UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC PLANTEL QUERÉTARO LICENCIATURA EN MÉDICO CIRUJANO MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE BIOLOGÍA MOLECULAR Elaboró: QFB. Arlen Peña Cardeña Ciclo escolar 2023-1 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC QUERÉTARO LIC. EN MÉDICO CIRUJANO DIRECTORIO Lic. Santiago Cardoso Casado Rector Dr. Roberto Romero García Director Académico Dr. Omar Jesús Pineda Oliva Coordinador de la Lic. Médico Cirujano QFB. Arlen Peña Cardeña Coordinadora de laboratorios de la Lic. Médico Cirujano LBT. Estefany Granados Avalos Auxiliar de laboratorios de la Lic. Médico Cirujano 2 ÍNDICE Contenido Página Introducción 4 Reglamento de laboratorio y medidas generales de seguridad 5 PRÁCTICAS Práctica No. 1 Manejo y cuidado de las micropipetas 9 Práctica No. 2 Diversidad celular 16 Práctica No. 3 Observación de mitosis en células vegetales 23 Práctica No. 4 Extracción y cuantificación de ácido desoxirribonucleico (ADN) a partir de una muestra animal 27 Práctica No. 5 Electroforesis de ADN en geles de agarosa 32 Práctica No. 6 Cuantificación de proteínas por el método de Bradford 36 Práctica No. 7 Electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato sódico (SDS-PAGE) 39 ANEXOS Anexo 1. Identificación de material y equipo de laboratorio usado en el laboratorio de Biología Molecular 46 Anexo 2. Manejo de residuos y medidas de seguridad 52 Anexo 3. NORMA Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental - Salud ambiental - Residuos peligrosos biológico-infecciosos Clasificación y especificaciones de manejo 57 Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular 68 Anexo 5. Uso del microscopio óptico 74 Anexo 6. Toma de muestra sanguínea/venopunción 76 Bibliografía 81 3 INTRODUCCIÓN La Biología Molecular es la rama de la Biología que se encarga del estudio de la estructura y función de las moléculas que forman a los seres vivos. Particularmente, esta área se centra en la investigación del ADN, el ARN, el proceso de síntesis de proteínas; y cómo estos se regulan entre sí para una función celular adecuada. Por tanto, evidentemente esta es una disciplina estrechamente relacionada con la Bioquímica, la Genética, la Biología Celular, entre otras áreas. El desarrollo de la Biología Molecular inició a partir de estudios realizados en organismos unicelulares (bacterias) que dieron pauta al análisis en seres vivos pluricelulares más complejos, incluyendo al ser humano. Esta primera etapa se centró principalmente en el estudio e investigación de los mecanismos de almacenamiento, herencia y replicación de la información genética contenida en las moléculas de ácidos nucleicos. Posteriormente, a partir de la segunda mitad del siglo XX, el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN y el “Dogma Central” marcó el inicio de la Biología Molecular moderna. El avance de esta disciplina, a la par con las técnicas de laboratorio, fue cada vez más importante lográndose así descubrir y desarrollar diversas metodologías, por ejemplo el uso de enzimas de restricción, la secuenciación del genoma, la tecnología del ADN recombinante, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), entre muchas otras. Gracias a estas herramientas se han elucidado los aspectos relacionados con la salud y enfermedad en el ser humano que están determinados por la información contenida en el material genético. Como muestra, la identificación de variaciones genéticas ha permitido comprender cómo éstas determinan o contribuyen, junto con diversos factores medioambientales, a distintas enfermedades multifactoriales, como hipertensión, diabetes, obesidad, preeclampsia, cáncer, etc. En relación a lo anterior, se ha desarrollado la llamada “Medicina Genómica” que se define como el uso de la información de los genomas y sus derivados (ARN, proteínas y metabolitos) para guiar la toma de decisiones médicas, siendo así un componente clave de la medicina personalizada. Por tanto, el uso de ácidos nucleicos con fines de diagnóstico, monitoreo o estimación de riesgos asociados a los procesos mórbidos, así como para el pronóstico de ciertas enfermedades ha sido de gran relevancia en la práctica médica representando una herramienta valiosa en las Ciencias de la Salud debido a la certeza y velocidad con la que se obtienen los resultados. La Licenciatura en Médico Cirujano de la Universidad Cuauhtémoc plantel Querétaro incluye en su plan de estudios la asignatura de Biología Molecular en su programa académico, ya que el Médico en formación tiene la responsabilidad de conocer los fundamentos y mecanismos que rigen a las bases moleculares de la célula, cómo están implicados en las patologías humanas y qué herramientas moleculares tiene a su disposición para diagnosticar y tratar dichas patologías. En estas prácticas de laboratorio se incluyen técnicas básicas utilizadas en los laboratorios de Biología Molecular, que permitirán al estudiante reforzar y ampliar los conocimientos teóricos adquiridos en el aula, a través de una experiencia práctica. Lo anterior fortalecerá la capacidad de análisis y pensamiento crítico imprescindible en esta área. Las sesiones prácticas de este manual están relacionadas con los temas contenidos en el programa teórico del curso de Biología Molecular correspondiente al segundo semestre de la carrera de Médico Cirujano que de manera general contiene los siguientes tópicos: I. Estructura y función celular II. Organización, estructura y propiedades de los ácidos nucleicos III. Replicación, transcripción y expresión de genes IV. Tecnología del ADN recombinante Al concluir la asignatura de Biología Molecular, el estudiante tendrá las bases para continuar con su programa formativo, ya que habrá adquirido nuevos conocimientos, actitudes y valores requeridos en un profesional de las Ciencias de la Salud. 4 REGLAMENTO DE LABORATORIO Y MEDIDAS GENERALES DE SEGURIDAD El presente reglamento deberá acatarse por todos los miembros que hagan uso de las instalaciones del laboratorio, es decir, alumnos, docentes y si es el caso, pacientes invitados. Disposiciones generales • Conocer los materiales y equipos para su manejo adecuado en cada práctica (consultar Anexo 1. Identificación de material y equipo de laboratorio usado en el laboratorio de Biología Molecular). • Están estrictamente prohibidas las siguientes acciones: I. Fumar II. Consumir alimentos y bebidas dentro del laboratorio III. Masticar chicle IV. Usar dispositivos electrónicos como teléfono celular, laptops o tablets V. Jugar, correr o empujar dentro del laboratorio VI. Dañar las instalaciones del laboratorio mediante rayones, manchones, golpes, etc. • El material y equipo no debe sustraerse del laboratorio. • Si se rompe, deteriora o daña algún material de laboratorio se deberá avisar al responsable del laboratorio. • Queda prohibido la entrada de personas ajenas al grupo. • Cada alumno deberá tener el manual impreso en cada sesión de trabajo, aquel que no lo tenga no tendrá acceso al laboratorio y no podrá realizar la práctica. • Tanto el docente como los alumnos deberán portar bata blanca de algodón con manga larga y abotonada, así como zapatos cerrados durante toda la práctica (no sandalias ni zapatos flats). NO SE DARÁ ENTRADA SIN BATA DE LABORATORIO. Con relación directa al alumno • Se dará una tolerancia máxima de 10 min. respecto a la hora de inicio de clase para la entrada al laboratorio, pasado este tiempo el alumno no podrá ingresar. • El alumno deberá leer con anticipación la práctica a realizar. • El alumno tendrá la obligación de revisar el material y equipo de laboratorio, y en caso de desperfecto o anomalía deberá reportarlo inmediatamente al responsable del laboratorio. • Será responsabilidad del equipo, cuando así se le solicite, traer los materiales adicionales a los existentes en laboratorio, así como el uso correcto de los mismos. • Los alumnos deberán lavarse las manos con agua y jabón antes y después de la práctica de laboratorio. • Limpiar las mesas de trabajo antes y después de cada práctica. Al final de la práctica la mesa de trabajo deberá estar perfectamente limpia y ordenada, colocando los bancos o sillas como se encontraron al inicio de la sesión. 5 • Al concluir cada sesión, el estudiante debe dejar perfectamente limpios y en orden todos los equipos utilizados (microscopios, balanzas analíticas, autoclave, potenciómetro, etc.). • El lavado del material de laboratorio usado es responsabilidad y obligación de los alumnos. Es fundamental que antes de iniciar el lavado, borrar o quitar cualquier marca o anotación colocada. Con relación a la higiene y seguridad • Las mochilas u otros objetos deben colocarse lejos de pasillos y puertas, es decir, sin obstruir el paso libre dentro del laboratorio. • Se debe mantener la mesa lo más libre posible para el trabajo experimental. • Durante la práctica en el laboratorio, no se permite portar lo siguiente: aretes largos, pulseras, collares, gorras/sombreros, paliacates, piercing, bufandas y/o cualquier otro tipo de accesorio que pueda poner en riesgo la integridad física. • Ingresar sin maquillaje al laboratorio y con uñas cortas. • No debe ingresar al laboratorio vistiendo ropas que dejen al descubierto el abdomen, pecho, las piernas o los pies. • Por seguridad, no se usarán lentes de contacto. La presencia de sustancias irritantes y contaminantes puede comprometer seriamente su visión de forma permanente al penetrar entre la superficie del lente y el ojo. • En el caso de tener cabello largo, este deberá estar perfectamente recogido. • El alumno deberá localizar donde se encuentran las regaderas, extintores de incendio, botes de basura, caja para material punzocortante, contenedor y bolsa roja para desecho de material biológico, salidas de emergencia, etc. • No deben desecharse sustancias tóxicas o residuos sólidos en las tarjas. • No ingerir ni oler reactivos, compuestos, soluciones, etc. • El material punzocortante y desechos biológicos deberán depositarse en los contenedores correspondientes. • En caso de derrames de líquidos biológicos, debe absorberse el derrame con toallas de papel y desecharse en el contenedor adecuado. Luego, desinfectar el sitio del derrame con una solución de hipoclorito de sodio a 5% en dilución 1:10; dejar 30 minutos (min.), absorber con toallas de papel y lavar con agua para quitar el olor. • En caso de que se rompa material de vidrio contaminado con sangre u otro líquido corporal, recoger los trozos con escoba y recogedor, NUNCA con las manos, y depositarlos en el contenedor de punzocortantes. • Cuando se manipulen sustancias químicas no deben frotarse los ojos y debe evitarse el contacto con la piel. • Se deberán apagar los mecheros y/o planchas calientes cuando éstos no se utilicen. • Se deberán emplear gradillas o pinzas para sostener o transportar tubos calientes. • Mantener las sustancias químicas inflamables alejadas del fuego, planchas calientes o ambos. 