt HCl đặc. Đun hai ống nghiệm trên nồi cách thủy đang sôi khoảng 10 phút. Lấy ra cho thêm vào mỗi ống 1-2ml dung dịch Fehling, tiếp tục đun trên nồi cách thủy khoảng 5-10 phút. Lấy ra quan sát hiện tượng và giải thích. 3. Kiểm tra tính khử của tinh bột 3.1. Nguyên lý Tinh bột thuộc nhóm polisaccarit, đơn phân cấu tạo nên nó là Glucoz. Khi có tác nhân xúc tác thích hợp tinh bột sẽ bị thủy phân tạo thành các đơn phân. Tinh bột có thể bị thủy phân trong môi trường axit khi đun nóng hoặc bởi xúc tác của các enzyme đặc hiệu. 3.2. Dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm * Dụng cụ: chuẩn bị 3 ống nghiệm sạch, pipet, nồi cách thủy * Hóa chất: thuốc thử Fehling (pha như trên), dung dịch HCl đặc, dung dịch tinh bột 1%.: hòa tan 1g tinh bột trong một ít nước cất, thêm vào nước cất khoảng 80 0 C, khuấy đều, tiếp tục đun sôi, để nguội, thêm nước cất đến 100ml. * Cách tiến hành thí nghiệm Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 1 ml dung dịch tinh bột 1%. Ống 1 cho thêm 3 giọt nước cất, ống 2 cho thêm 3 giọt HCl đặc, ống 3 cho thêm 1ml dịch enzyme (nước súc miệng). Đun ống 1, 2 trên nồi cách thủy đang sôi khoảng 30 phút; ống 3 để ở nhiệt độ phòng (hoặc ủ ở 37 0 C) 30 phút. Lấy 2 ống nghiệm ra, cho vào cả 3 ống, mỗi ống 1ml dung dịch Fehling. Đun 3 ống trên nồi cách thủy 10 phút. Quan sát hiện tượng, kết luận và giải thích hiện tượng. 4. PHẢN ỨNG CỦA TINH BỘT VỚI IOD 4.1. Nguyên lý Tính chất hóa học đặc trưng của tinh bột là tạo phức màu xanh với iod. Tính chất này do thành phần amiloz của tinh bột quyết định. Màu xanh này có thể bị mất đi khi đun nóng và được hồi phục lại sau khi làm lạnh. Tuy nhiên nếu đun nóng quá mạnh đến mức dung dịch trắng hoàn toàn thì màu xanh đó sẽ không hồi phục được dù có làm lạnh dung dịch. 4.2. Dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm * Dụng cụ, hóa chất * Dụng cụ: 1 ống nghiệm sạch, đèn cồn *Hóa chất: thuốc thử Liugon, dung dịch tinh bột 1%. [...]... hay còn gọi là sinh tố, bao gồm các chất hữu cơ với khối lượng phân tử thấp, có bản chất hóa học rất khác nhau, có hoạt tính sinh lý, dù với một lượng rất nhỏ nhưng nó đảm bảo hoạt động sống bình thường của cơ thể Dựa vào tính tan của Vitamin có thể chia thành các nhóm: Vitamin tan trong nước, Vitamin tan trong chất béo… Do có bản chất hóa học khác nhau nên mỗi Vitamin có phản ứng hóa học đặc trưng,... Vitamin C tồn tại dưới hai dạng: dạng oxi hóa và dạng khử theo phản ứng sau: Vitamin C có nhiều trong rau, quả, nó tham gia tích cực vào quá trình oxi hóa – khử Có thể tiến hành định tính và định lượng Vitamin C theo tính chất khử của nó Khi tham gia phản ứng oxi hóa – khử Vitamin C có thể khử một số chất từ dạng có màu thành không màu hoặc từ dạng hóa trị cao xuống hóa trị thấp như: kali ferixianua K3[Fe(CN)6],... phản ứng hóa sinh Hoạt độ của Enzyme thuộc vào các yếu tố vật lý và hóa học khác nhau như: nhiệt độ, pH môi trường và một số chất có bản chất hóa học khác nhau Các chất đó có thể đóng vai trò là chất ức chế hoặc kìm hãm Enzyme Sau đây giới thiệu một số thí nghiệm định tính một số Enzyme 1 Amylase của nước bọt Amylase người thuộc loại α– Amylase, xúc tác cho phản ứng thủy phân tinh bột tạo thành các... - Hóa chất: Vitamin E 0,15% trong etanol tuyệt đối hay trong butanol, HNO3 đặc - Cách làm: Cho vào ống nghiệm vài giọt Vitamin E, sau đó thêm