6 • Utilizar guantes de látex y gafas de seguridad cuando se manejen ácidos, hielo seco o sustancias desconocidas. • Utilizar guantes desechables cuando se manejen muestras biológicas. Considerar que cualquier material biológico es potencialmente infeccioso aun cuando proceda de personas aparentemente sanas. • Utilizar propipetas o perillas de goma para la medición de líquidos, NUNCA aspirar con la boca. • Para diluir cualquier ácido se vierte el ácido sobre el agua, nunca el agua sobre el ácido con el fin de prevenir quemaduras por proyección. • Mantener los frascos de reactivos y soluciones tapados para evitar derrames. • Depositar en los recipientes apropiados las puntas de micropipetas. • Emplear gafas de seguridad durante procedimientos que puedan generar salpicaduras. Estas deben ser de material transparente resistente al impacto. Deben cubrir totalmente los ojos desde el inicio de la cuenca ocular en el borde exterior del cráneo, hasta el borde externo de la nariz. Igualmente, debe cubrir desde la parte superior de las cejas hasta la parte inferior de la cuenca ocular. • Utilizar la campana de extracción cuando se trabaje directamente con solventes tipo alcohol y ácidos (sulfúrico, clorhídrico, etc.) o con soluciones disueltas en los mismos. • En caso de que exista contacto de ácidos o bases con la piel, ojos o boca se recomienda enjuagar el área con abundante agua con el propósito de disminuir su acción por dilución; para ello en el laboratorio existen las tarjas, regaderas especiales y lavaojos. • En caso de ingestión de corrosivos NUNCA provocar vómito. Si existe ingestión de ácidos hacer beber inmediatamente una solución de bicarbonato de sodio (2 cucharadas soperas en 2 vasos de agua); en caso de ingestión de soluciones cáusticas (hidróxido de sodio o de potasio) ingerir una cucharada de vinagre o 25 mL de jugo de limón en agua. • Al ingerir otras sustancias químicas hacer vomitar a la persona accidentada. Vigilar que exista una ventilación adecuada y mantener las vías aéreas permeables mientras se traslada al hospital. • Si hay derramamiento de un ácido, neutralizar agregando bicarbonato de sodio y en caso de bases agregar ácido acético (vinagre). NUNCA tratar de adicionar agua. Emplear bata, guantes y gafas durante la limpieza. • La bata se deberá retirar antes de salir del laboratorio, está estrictamente prohibido permanecer con ella en otras instalaciones de la Universidad. • Reportar inmediatamente al profesor y responsable del laboratorio cualquier accidente o lesión que suceda para la toma de medidas apropiadas. • Para mayor información consultar Anexo 2. Manejo de residuos y medidas de seguridad, y Anexo 3. NORMA Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental Salud ambiental - Residuos peligrosos biológico-infecciosos - Clasificación y especificaciones de manejo. 7 Manejo del bromuro de etidio El bromuro de etidio (BrEt) es un agente mutagénico (induce mutaciones) de efecto acumulativo y se sospecha que es carcinógeno, ya que se intercala entre el ADN. Por tanto, todos los desechos de BrEt deben ser considerados como tóxicos. Debe evitarse el contacto con las manos, piel y ojos, por lo que se deberán usar guantes durante todo el tiempo en que se manipule este compuesto. Cuando se vayan a preparar las soluciones de BrEt, se recomienda utilizar guantes de nitrilo, en lugar de los de látex, ya que estos últimos brindan menor protección. Cuando se trabaje con las soluciones líquidas de BrEt se recomienda cambiarse los guantes constantemente y no tocar objetos de uso común al tener los guantes puestos. Los geles teñidos con BrEt no deben eliminarse en la basura convencional, sino a través de los sistemas de eliminación de mutágenos inactivándolos e incinerándolos. En caso de alguna contaminación con la solución líquida de BrEt en piel u ojos, avise a su profesor y enjuáguese con abundante agua por 15 min. Manejo del transiluminador El transiluminador trabaja con luz ultravioleta de onda media (302 nm), por lo que debe evitarse al máximo mirarla directamente durante la visualización del ADN. La exposición a ella debe de ser mínima y siempre empleando protección para cara y ojos (careta y/o lentes) y guantes. Disposiciones adicionales • Además del material correspondiente a cada práctica, es indispensable tener por equipo: - guantes de látex (un par por cada integrante), - una franela o pedazo de tela sin pelusa para limpiar, - marcador de tinta permanente, - tijeras. • Antes de preparar cualquier solución, debe estar etiquetado cada tubo o vaso donde se colocará. • Por ningún motivo se alterará el orden del experimento, principalmente cuando se trate de adición de reactivos. • Utilizar solo la cantidad requerida de reactivos en la práctica de laboratorio: procurar no regresar excedentes de reactivo al frasco principal, esto con el fin de evitar contaminación. El alumno que incumpla con lo establecido en este reglamento será sancionado, de acuerdo con la gravedad del hecho. Las sanciones pueden ser amonestación verbal, amonestación por escrito, suspensión del servicio o incluso baja de acuerdo a lo estipulado por la Universidad Cuauhtémoc Plantel Querétaro. 8 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 1 MANEJO Y CUIDADO DE LAS MICROPIPETAS Introducción La elección del material y equipo de laboratorio para llevar a cabo una práctica, estará de acuerdo con las características y objetivo de la prueba a realizar. Respecto a la medición de volúmenes de líquidos en el laboratorio, puede llevarse a cabo a través de diversos instrumentos tales como buretas, probetas y pipetas graduadas. Específicamente, las técnicas experimentales del laboratorio de Biología Molecular se realizan a pequeña escala, trabajando con volúmenes del orden de mL y µL. Por tanto, se utilizan instrumentos especializados para poder tomar y depositar estos pequeños volúmenes con exactitud y reproducibilidad. En este sentido, las micropipetas, también llamadas pipetas automáticas, son dispositivos de laboratorio que nos permiten cuantificar estos volúmenes mínimos. Existen diferentes tipos de micropipetas: manuales o electrónicas, monocanal o multicanal, de desplazamiento de aire o desplazamiento positivo, de volumen fijo o de volumen variable, etc. En el Laboratorio de Biología Molecular las más utilizadas son las de tipo monocanal de desplazamiento de aire y de volumen variable. De manera general, este tipo de micropipetas funcionan transmitiendo la fuerza que un operador ejerce de forma manual sobre un émbolo el cual a su vez se encuentra unido a un pistón desplazando un volumen de aire a lo largo de un cilindro de longitud fija que controla el volumen a dispensar. Las micropipetas de volumen variable nos permiten ajustar el volumen a ser dispensado dentro de un intervalo determinado en las especificaciones de la pipeta. El volumen que puede tomarse con la micropipeta puede ir desde 0.1 a 5000 µL, en intervalos como son: • 0.1 - 2.5 µL, • 0.5 - 10 µL, • 2 - 20 µL, • 10 o 20 - 100 µL, • 100 - 1000 µL, • 100 - 5000 µL. Cabe mencionar que el conocimiento del manejo y cuidado apropiado de las micropipetas, y demás equipos de laboratorio, nos permite la obtención de resultados satisfactorios. Por lo anterior, el personal que se desenvuelve en un laboratorio es responsable de proteger su salud y la de los demás, en seguimiento con las reglas establecidas. Así, es de suma importancia que el neófito conozca los aspectos básicos de seguridad (regularmente plasmados en un reglamento) así como los propios en relación a la identificación del material y equipos usados cotidianamente, con el fin de disminuir y/o evitar accidentes e incluso, ciertas infecciones. Objetivos • Conocer el manejo apropiado y cuidado de las micropipetas de desplazamiento del aire. • Entender las habilidades necesarias para manejar las micropipetas de desplazamiento del aire. Material • Micropipetas de diferentes volúmenes y puntas • Microtubos de 1.5 o 2 mL Reactivos/Soluciones • Agua destilada Equipos • Balanza analítica 9 Metodología Identificación de partes de la micropipeta Identificar las principales partes de una micropipeta de desplazamiento de aire de acuerdo a la 1. Figura 1. El docente responsable dará una explicación breve de la función de cada una de ellas. Émbolo o botón de accionamiento Rueda o tornillo de ajuste de volumen Botón eyector de punta Empuñadura o cuerpo de la micropipeta Display indicador de volumen Eje y eyector de punta Soporte de punta ! Figura 1. Partes de una micropipeta de desplazamiento de aire marca Science Med (Modificado de: https://science-med.com/product.php?cat=1&id=14) Uso general de las micropipetas mediante pipeteo directo 1. Primeramente, se debe seleccionar la micropipeta a usar de acuerdo al volumen que se tomará, esto debido a que la precisión disminuye al acercarnos al volumen de trabajo mínimo. El intervalo de trabajo óptimo de las micropipetas es del 35% al 100% de su volumen nominal; por lo que no se debe usar una micropipeta para tomar menos del 10% de su volumen máximo. Ejemplo: una micropipeta con un volumen máximo de 1000 µL, tendrá un rango efectivo de trabajo entre 350 y 1000 µL, por lo que, aunque en las especificaciones nos indiquen que podemos tomar 100 µL, lo ideal es emplear esta micropipeta solo para volúmenes superiores a 350 µL. 10 2. Una vez seleccionada la micropipeta, se debe ajustar el volumen a tomar mediante el giro suave (pero no extremadamente lento) de la rueda o tornillo de ajuste de volumen hasta que aparezca el volumen deseado en el display indicador. Según el fabricante, los dígitos pueden leerse de arriba a abajo o de izquierda a derecha, siendo regularmente 3 o 4 dígitos. 3. La toma de la muestra se realiza a través de una punta de plástico, las cuales deben estar perfectamente limpias y estériles antes de utilizarse. El tipo de puntas a usar depende de la marca y volumen de la micropipeta, siguiendo regularmente un código de colores: Color de punta Rango a tomar Blanca/Cristal 0.1 - 10 μL Amarilla 2 - 200 μL Azul 100-1000 μL La mayoría de las puntas son de tipo universal, es decir, que pueden ajustarse a diferentes modelos y marcas de micropipetas; no obstante, también se pueden encontrar en el mercado algunas con diseños especiales para adaptarse a necesidades concretas como puntas más finas y largas, puntas con filtros, etc. De manera regular, las puntas para micropipeta se encuentran listas para su toma en cajas especiales (Figura 2). ! Soporte de punta Figura 2. Cajas de almacenamiento para puntas (Tomado de: www.velaquin.com.mx) 11 La punta debe tomarse mediante una presión suave pero firme (Figura 3); es importante mencionar que no es necesario ejercer demasiada fuerza, pues un “golpe” entre la punta y la micropipeta puede ocasionar la descalibración de la misma. Si no se tienen cajas, la punta puede colocarse directamente con la mano mediante un empuje suave. ! Figura 3. Toma correcta de la punta a partir de caja de almacenamiento (Tomado de: www.eppendorf.com/manuals) 4. Una vez que se tiene la punta lista, colocar la micropipeta en posición vertical y presionar suavemente el émbolo con el pulgar hasta el primer tope (tope de absorción) (Figura 4). Posición inicial Primer tope Segundo tope ! Figura 4. Posiciones del émbolo de micropipeta (Tomado de: https://onlinesale.cheaps2022.ru/content?c=uso%20de%20micropipetas&id=4) 12 5. Manteniendo la micropipeta en forma vertical con el émbolo en el primer tope (Figura 5), sumergir la punta en el líquido y soltar suavemente el émbolo hasta que regrese a la posición inicial. ! Figura 5. Forma correcta y errónea de la toma del líquido con la micropipeta (Modificado de: Fuentes López y col., 2020) La profundidad de inmersión de la punta dependerá del volumen de la misma que se esté utilizando, en la Figura 6 se observa la profundidad de inmersión recomendada durante la toma de muestra. ! Figura 6. Profundidad de inmersión de la punta durante la toma de muestra (Tomado de: Fuentes López y col., 2020) 13 Se recomienda tomar el líquido de 1 a 3 veces y descartarlo antes de aspirar el volumen definitivo. Lo anterior se realiza con el fin de formar una película de líquido en la punta para mejorar el aspirado del mismo, principalmente de líquidos densos. Cabe mencionar que se debe mantener un ritmo firme y constante al aspirar el líquido pues pipetear muy rápido provocará la entrada del aire a la punta y por tanto una medición incorrecta (Figura 7). ! Figura 7. Forma correcta y errónea del llenado de la punta con el líquido (Tomado de: Fuentes López y col., 2020) Ya que se tomó el líquido, sacar la punta y tocar con ella las paredes del recipiente para descartar los excesos de líquido del exterior de la punta. 6. Una vez que se tiene cargado el líquido en la punta, vaciar este tocando ligeramente la pared lateral del tubo o recipiente destino. Tocar suavemente la superficie o introduciendo ligeramente la punta (Figura 8) y apretar el émbolo hasta el primer tope. Cuando deje de salir líquido presionar hasta el segundo tope para dispensar completamente el líquido de la punta. Ya que se descargó todo el líquido de la punta, sacar la micropipeta y soltar el émbolo que regresará a su posición original. NOTA: también puede presionarse desde inicio hasta el segundo tope para dispersar todo el líquido en un solo movimiento, solo debe asegurarse que el ritmo sea constante para evitar dejar líquido en la punta. ! Figura 8. Formas correctas de vaciado de líquido al tubo o recipiente destino (Tomado de: Fuentes López y col., 2020) 7. Para retirar la punta de la micropipeta, presionar de manera firme el botón eyector (Figura 1) y de esta forma la punta se expulsa de manera automática. Las puntas deben colocarse en un contenedor destinado para ello. 14 Cuidado de las micropipetas Entre las recomendaciones para el buen uso de las micropipetas se encuentran las siguientes: 1. Asegurarse que se está usando la micropipeta correcta para el volumen que necesita medir. 2. No ajustar el volumen de la micropipeta por arriba o por debajo del intervalo de volumen debido a que la medición no sería exacta y además se podría provocar la descalibración de la misma. 3. No utilizar la micropipeta sin la punta correspondiente, esto contaminará la micropipeta y la puede dañar. 4. No colocar las micropipetas con la punta llena de líquido en posición horizontal o invertida, pues ocasionaría la introducción del líquido en el interior y por ende su contaminación. 5. No pipetear líquidos que emitan vapores o a más de 40ºC. Ejercicio práctico 1. Seleccionar uno o dos volúmenes definido para tomar, ejemplo: 50 µL, 100µL, 200 µL o 1000 µL. 2. Tomar la micropipeta adecuada para medir el volumen a pipetear siguiendo las indicaciones anteriormente mencionadas. 3. Verter el volumen en un microtubo de 1.5 o 2 mL previamente tarado. 4. Pesar el tubo y anotar el peso en g del volumen agregado. 5. Repetir este proceso 5 veces en 5 microtubos diferentes. 6. Con los datos obtenidos, calcular el porcentaje de coeficiente de variación (C.V.) mediante la siguiente fórmula: Donde, S = desviación estándar = media aritmética ! 7. Con los datos obtenidos, calcular el porcentaje de error relativo porcentual mediante la siguiente fórmula: ! Donde, Ve = valor experimental promedio Vt = valor teórico x 100 Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica. Relacionar el %C.V. y el %error con los conceptos de precisión y exactitud. Cuestionario 1. ¿Qué es la calibración y cuál es su importancia en los laboratorios de Ciencias Biológicas? 2. Definir qué es exactitud, precisión y reproducibilidad. 3. Investigar qué es el pipeteo inverso y en qué situaciones se utiliza. 4. ¿Cuáles son las condiciones ambientales óptimas para el uso de las micropipetas y porqué es importante? 5. Investigar algunos ejemplos de problemas que pueden presentarse al trabajar con las micropipetas y cómo pueden solucionarse. Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 15 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 2 DIVERSIDAD CELULAR Introducción La forma más básica y simple de vida humana es la célula. Los seres humanos, considerados por algunos autores como los organismos más complejos, somos meramente un conjunto de células que han crecido y se han diferenciado para dar origen a cada tejido especializado. Así, cada célula se desarrolló con un propósito a partir de otra precursora, con un linaje específico para adquirir una organización estructural determinada. Estas mismas diferencias celulares pueden ser observadas en un mismo organismo, donde, a través de la adquisición de rutas metabólicas propias, se tiene una gran variedad de funciones distintas aunque cada una de ellas conserva el mismo genoma. Al hablar de la célula hay que tener en cuenta todos los componentes de la misma que son esenciales para el desarrollo de la vida. Como límite externo de la célula, la membrana plasmática protege el interior de aquélla del ambiente. Sin embargo, también es una estructura dinámica que permite las interacciones con el medio y facilita la función de la célula. Dentro del espacio de la membrana plasmática se identifican las proteínas del citoesqueleto que no sólo aportan un marco estructural para la célula, sino que también participan en el movimiento intracelular. Por su parte, los organelos (hablando específicamente de eucariontes) son centros especializados dentro de cada célula que llevan a cabo procesos fisiológicos, como la producción de energía en las mitocondrias, la digestión de macromoléculas en los lisosomas, o la síntesis de ADN y ARN en el núcleo, por ejemplo. Respecto a lo anterior, los procesos implicados en la expresión del ADN hacia proteínas funcionales requieren acciones conjuntas tanto del núcleo, como de los ribosomas, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi. Por tanto, aunque cada organelo es una máquina compleja por si misma pues desempeña un papel único dentro de la célula, estas estructuras tienen un vínculo físico entre sí y cooperan para llevar a cabo sus tareas con un propósito unificado. Si bien el cuerpo humano está constituido por cerca de 200 tipos distintos de células de distintos tamaños, esta medida se conserva más o menos constante en un mismo tipo celular y organismo. Esta característica se ha tomado también como referencia para la clasificación de los distintos tipos celulares. Los cambios en el tamaño y número de células han servido para correlacionar y arrojar información en algunas patologías por ejemplo. Específicamente, las muestras de fluidos corporales como son la sangre y orina, y en el caso de los hombres el semen, son muy utilizados para conocer el estado general del individuo empleándose para realizar distintos análisis bioquímicos y moleculares. Familiarizarse con la morfología celular es uno de los primeros acercamientos al estudio de las Ciencias Biológicas. Aunado a lo anterior, la correcta toma de muestra y manejo de la misma es determinante para una posterior interpretación de