từ từ 8-10 giọt HNO3 đặc và lắc nhẹ ống nghiệm Sau 1-2 phút quan sát sự đổi màu b) Phản ứng với FeCl3 Vitamin E có thể khử FeCl3 thành FeCl2 sau đó ion Fe2+ phản ứng với o-phenantrolin để tạo thành ion Fe(C12H8N2)32+, do đó dung dịch chuyển thành màu đỏ - Hóa. .. phòng - Cách tiến hành thí nghiệm: đánh số thứ tự cho các ống nghiệm Lần lượt cho vào mỗi ống 2ml nước, 2ml etanol, 2ml xăng, 2ml dung dịch xà phòng Thêm vào mỗi ống vài giọt dầu thực vật, lắc đều, quan sát hiện tượng, so sánh tính tan và sự tạo nhũ tương của dầu thực vật trong các loại dung môi và giải thích 2 Phản ứng phân biệt các thành phần cấu tạo của mỡ a) Phản ứng xà phòng hóa Dưới tác dụng... cách tiến hành các thí nghiệm - Mô tả và giải thích hiện tượng quan sát được - Tổng hợp kết quả lại theo bảng sau: STT 1 Tên nhóm chất làm kết tủa protein Dung môi hữu cơ Hóa chất Màu của kết tủa Ghi chú 2 Axit vô cơ 3 Axit hữu cơ 4 Muối kim loại nặng 5 Thuốc tử ankaloit - Tính kết quả của phần định lượng Bài 5 : ENZYME Enzyme có bản chất hóa học là protein hoặc protein kết hợp với một thành phần khác,... xăng, benzen… Lipit được chia thành 2 nhóm chính là Lipit đơn giản và lipit phức tạp Sau đây là một số phương pháp định tính Lipit Mỡ trung tính là ete của glixerol và axit béo cao Tùy theo thành phần axit béo trong phân tử mà mỡ tồn tại ở trạng thái lỏng hay rắn ở nhiệt độ thường 1 Tính tan và sự tạo thành nhũ tương của mỡ - Dụng cụ: chuẩn bị 4 ống nghiệm sạch - Hóa chất: dầu thực vật, etanol, xăng, dung... Nguyên liệu và hóa chất: dung dịch Vitamin K 0,1%, xistein 0,03%, NaOH 5% - Cách làm: Cho vào ống nghiệm 1ml Vitamin K, thêm vài giọt xistein 0,03% và 5-6 giọt NaOH 5%, lắc đều Quan sát màu của dung dịch và giải thích B CÁC VITAMIN HÒA TAN TRONG NƯỚC 1 Vitamin B1 (Tiamin) a) Phản ứng tạo thành tiocrom Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của ferixianua K3[Fe(N)6], tiamin bị oxi hóa thành tiocrom Hợp... bị oxi hóa thành Riboflavin - Nguyên liệu và hóa chất: Dung dịch Riboflavin 0,015% (giữ trong tối), HCl đặc Zn kim loại - Cách làm: cho vào ống nghiệm 1ml Dung dịch Riboflavin 0,015%, 10 giọt HCl đặc, 1 viên Zn, lắc nhẹ, quan sát hiện tượng Giải thích hiện tượng quan sát được b) Phản ứng với AgNO3 Trong môi trường trung tính hay axit yếu (pH = 6,5 – 7,2), riboflavin phản ứng với AgNO3 tạo thành hợp... (CH3COO)2Cu tạo thành muối nicotinat, kết tủa màu xanh đặc trưng Phản ứng xảy ra như sau - Nguyên liệu và hóa chất: Dung dịch axit nicotinic 1%, CH3COOH 15%, (CH3COO)2Cu - Cách làm: Cho vào ống nghiệm 20 giọt CH3COOH 15%, đun hỗn hợp đến sôi, thêm 10 – 20 giọt (CH3COO)2Cu Quan sát sự hình thành kết tủa với màu đặc trưng b) Phản ứng với NaOH Khi đun nóng nicotinamic với NaOH sẽ tạo thành natri nicotinat . TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CNSH VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN SINH HỌC THỰC HÀNH HÓA SINH HỌC (Tài liệu lưu hành nội bộ) Th.S: Phạm Thị Mai . disaccarit khử thành Cu + . 1.2. Dụng cụ, hóa chất và các bước tiến hành thí nghiệm * Hóa chất: - dung dịch Glucoz - Thuốc thử Fehling * Cách pha hóa chất: Thuốc thử Fheling gồm 2 thành phần:. disaccarit; polisaccarit. Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của từng loại monosaccarit (andoz hoặc xetoz) mà có thể thực hiện các phản ứng hóa học để định tính hoặc định lượng chúng. Trong