resultados. Objetivos • Conocer las indicaciones para la toma correcta de orina, sangre y semen. • Reconocer al microscopio diferentes formas, tamaños y características morfológicas de distintos tipos de células. • Aprender el uso de la cámara de Neubauer para el recuento manual de células. Material • Aplicadores de madera con punta de algodón • Cámara de Neubauer improved (100 µm de profundidad) • Cubreobjetos • Cubreobjetos para cámara de Neubauer • Guantes • Lámpara de alcohol 16 • • • • • • • • Lancetas Material para venopunción (consultar Anexo 6. Toma de muestra sanguínea/venopunción) Micropipetas de diferentes volúmenes y puntas Microtubos de 1.5 o 2 mL Pipetas de transferencia Portaobjetos Tubos para centrífuga Vasos estériles para recolección de muestra Material biológico • Muestra de células bucales • Muestra de orina • Muestra de semen • Muestra de sangre (consultar Anexo 6. Toma de muestra sanguínea/venopunción) Reactivos/Soluciones • Agua destilada • Azul de metileno 0.2% • Cloruro de sodio (NaCl) 0.9% • Colorante de Wright • Medio de dilución Weigman • Solución amortiguadora pH 6.0 para tinción de Wright Equipos • Centrífuga clínica (consultar Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular) • Microscopio óptico (consultar Anexo 5. Uso del microscopio óptico) Metodología NOTA: utilizar guantes en todo momento, recordar que se está trabajando con muestras potencialmente infecciosas. Toda muestra debe etiquetarse con nombre, fecha y hora. Toma y observación de células bucales 1. Con un hisopo frotar ligeramente la cara interna de la mejilla. 2. Mezclar la muestra anterior con una gota de NaCl 0.9% previamente colocada en un portaobjetos limpio. 3. Mezclar con movimientos rotatorios hasta obtener un material con aspecto lechoso homogéneo, y luego extender la muestra con el mismo hisopo. 4. Calentar unos segundos en la flama para fijar la muestra cuidando que no se reseque por completo. 5. Agregar una gota de azul de metileno 0.2% y cubrir con un cubreobjetos. 6. Observar la muestra al microscopio con los objetivos 10x y 40x. Toma de muestra de orina Indicar al paciente la limpieza sus genitales externos con agua (lo más pura posible) y jabón neutro nuevo antes de la toma de muestra (no se deben utilizar otro tipo de antisépticos). NOTA: El paciente no debe realizar ejercicio intenso las 48 h previas al tomado de la muestra. 1. Solicitar al paciente que recoja la primera orina de la mañana en un vaso estéril de boca ancha. Si no es posible, tomarla después <3 h de retención urinaria. 2. Descartar la primera porción del chorro miccional. 3. Recoger en el vaso estéril el chorro medio. 4. Descartar la última parte de la micción sobre todo si en ese momento la orina sale con esfuerzo y mayor velocidad. 5. La muestra debe conservarse en frío a 4ºC, temperatura a la que puede permanecer de 24-48 h. No debe mantenerse a temperatura ambiente por espacios mayores de 1 h. 17 Observación microscópica de sedimento urinario 1. Agitar el frasco con numerosos movimientos del bote. 2. Colocar de 5 a 10 mL de orina en un tubo para centrífuga y centrifugar a 2500 rpm durante 5 min. NOTA: equilibrar los tubos por peso, no por volumen. 3. Decantar el sobrenadante y resuspender la pastilla en un volumen pequeño de agua destilada. 4. Colocar una gota de esta muestra en un portaobjetos y cubrir con un cubreobjetos. 5. Observar la muestra al microscopio con los objetivos 10x y 40x. Determinar la presencia o ausencia de células epiteliales, leucocitos, eritrocitos, cilindros, cristales, bacterias u hongos levaduriformes. NOTA: si la muestra es difícil de observar, puede colocarse una gota de azul de metileno 0.2%. Toma de muestra de semen El paciente debe guardar abstinencia sexual de mínimo 3 días para evitar pérdidas de semen, ya sea por coito o por autoestimulación durante dichos días. Indicar al paciente la limpieza sus genitales externos con agua (lo más pura posible) y jabón neutro nuevo antes de la toma de muestra. No se deben utilizar otro tipo de antisépticos. 1. Obtener la muestra por autoestimulación genital con las manos limpias y secas. Si es posible, la muestra debe obtenerse inmediatamente antes de llevar a cabo el análisis para que esté lo más fresca posible; de lo contrario, utilizarla máximo 1 h desde la obtención. 2. Recolectar la totalidad del semen eyaculado en un vaso estéril de boca ancha. 3. De ser posible, mantener la muestra a 37ºC para evitar su coagulación. Observación microscópica de la muestra de semen 1. Colocar una gota de semen en el centro de un portaobjetos. 2. Agregar una gota de azul de metileno 0.2% y cubrir con un cubreobjetos. 3. Observar la muestra al microscopio con los objetivos 10x y 40x e identificar las estructuras. 4. En 40x, elegir un campo definido y empezar a contar siguiendo el sentido de las manecillas del reloj (Figura 9). NOTA: si es posible, realizarlo de un solo golpe visual para reducir el error. ! Figura 9. Procedimiento de contaje en un campo. A) simulación de una rejilla en el campo visual. B) punto de partida y trayectoria visual del contaje (Tomado de: López García y col., 2012) 5. Anotar el número aproximado de espermatozoides contado por campo. 18 Recuento de espermatozoides 1. Para decidir la dilución a utilizar para el recuento de espermatozoides, se debe considerar el análisis microscópico anterior de la muestra sin diluir y la observación por campo (objetivo 40x y ocular 10x = 400x) de acuerdo a la Tabla 1. Tabla 1. Factores de dilución y conversión para hacer el recuento en cámara de Neubauer Espermatozoides por campo 400x Dilución <15 Factores de conversión Número de cuadrados contados 25 10 5 1:5 20 8 4 15-40 1:10 10 4 2 40-200 1:20 5 2 1 >200 1:50 2 0.8 0.4 2. Una vez decidida la dilución, preparar por duplicado 1 mL de esta dilución usando el medio de dilución Weigman. NOTA: es importante tener homogenizada la muestra mediante aspiración con una pipeta de transferencia por 10 ocasiones. 3. Colocar el cubreobjetos para cámara de Neubauer y llenar cada subcámara (Figura 10A) con 10 µL de cada una de las diluciones preparadas. 4. Dejar reposar durante 5 min. en un ambiente sin corrientes de aire ni alta temperatura. 5. Con el objetivo 40x, ubicar la rejilla central 5 (Figura 10B), que a su vez está formada por 25 cuadrados grandes (Figura 10C). ! Figura 10. Cámara de Neubauer improved. A) Dos subcámaras. B) Cada subcámara tiene 9 rejillas cada una de las cuales tiene un área de 1 mm2 y una profundidad de 0.1 mm3. Las rejillas de los extremos tienen 16 cuadros que se utilizan para el conteo de leucocitos. C) La rejilla central está formada por 25 cuadrados grandes que mide cada uno 0.2 mm de lado que se utilizan para el conteo de eritrocitos. D) Cada cuadrado grande está enmarcado por una triple línea y se divide en 16 cuadrados pequeños (Modificado de: López García y col., 2012) 19 6. Una vez ubicada la rejilla 5, contar el número de espermatozoides en el cuadrado grande central marcado como 3 en la Figura 11A. Si se cuentan: • Menos de 10 espermatozoides, contar los 25 cuadrados de toda la rejilla 5 • Entre 10 a 40 espermatozoides, contar 10 cuadrados de la rejilla 5 • Más de 40 espermatozoides, contar 5 cuadrados de la rejilla 5 7. Si hay espermatozoides sobre la línea que divide a dos cuadrados adyacentes, solo se cuentan los que están en el lado superior y en el lado izquierdo, descartando los que están en el lado inferior y el lado derecho (Figura 11B). 8. Para calcular el número de espermatozoides: • Los resultados de ambas subcámaras se promedian. • El valor se divide por el factor de dilución de acuerdo al número de cuadrados contados de acuerdo a la Tabla 1. • El resultado corresponde al número (en millones) de espermatozoides/mL de eyaculado. Si se tiene el dato del volumen total del eyaculado, el recuento se multiplica por los mL para tener un recuento total en millones de espermatozoides en la muestra. A B ! Figura 11. Detalles del área central de una subcámara de la cámara de Neubauer improved. A) El número de cuadros a contar se decide de acuerdo al número de espermatozoides en el cuadro 3. B) Los círculos marcados en naranja son los considerados en el conteo, los de color verde no se consideran (Modificado de: Toro Montoya, 2009) Toma de muestra de sangre Realizar la toma de muestra sanguínea de una persona de acuerdo al Anexo 6. Toma de muestra sanguínea/venopunción. También puede utilizarse una lanceta para obtener sangre capilar mediante la siguiente metodología: 1. Con una torunda impregnada en etanol al 70%, limpiar el dedo que se va a puncionar. 2. Realizar una presión del dedo a puncionar hacia la dirección donde se realizará la punción. 3. Con una lanceta, puncionar la yema del dedo. 4. Obtener una gota de sangre al ejercer presión en el dedo puncionado. 20 Frotis de sangre 1. Tomar una gota de sangre obtenida, colocarla en el extremo del portaobjetos y hacer un extendido con otro portaobjetos (Figura 12). Dejar secar al aire. A B C ! Figura 12. Técnica de frotis extendido. A) Se coloca una gota de sangre a un centímetro del borde. B) El portaobjetos superior extensor se desplaza hacia la gota de sangre y se llena por capilaridad. C) Desplazar el portaobjetos extensor hacia el otro lado hasta que la gota se termine (Modificado de: https://edulabc.com.mx/recomendaciones-para-la-realizacion-del-extendido-de-sangreperiferica/) 2. Agregar colorante de Wright cubriendo todo el extendido y dejar reposar durante 5 min. 3. Sobre el mismo colorante agregar la solución amortiguadora para Wright y dejarlo reposar durante 15 min. En intervalos de 5 min., soplar el frotis con una pipeta de transferencia hasta observar la presencia de una capa metálica. 4. Eliminar el exceso de colorante y lavar suavemente el frotis con agua durante 5-30 seg. 5. Escurrir el excedente en papel absorbente y dejar secar al aire. 6. Observar la muestra al microscopio e identificar las diferentes tipos de células sanguíneas. NOTA: si no se tiene colorante de Wright, la muestra de sangre puede teñirse también con la técnica de hematoxilina y eosina. Recuento de eritrocitos en muestra de sangre 1. Realizar por duplicado una dilución 1:200 con NaCl 0.9%. 2. Colocar el cubreobjetos para cámara de Neubauer y llenar cada subcámara (Figura 10A) con 10 µL de la dilución 1:200. De esta forma cada uno de los 25 cuadros de la rejilla central tendrá un volumen de 0.04 mm3 . 3. Dejar reposar durante 5 min. en un ambiente húmedo pero sin corrientes de aire ni alta temperatura. 4. Con el objetivo 40x, ubicar la rejilla central 5 (Figura 10B). 5. Una vez ubicada la rejilla 5, contar el número de eritrocitos en los cuatro cuadros de los extremos y en el central (en la Figura 11A, los marcados como 1, 2, 3, 4 y 5). Tomar en cuenta la ubicación anteriormente mencionada (Figura 11B). 6. Obtener la suma del conteo en los 5 cuadros, y luego el promedio de los resultados de cada subcámara. Este será el número de células contadas. 7. Calcular el número de eritrocitos por mm3 de acuerdo a la siguiente fórmula: no. de eritrocitos/mm3 = no. de eritrocitos contados x 5 x 10 x D Donde, 5= ya que la rejilla central tiene 25 cuadrados grandes, habrá que multiplicar el resultado por 5 10= el volumen de la rejilla central es 0.1 mm3, habrá que multiplicar el resultado por 10 para determinar la cantidad de hematíes en 1 mm3 D= factor de dilución (200) 21 Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica. Cuestionario 1. ¿Cuál es la importancia del análisis del sedimento urinario? 2. ¿Qué provocaría la falta de homogenización de la muestra de semen sobre el análisis de la misma? 3. Investigar la importancia clínica de la aglutinación de espermatozoides. 4. Investigar ejemplos específicos de patologías donde el conteo de eritrocitos esté disminuido. 5. Explicar brevemente la función de cada una de las células sanguíneas. Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Incluir las diferencias y semejanzas de los diferentes tipos de células observadas, en relación con diversidad, estructura externa e interna, presencia/ausencia de organelos, complejidad, función, motilidad, etc. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 22 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 3 OBSERVACIÓN DE MITOSIS EN CÉLULAS VEGETALES Introducción La forma en cómo la vida se perpetúa de generación en generación y cómo los padres determinan en gran medida las características de su descendencia, fueron interrogantes cruciales de resolver para las Ciencias Biológicas. La capacidad de reproducción es fundamental para la existencia, propagación y continuación de las células que se realiza mediante un conjunto ordenado de eventos denominado ciclo celular. El ciclo celular es el proceso mediante el cual las células se duplican y dan lugar a dos nuevas células. Este ciclo tiene distintas fases, que se denominan G1 (G, del inglés growth), S (S, del inglés synthesis), G2 y M (M, de mitosis). G1, S y G2 se denominan en conjunto interfase, y la mayor parte del tiempo del ciclo corresponde a ésta. La fase G1 es aquella en que la célula se prepara para dividirse, duplica su tamaño y aumenta la cantidad de organelos y diversas moléculas. Luego, entra en la fase S, que es cuando la célula realiza la duplicación de todo su ADN. Una vez que se dispone del ADN duplicado y hay una dotación extra completa del material genético, la célula entra en la fase G2 donde condensa y organiza el material genético y se prepara para la división celular. En la fase M, correspondiente a la mitosis, la célula reparte las dos copias de su material genético entre sus dos células hijas. Después de haber completado la fase M, se obtienen dos células (de donde había sólo una) y el ciclo celular empieza de nuevo para cada una de ellas. La mitosis se divide a su vez en cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase (Figura 13). ! Figura 13. Célula en las diferentes fases de la mitosis (Tomado de: Ducolomb y col., 2012) A pesar de ocupar una pequeña fracción de todo el ciclo celular los procesos de la fase M o mitosis son fácilmente visibles en células somáticas tanto en crecimiento como regeneración. Esto debido a que la división celular es necesaria para el reemplazo de las células perdidas por lesión (necrosis) o por muerte celular programada (apoptosis), con el fin de mantener el estado de equilibrio del organismo. De tal suerte, si la división celular se detiene o se incrementa el individuo moriría o presentaría organomegalia (agrandamiento de órganos) o procesos de cáncer. En las células vegetales la mitosis es fácilmente observable en los meristemos mediante una tinción sencilla. Objetivos • Identificar morfológicamente células que se encuentren tanto en interfase como en los diferentes estadios de división celular. • Reconocer las diferentes etapas de la mitosis en células vegetales. 23 Material • Cubreobjetos • Estuche de disección (pinzas) • Goteros o pipetas de transferencia • Guantes • Lámpara de alcohol • Microtubos de 1.5 o 2 mL • Navaja de afeitar o de bisturí • Palillos • Papel parafilm • Portaobjetos • Tijeras • Vaso de plástico Material biológico • Raíces de cebolla en crecimiento Reactivos/Soluciones • Agua destilada • Acetocarmín 6% • Ácido clorhídrico (HCl) 0.1 M • Solución de Carnoy (precaución: contiene ácido acético y cloroformo) Equipos • Microscopio óptico (consultar Anexo 5. Uso del microscopio óptico) Metodología Preparación previa de la muestra 1. Seis o siete días antes de la práctica, tomar una cebolla fresca de tamaño mediano. 2. Quitar las raíces y fibras secas de la base del bulbo. 3. Insertar 3 palillos de forma que la cebolla quede suspendida en un vaso o recipiente con agua, de tal forma que la parte inferior toque siempre el agua (Figura 14). 4. Cambiar diariamente el agua del frasco por agua limpia. NOTA: la raíz de la cebolla debe estar sumergida en agua hasta el momento de realizar la práctica. ! Figura 14. Dispositivo de preparación de muestra para la observación del proceso de mitosis (Tomado de: http://bobbyversechmx.blogspot.com/p/bii-3_23.html) 24 Fijación de la muestra 1. Un día antes de la práctica, cada equipo debe llevar la cebolla al laboratorio que ya debe tener numerosas raicillas nuevas. NOTA: la raíz en crecimiento debe seguir sumergida en agua. 2. Con la navaja realizar cortes transversales de aprox. 1 cm de longitud de la mitad inferior de la punta de varias raicillas, es decir la zona apical. 3. Colocar el corte anterior en un microtubo y agregar solución de Carnoy hasta tapar la raíz. 4. Sellar el tubo con papel parafilm y reposar toda la noche hasta el momento de la tinción. Tinción de la muestra e impronta 1. Sacar la raíz del microtubo con ayuda de una pinzas y colocarla en un portaobjetos que contiene unas gotas de HCl 0.1 M. 2. Utilizando una lámpara de alcohol calentar el portaobjetos por 5-10 seg (ayudarse de una pinza). 3. Dejar reposar por 2 min. 4. Con la pinza, tomar suavemente la raíz y transferirla a un microtubo que contiene 1 mL de agua destilada para enjuagar la raíz. 5. Transferir la raíz a un portaobjetos que contiene unas gotas de acetocarmín 6%. 6. Utilizando una lámpara de alcohol calentar el portaobjetos por 5-10 seg (ayudarse de una pinza). NOTA: evitar que la muestra se reseque. 7. Dejar reposar por 10 min. 8. Transferir la raíz a un portaobjetos que contiene una gota de agua destilada. 9. Con la navaja, realizar cortes transversales finos de aprox. 1 mm de longitud de la zona apical. Descartar el resto de la raíz. 10. Colocar un cubreobjetos y presionarlo sin que se rompa la muestra (puede usarse la goma de un lápiz); mientras esté más aplanada la muestra las células se separarán mejor y se encontrarán en el mismo plano distinguiéndose mejor las distintas etapas de mitosis. NOTA: la preparación debe tener un color rosa tenua casi transparente. 11. Observar la muestra al microscopio con los objetivos 10x y 40x. Para un mejor seguimiento de la metodología, consultar Figura 15. ! Figura 15. Diagrama de flujo de fijación y tinción de células en mitosis (Creado en biorender.com por: Granados Avalos Estefany) 25 Cálculo del % de índice mitótico (IM) 1. Considerando 3 campos, contar en cada uno mínimo 100 células para calcular el IM, de acuerdo a la siguiente fórmula: ! Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica. Cuestionario 1. ¿Cuántos tipos de reproducción existen? Describir sus características. 2. ¿Porqué se utiliza en esta práctica la sección de los ápices de la cebolla? 3. Investigar cuál es la acción de un agente mitógeno y uno mitostático. Dar ejemplos de cada uno. 4. ¿Qué relevancia tiene el cálculo del IM? 5. Explicar la diferencia entre cariocinesis, mitosis y citocinesis. Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 26 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 4 EXTRACCIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN) A PARTIR DE UNA MUESTRA ANIMAL Introducción El ADN es una cadena polimérica de desoxirribonucléotidos unidos por enlaces fosfodiéster. Los nucleótidos que forman al ADN están constituido por el azúcar 2′-desoxirribosa unida mediante enlace éster al ácido fosfórico y mediante enlace N-glucosídico a una de las cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina o citosina). Los nucleótidos del ADN forman una hélice constituida por dos hebras antiparalelas que se mantienen unidas mediante puentes de hidrógeno. En los organismos eucariontes, los desoxirribonucléotidos de ADN cuyas cargas externas son negativas, se encuentran asociados a proteínas básicas las histonas (cargadas positivamente a pH fisiológico), lo que le confiere estabilidad y permite su empaquetamiento en el núcleo celular. El aislamiento del ADN requiere una serie de etapas que incluyen desde la toma y mantenimiento del tejido en las condiciones adecuadas, hasta la conservación del ADN extraído. Según el tipo de célula en estudio, tiene que romperse la pared celular y/o la membrana plasmática mediante métodos físicos, químicos o enzimáticos. Para facilitar la degradación del tejido sin dañar el material genético se pueden combinar diversos métodos como la congelación de la muestra y su posterior macerado en un mortero precongelado; o el uso de una licuadora o triturador si la muestra es fresca. Luego, la precipitación del ADN se realiza con solventes orgánicos, utilizándose comúnmente etanol o isopropanol; en algunos casos puede requerirse sucesivos lavados con alcohol para eliminar las sales. Una vez formado el precipitado, el etanol debe eliminarse mediante centrifugación, decantación o evaporación; y la muestra se resuspende en un solvente acorde al uso que se le dará. Por último, la conservación de la muestra se realiza a bajas temperaturas, por ejemplo a -20ºC cuando se utilizará a corto plazo, o hasta -80ºC en ultracongelador para mantenerla por meses o incluso años. Al obtener una muestra de ADN es importante conocer su concentración para utilizarlo posteriormente para diversos fines (clonación, amplificación, etc.). Respecto a lo anterior, la absorción en UV del ADN debido a la presencia de bases aromáticas nitrogenadas a lo largo de las cadenas es una característica que es usada eficientemente para realizar su cuantificación, es decir, determinar su concentración. Cada una de las bases tiene su propio y único espectro de absorción y por lo tanto contribuye de manera diferente a la propiedad total de absorción de UV de una molécula de ADN. La lectura de la absorbancia se realiza a 260 nm (A260), longitud de onda en la que el ADN tiene su máximo de absorción de luz, que debe encontrarse entre 0.1 y 1.0. Sin embargo, el ARN también tiene absorbancia a 260 nm, mientras que los aminoácidos aromáticos presentes en las proteínas absorben a 280 nm. Por lo anterior, para evaluar la pureza del ADN por espectrofotometría, se debe medir la absorbancia desde 230 nm hasta 320 nm con el objetivo de detectar otros posibles contaminantes en la solución. En la actualidad es posible obtener ADN de diferentes células, tales como bacterias, hepatocitos, espermatozoides, células vegetales, etc. Objetivos • Realizar la extracción de ADN a partir de una muestra animal empleando métodos físicos y químicos. • Conocer el manejo general del espectrofotómetro UV-Vis. • Conocer los principios básicos de la determinación de concentración y pureza del ADN mediante espectrofotometría UV-Vis. 27 Material • Agitador de vidrio • Celdas para espectrofotómetro • Cuchillo • Embudo de cola larga • Gasa • Gradilla para microtubos • Micropipetas y puntas • Pipetas graduadas de 1 o 2 mL o pipetas de transferencia • Probeta graduada de 50 mL • Tabla/charola de disección • Tubos tipo Falcon de 50 mL • Vasos de precipitado de 250 mL Material biológico • Hígado de pollo fresco (1 pieza) Reactivos/Soluciones • Ácido etilendiaminotetraacético salino (EDTA 0.1 M/NaCl 0.15 M) pH 8.5 • Difenilamina 1.5% (precaución: contiene ácido acético y ácido sulfúrico) • Etanol absoluto 99.2% frío (colocar en refrigeración mínimo 1 h antes de utilizar) • HCl concentrado • Lauril sulfato de sodio (SDS) 4% • Solución amortiguadora TE (Tris-HCl 10 mM/EDTA 1 mM) pH 8.0 • Solución de citrato de sodio salino (CSC: citrato de sodio 0.15 M/NaCl 1.5 M) • Solución SAS (Tris 0.01 M, Sacarosa 0.3 M, cloruro de magnesio 0.005 M, β-mercaptoetanol 0.005 M) • Tris 0.4 M pH 8.5 Equipos • Balanza analítica • Baño de agua • Centrífuga clínica (consultar Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular) • Congelador o ultracongelador • Espectrofotómetro UV-Vis (consultar Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular) • Mortero y pistilo • Parrilla de calentamiento • Vórtex Metodología Extracción de ADN 1. Pesar aprox. 10 g de hígado de pollo y colocar en el mortero. 2. Agregar 20 mL de solución SAS y moler suavemente hasta obtener un puré fino. 3. Pasar el contenido anterior a un tubo tipo Falcon de 50 mL. Vortexear suavemente la muestra para una mejor homogeneización. 4. Dejar reposar durante mínimo 10 min. en congelamiento. 5. Transcurrido este tiempo, descongelar el tubo bajo el chorro de agua de la llave. 6. Pasar el homogeneizado a través de una gasa doble colocada en un embudo de vidrio y exprimir. 7. Centrifugar el filtrado a 3000 rpm durante 10 min. 8. Desechar el sobrenadante y resuspender el botón en 10 mL de Tris 0.4 M pH 8.5 mediante agitación con vórtex. 9. Vaciar este contenido a un vaso de precipitado y agregar 5 mL de SDS 4%. 10. Homogeneizar suavemente con el agitador de vidrio y agregar 0.5 mL de EDTA salino continuando la agitación suave. 28 11. Añadir 1 mL de solución CSC y volver a homogeneizar suavemente. 12. Dejar reposar mínimo 10 min. Para un mejor seguimiento de la metodología, consultar Figura 16. ! Figura 16. Diagrama de flujo de extracción de ADN a partir de hígado (Creado en biorender.com por: Granados Avalos Estefany) Precipitación de ADN 1. Dejar escurrir el etanol absoluto frío poco a poco por las paredes del vaso de precipitado que contiene el filtrado obtenido en la sección anterior (aprox. 30-50 mL). 2. Dejar reposar la solución por 5-10 min. sin moverla. 3. Observar la formación de un precipitado blanco que corresponde al ADN, como una especie de mucosa blanca. 4. Con ayuda de un palillo de madera, recoger el ADN y colocarlo un microtubo limpio. NOTA: intentar tomar lo menos posible de solvente. 5. Para eliminar completamente el etanol, centrifugar la muestra a 5000 rpm durante 5 min. 6. Dejar secar al aire para eliminar todo remanente de etanol. 7. Resuspender el botón de ADN en un volumen adecuado de solución amortiguadora TE (ej. 0.5 mL, 1 mL o 1.5 mL dependiendo del tamaño del botón) (conservar en refrigeración o a -20ºC si se desea preservar por más tiempo). Para un mejor seguimiento de la metodología, consultar Figura 17. 29 ! Figura 17. Diagrama de flujo de precipitación de ADN de hígado (Creado en biorender.com por: Granados Avalos Estefany) Cuantificación de ADN por espectrofotómetro UV-Vis Encender el espectrofotómetro 25 min. antes de iniciar las lecturas. Realizar la cuantificación por duplicado. 1. En una celda de espectrofotómetro realizar una dilución de la muestra (1:100, 1:200) en solución amortiguadora TE. NOTA: el volumen total en la celda debe ser de 1000 µL. 2. Mezclar perfectamente el contenido con una micropipeta de 1000 µL o mediante la agitación suave con vórtex. 3. En otra celda para espectrofotómetro perfectamente limpia colocar 1000 µL de solución amortiguadora TE y ajustar el espectrofotómetro a 0. 4. Leer la muestra a 260 nm y 280 nm. Anotar las lecturas. 5. Calcular la concentración de ADN en µg/mL (ng/µL) a partir de la fórmula: ADN (µg/mL) = 50 x A260 x D Donde, 50 = una solución de ADN de doble hebra (dsADN) con una concentración de 50 µg/mL debe tener una A260 igual a 1.0. A = Absorbancia de la muestra a 260 nm D = Factor de dilución 6. Calcular el ADN total obtenido mediante la fórmula: ADN (µg) = Concentración de ADN en µg/mL x volumen total de la muestra en mL 7. Calcular la relación A260/A280 e interpretar. 30 Identificación de la desoxirribosa 1. Tomar 3 microtubos, enumerarlos y agregar las siguientes soluciones: Microtubo no. ADN de hígado Solución amortiguadora TE HCl concentrado Difenilamina 1.5 % 1 — 100 µL 50 µL 200 µL 2 100 µL — 50 µL — 3 100 µL — 50 µL 200 µL 2. Colocar los microtubos en baño de agua hirviendo durante 10 min. o hasta la aparición de color. 3. Anotar las observaciones. Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica. Cuestionario 1. ¿Qué otros tejidos de origen animal pueden usarse para la obtención de ADN? Justificar la respuesta. 2. ¿Porqué es mejor resuspender al ADN en TE que en agua destilada y qué sucede si quedan restos de etanol en la muestra de ADN? 3. ¿De qué depende la elección del método de extracción de ADN? Incluir ejemplos de algunos métodos distintos al realizado en esta práctica. 4. Investigar qué longitudes de onda específicas son utilizadas para medir otro tipo de contaminantes del ADN. 5. Investigar otro método para la cuantificación de ADN. Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 31 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 5 ELECTROFORESIS DE ADN EN GELES DE AGAROSA Introducción La electroforesis es una técnica comúnmente utilizada en las Ciencias Biológicas que consiste en separar moléculas cargadas, como proteínas y ácidos nucleicos, por la acción de un campo eléctrico a través de un soporte. La velocidad de migración se encuentra influenciada por la naturaleza de la biomolécula en cuanto a su carga, la intensidad del campo eléctrico, y las características del medio en la que tiene lugar la migración, ya que se realiza en un medio amortiguador o tampón que juega un papel clave para mantener el pH del sistema (consultar Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular). Específicamente, las moléculas de ADN se encuentran cargadas negativamente por lo que en un campo eléctrico migran al ánodo (+) (Figura 18), con una movilidad que permite además diferenciar tanto la forma como el tamaño aproximado de la molécula. Por ejemplo, las moléculas grandes migran a menor velocidad debido al incremento de las fuerzas electrostáticas y de fricción ejercidas por su interacción con el medio circundante. Esto puede llevarse a cabo gracias al soporte en el que se realiza la separación electroforética. Respecto a lo anterior, regularmente se utilizan moléculas inertes como soportes pero capaces de ejercer diversos efectos sobre la resolución de la electroforesis. Los geles de agarosa son utilizados frecuentemente para la separación de ácidos nucleicos ya que forman una matriz gelatinosa. El tamaño de los poros puede ser variable en función de la concentración de agarosa a utilizar (%p/v) y de esta manera puede elegirse el tamaño de poro adecuado según el rango de las moléculas a separar y así, la velocidad de migración. Para determinar de una forma sencilla el tamaño molecular aproximado de un fragmento de ADN se utiliza un marcador de tamaño molecular de tipo comercial, el cual se separa en el mismo gel de agarosa. La separación de los fragmentos de ADN, medidos en pares de bases (pb) o kilopares de bases (kb) proporcionan una guía para estimar el tamaño de otros fragmentos de ADN. Por último, para la visualización del ADN se emplea bromuro de etidio (BrEt), un colorante fluorescente que al intercalarse entre las bases de los ácidos nucleicos amplifica su fluorescencia 25 veces, que en presencia de luz ultravioleta (UV) puede detectarse fácilmente. ! Figura 18. Electroforesis horizontal en gel agarosa para ADN. La muestra de ADN se deposita en el pozo del gel de agarosa y el amortiguador de corrida electroforético cubre el gel para evitar que se seque por el calentamiento al paso de la corriente eléctrica (Modificado de: Matzumura y col., 2013) 32 Objetivos • Conocer los principios básicos de la electroforesis horizontal de ADN en geles de agarosa. • Interpretar el perfil de migración de una muestra de ADN en un gel de agarosa. Material • Espátulas de plástico • Gradilla para microtubos • Micropipetas y puntas • Microtubos de 1.5 o 2 mL • Vasos de prcipitado de 250 mL o recipientes de vidrio con tapa Material biológico • Muestras de ADN Reactivos/Soluciones • Agarosa • Agua destilada • Amortiguador de carga para ADN 6x (amortiguador de carga) • Amortiguador TBE 1x (a partir de Stock 5x: Tris base 0.5 M/Ácido bórico 0.5 M//EDTA 10 mM) • Marcador de peso molecular de ADN • Solución amortiguadora TE (Tris-HCl 10 mM/EDTA 1 mM) pH 8.0 • Solución de bromuro de etidio (BrEt) (10 µg/mL) Equipos • Equipo de electroforesis de ADN: cámaras horizontales, peines, contenedor para gel, fuente de poder • Transiluminador UV Metodología NOTA: usar guantes en todo momento. Preparación del gel de agarosa y montaje de la cámara horizontal de electroforesis Antes de iniciar, confirmar que la cámara de corrida, el contenedor del gel y el peine estén completamente limpios. Regularmente la bandeja donde se prepara el gel es la misma que se utiliza para realizar la electroforesis. 1. Montar en una mesa nivelada el contenedor donde se preparará el gel. 2. Colocar el peine donde se desea que queden hechos los pozos para las muestras. 3. Depositar de manera uniforme la agarosa preparada y completamente disuelta en amortiguador TBE 1x (no debe estar muy caliente, la temperatura debe ser soportable al toque de la mano) (Figura 19A). NOTA: el gel no debe ser muy grueso. 4. Dejar reposar hasta que la agarosa solidifique completamente. 5. Una vez que el gel está sólido (aprox. 20-30 min), retirar el peine. 6. Colocar la charola en la cámara de electroforesis y agregar solución TBE 1x hasta cubrir el gel.a Preparación y cargado de la muestra 1. A partir de la muestra de ADN de concentración conocida, tomar el volumen necesario correspondiente a 1 µg y colocarlo en un fragmento de papel parafilm. En caso que la concentración del ADN sea baja y se requiera más de 10 µL para tener 1 µg, tomar 10 µL como máximo. 2. Agregar el amortiguador de carga en un volumen adecuado para una concentración final de 1x (aprox. 2 µL para 10 µL) de muestra . NOTA: Si se requiere, completar el volumen a 10 µL (12 µL como máximo) con solución amortiguadora TE. 3. Homogeneizar la mezcla anteior suavemente con una punta. 33 4. Tomar toda la muestra con la punta y depositarla cuidadosamente en uno de los pozos del gel de agarosa. (a partir del no. 2). NOTA: evitar tomar aire con la punta de la micropipeta, ya que las burbujas producirán que la muestra se salga del pozo. Asimismo, no tocar el fondo del pozo con la punta para evitar perforar el gel (Figura 19B). 5. En el pozo no. 1, cargar 5 µL de marcador de peso molecular (1 kb) previamente preparado con amortiguador de carga. Electroforesis (corrida) 1. Una vez que se cargaron todas las muestras, colocar la tapa con los electrodos correctamente tanto de la cámara como de la fuente de poder (Figura 19C). 2. Cerrar la cámara y aplicar la corriente aproximadamente de 75-85 V, hasta que el color azul alcance 3/4 partes del gel. NOTA: si la cámara está conectada correctamente, se observará la formación de burbujas en los electrodos. 3. Transcurrido este tiempo, apagar la fuente de poder y sacar el gel de la cámara con ayuda de una espátula de plástico teniendo cuidado de no romperlo y colocarlo en un recipiente para teñirlo. Tinción del gel y observación de bandas 1. Verter la solución de BrEt (10 µg/mL) procurando cubrir todo el gel durante aprox. 10 min. Puede colocarse en un agitador oscilatorio con movimiento suave. NOTA: el BrEt es un agente mutagénico, por lo que debe siempre manipularse con guantes y no se debe desechar ningún residuo en la tarja del laboratorio. Todo el material que contenga bromuro de etidio se deben depositar en un envase especial perfectamente etiquetado. 2. Retirar el BrEt, regresando la solución al frasco. 3. Tomar el gel con la ayuda de una espátula y colocarlo en el transiluminador. 4. Observar las bandas a una longitud de onda de 254 nm (Figura 19D). La exposición debe ser mínima y siempre empleando protección para cara, ojos y manos. Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica. Cuestionario 1. ¿Qué ventajas tiene la agarosa para la preparación de geles? 2. Explicar diferencias y similitudes entre el amortiguador TBE y el amortiguador TAE. 3. ¿Cuál es la composición del amortiguador de carga? Explicar la función de cada componente. 4. ¿Qué otros colorantes se utilizan actualmente para la visualización del ADN? Incluir ventajas y desventajas en comparación con el BrEt. 5. Investigar los problemas más frecuentes que pueden surgir durante la separación del ADN en la electroforesis y cómo solucionarlos. Incluir imágenes ilustrativas. Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 34 ! A B C D Figura 19. Electroforesis horizontal de ADN en gel de agarosa. A) Preparación del gel de agarosa. B) Cargado de muestras. C) Montaje y conexión de la cámara de electroforesis. D) Visualización del gel en transiluminador (Modificado de: Yerena Aguilar y Ramírez Aguilera, 2018; https://www.lifeder.com/electroforesis/) 35 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 6 CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS POR EL MÉTODO DE BRADFORD Introducción Como se sabe, las proteínas son los compuestos bioquímicos más abundantes en los seres vivos y constituyen aproximadamente la mitad del peso seco de la mayor parte de los organismos. Existen numerosos tipos de proteínas con funciones variadas por ejemplo: enzimáticas, transportadoras, estructurales, de defensa, hormonales, receptoras, entre otras. Para el estudio de una proteína o de una enzima es necesario conocer la concentración en una muestra dada, por lo que la cuantificación es una técnica que se realiza de manera rutinaria en el laboratorio de Bioquímica y Biología Molecular. Los métodos de determinación de proteínas totales están basados en sus características diferenciales respecto del resto de biomoléculas presentes en las muestras biológicas. Respecto a la medición de concentración, existen diferentes métodos para la cuantificación de proteínas basados en diversas características como son: a) cantidad de nitrógeno presente, b) presencia de enlace peptídico, c) la propiedad intrínseca de las proteínas para absorber luz UV, d) la capacidad que tienen las proteínas de formar complejos con otras moléculas mediante una determinada reacción, etc. (Roca y col., 2003). Entre aquellos basados en la formación de complejos colorimétricos se encuentra el método de Bradford. Este se fundamenta en el cambio de color del colorante azul brillante de Coomasie en respuesta a diferentes concentraciones de proteínas, específicamente mediante la interacción con los aminoácidos básicos y aromáticos. El cambio de color de marrón-rojo a azul intenso, relacionado con la cantidad de proteína en la muestra, se mide espectrofotométricamente a una absorbancia de 595 nm. Este método es muy rápido, barato y sensible detectando de 1-15 µg. La medición de especies químicas por métodos espectrofotométricos implica la elaboración de curvas de calibración, es decir, la representación gráfica en un eje de coordenadas de la absorbancia (eje de ordenadas) frente a la concentración (eje de abscisas). Estas curvas de calibración se basan en la propiedad de las sustancias absorbentes de seguir la ley de Lambert-Beer que establece que cuando se incide luz a una determinada longitud de onda la absorción depende de: • El coeficiente de extinción molar de la especie química • El espesor del recipiento que la contiene • La concentración de la especie en solución. Determinar la concentración de proteínas en una muestra biológica es una técnica de rutina básica cuando se realiza la purificación de una proteína concreta, si se quiere conocer la actividad específica de una enzima, para el diagnóstico de cierta patología o daño tisular (proteínas séricas, enzimas intracelulares, etc.), así como para otros muchos propósitos. Objetivos • Construir una curva de calibración de proteínas con albúmina de suero bovino (BSA). • Determinar la concentración de una muestra problema por el método de Bradford mediante espectrofotometría UV-Vis. Material • Celdas para espectrofotómetro • Gradilla para microtubos • Micropipetas de diferentes volúmenes y puntas • Microtubos de 1.5 o 2 mL 36 Material biológico • Muestra de proteína Reactivos/Soluciones • Agua destilada • Muestra problema de proteína • Reactivo de Bradford • Solución estándar de albúmina de suero bovino (BSA) 2 mg/mL Equipos • Espectrofotómetro UV-Vis (consultar Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular) • Vórtex Metodología Encender el espectrofotómetro 25 min. antes de iniciar las lecturas. Realizar la cuantificación por duplicado. Curva estándar de BSA para cuantificación de proteína por método de Bradford 1. Preparar el patrón de BSA: disolver 20 mg de BSA en 10 mL de agua destilada, teniendo un patrón de 2 mg/mL. 2. Tomar 4 microtubos, enumerarlos y agregar las siguientes soluciones para preparar un volumen total de 500 µL de cada dilución: Microtubo no. BSA 2 mg/mL Agua destilada para un vol. total de 500 µL Concentración final (mg/mL) 1 62 µL 438 µL 0.25 2 125 µL 375 µL 0.5 3 250 µL 250 µL 1.0 4 350 µL 150 µL 1.4 3. Tomar 6 microtubos, enumerarlos y preparar la curva patrón de BSA de acuerdo con la siguiente tabla: Microtubo no. Agua destilada Dilución de cada concentración Concentración de BSA (mg/mL) 0 (Blanco) 1000 µL ——— ——— 1 50 µL ——— 0 2 ——— 50 µL 0.25 3 ——— 50 µL 0.5 4 ——— 50 µL 1.0 5 ——— 50 µL 1.4 4. A los microtubos no.1 al no. 5 agregar 1.5 mL de reactivo de Bradford, mezclar bien en vórtex e incubar por al menos 5 min. 5. Colocar las muestras en celdas para espectrofotómetro perfectamente limpias. 37 6. Seleccionar la longitud de onda a 595 nm y ajustar el espectrofotómetro a 0 con la muestra del tubo “blanco”. 7. En la misma longitud de onda de 595 nm, realizar la lectura de las muestras de los tubos no. 1 a no. 5. NOTA: el color es estable hasta 60 min. 8. Graficar absorbancia vs. concentración de proteína (mg/mL), incluyendo la absorbancia del tubo no. 1. 9. Obtener la ecuación de la recta y el coeficiente de correlación R2. Cuantificación de proteína en muestra problema por método de Bradford 1. Agregar a un microtubo 50 µL de la muestra problema de proteína proporcionada por el docente. 2. Agregar 1.5 mL de reactivo de Bradford, mezclar bien en vórtex e incubar por al menos 5 min. 3. Colocar la muestras en celda para espectrofotómetro perfectamente limpia. 4. Realizar la lectura de la absorbancia a 595 nm en el espectrofotómetro. 5. Calcular la concentración de proteína (mg/mL) usando la ecuación de la recta de la curva de BSA anteriormente obtenida. Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica la curva estándar obtenida, incluyendo la ecuación de la recta y el R2 obtenido. Cuestionario 1. Menciona algunas buenas prácticas para el uso del espectrofotómetro. 2. Además del método de Bradford, ¿qué otros métodos colorimétricos existen para la cuantificación de proteínas? Explicar fundamento, ventajas y desventajas. 3. Comparar las proteínas principales de la leche y del suero sanguíneo. 4. Si la absorción de una muestra problema dada no se encuentra dentro del rango de la curva estándar ¿cómo realizarías la cuantificación? 5. Investigar el protocolo para la cuantificación de proteínas solubles en microplacas por el método de ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 38 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA PRÁCTICA NO. 7 ELECTROFORESIS EN GEL DE POLIACRILAMIDA CON DODECILSULFATO SÓDICO (SDS-PAGE) Introducción La electroforesis es una de las técnicas que más se utilizan en Bioquímica y Biología molecular que se realiza regularmente en geles de poliacrilamida o de agarosa como soporte de separación. Los poros del gel actúan como un “colador”, permitiendo que las moléculas más pequeñas se muevan más rápido que las grandes. Las condiciones utilizadas durante la electroforesis se pueden ajustar para separar moléculas en el rango de tamaño que se desee. Específicamente, la técnica de SDS-PAGE es una variación ampliamente usada para la separación de proteínas. Los geles de acrilamida permiten un tamaño de poro muy pequeño, logrando una separación adecuada de moléculas desde pequeñas a grandes (aprox. 5 a 250 kDa). El tamaño de poro de los geles de acrilamida viene determinado por la concentración de poliacrilamida en el gel y el número de entrecruzamientos entre moléculas. Por otro lado, el dodecil sulfato de sodio (SDS) es un detergente con carga negativa que se une a las regiones hidrófobas de las moléculas de proteína, lo cual hace que las proteínas se desnaturalicen. Debido a que la mayoría de moléculas se une al SDS de manera casi proporcional a sus pesos moleculares, durante la electroforesis las proteínas tratadas con SDS migran hacia el cátodo (electrodo con carga positiva) solo en relación con su peso molecular (Figura 20). Además del SDS, se utilizan agentes reductores del grupo tiol como el β-mercaptoetanol que rompe los puentes disulfuro inter e intramoleculares para alcanzar una desnaturalización proteica completa. El sistema discontinuo utiliza un gel dividido en dos secciones: un gel concentrador o stacking: gel de poro grande en la parte superior; y el gel separador o resolving: de poro pequeño en la parte inferior. Este sistema es el más utilizado porque permite la formación de bandas altamente concentradas de muestra en el gel superior y mayor resolución de los componentes de la muestra en el gel inferior. Una vez lograda la separación, las bandas en el gel pueden visualizarse mediante varias técnicas: tinción con colorantes, detección con fluorescencia, radiactividad, etc. Debido a su elevado poder de resolución, la electroforesis en gel aunado con la tinción de los geles con un colorante, como el azul brillante de Coomassie, suele utilizarse para valorar la pureza de las muestras de proteínas. Por otro lado, la separación de proteínas también puede realizarse en condiciones no desnaturalizantes (PAGE nativa) donde las proteínas pueden recuperarse después de la separación. Amortiguador de corrida Muestra en pozo Corrida de la muestra ! Amortiguador de corrida Figura 20. Sistema SDS-PAGE (Modificado de: https://www.linkedin.com/pulse/simulador-de-electroforesis-prote%C3%ADnas-en-gel-con-sds-l %C3%B3pez-dom%C3%ADnguez/?originalSubdomain=es) 39 Objetivos • Comprender los fundamentos de la técnica de SDS-PAGE. • Realizar un ensayo de SDS-PAGE empleando distintas muestras y concentraciones de proteínas. Material • Gradilla para microtubos • Micropipetas de diferentes volúmenes y puntas • Microtubos de 1.5 o 2 mL • Tubos tipo Falcon de 50 mL o frascos de vidrio pequeños Reactivos/Soluciones • Agua destilada • Amortiguador de carga (Laemmli 2x) • Amortiguador de corrida 1x pH 8.3 (a partir de Stock 5x: Tris base 0.12 M/Glicina 1 M/SDS 0.5%) • Colorante azul de Coomasie (manejar con precaución, contiene ácido acético glacial) o colorante comercial para tinción de proteínas • Marcador de peso molecular de proteínas • Mezcla de poliacrilamida 30%: acrilamida 29.2% y bis-acrilamida 0.8% • N,N,N’,N’-tetrametiletilendiamina (TEMED) • Persulfato de amonio (APS) 10% • SDS 10% • Solución desteñidora (manejar con precaución, contiene ácido acético glacial) • Tris-HCl 1.5 M pH 8.8 • Tris-HCl 0.5 M pH 6.8 Equipo • Agitador oscilatorio • Baño de agua • Equipo de electroforesis de proteínas: caster, vidrios, peines, separadores, cámaras verticales, fuente de poder (consultar Anexo 4. Técnicas frecuentes utilizadas en el laboratorio de Biología Molecular) Metodología NOTA: usar guantes en todo momento. Montaje del caster para preparación de gel Dependiendo la marca del equipo de electroforesis de proteínas, será la manera en que se realice el montaje del caster. De manera general se realiza mediante los siguientes pasos: 1. Ensamblar el vidrio y la alúmina en el caster colocando los separadores de manera adecuada. 2. Apretar el dispositivo anterior, sin demasiada fuerza para evitar romper el vidrio. 3. Verificar que no haya fugas añadiendo un poco de agua y esperar algunos minutos. 4. Una vez que se corrobora que el dispositivo no tiene fugas, colocar el peine y realizar con un plumón una marca en cada pozo (Figura 21A). Preparación de gel separador 1. Elegir el porcentaje del gel de acuerdo al tamaño de las proteínas que se quieren identificar. De manera general, si se desconoce el tamaño aproximado se utiliza el gel al 10%. 2. Mezclar en un tubo tipo Falcon de 50 mL o en un frasco pequeño de vidrio las siguientes soluciones para preparar el gel separador. NOTA: al final agregar APS y TEMED. 40 Para preparar 10 mL al: 6% 8% 10% 12% 15% 5.3 mL 4.6 mL 4 mL 3.3 mL 2.3 mL 2 mL 2.7 mL 3.3 mL 4 mL 5 mL Tris-HCl 1.5 M pH 8.8 2.5 mL 2.5 mL 2.5 mL 2.5 mL 2.5 mL SDS 10% 100 µL 100 µL 100 µL 100 µL 100 µL APS 10% 100 µL 100 µL 100 µL 100 µL 100 µL 8 µL 6 µL 4 µL 4 µL 4 µL Agua destilada Poliacrilamida 30% TEMED 3. Mezclar la solución mediante un movimiento suave o con la punta de la micropipeta. 4. Verter la solución lentamente en el espacio entre los vidrios montados anteriormente, hasta aprox. 1 cm por debajo de los pozos marcados (Figura 21B). 5. Agregar etanol sobre el gel separador para que quede lo más lineal posible. 6. Esperar aprox. 20 min. para que el gel separador solidifique. 7. Una vez que el gel solidificó, retirar el etanol mediante inversión del caster. Preparación de gel concentrador 1. Mezclar en un tubo tipo Falcon de 50 mL o en un frasco pequeño de vidrio las siguientes soluciones para preparar el gel concentrador. NOTA: al final agregar APS y TEMED. Gel concentrador 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL Agua destilada 680 µL 1.4 mL 2.1 mL 2.7 mL 3.4 mL Poliacrilamida 30% 170 µL 333 µL 500 µL 670 µL 830 µL Tris-HCl 0.5 M pH 6.8 130 µL 250 µL 380 µL 500 µL 630 µL SDS 10% 10 µL 20 µL 30 µL 40 µL 50 µL APS 10% 10 µL 20 µL 30 µL 40 µL 50 µL TEMED 1 µL 2 µL 3 µL 4 µL 5 µL 2. Mezclar la solución mediante un movimiento suave o con la punta de la micropipeta. 3. Verter la solución lentamente sobre el gel separador anteriormente colocado. 4. Esperar aprox. 20 min. para que el gel concentrador solidifique. Montaje de gel en cámara de electroforesis 1. Retirar del caster el gel completo ya solidificado y colocar en la cámara de electroforesis. NOTA: sin retirar todavía el peine. 2. Agregar amortiguador de corrida 1x en cada compartimento (superior e inferior) (Figura 21C). 41 Preparación y cargado de muestras a analizar 1. Tomar 8 microtubos, enumerarlos y preparar las muestras de acuerdo a la siguiente tabla: Muestra BSA (albúmina sérica bovina) [1 µg/ µL] Disolución de leche en polvo [3.8 µg/ µL] 2. 3. 4. 5. Microtubo no. Muestra (µL) Amortiguador de Laemmli 2x (µL) Agua destilada (µL) Cantidad de proteína (µg) Volumen total (µL) 1 20 20 - 20 40 2 15 15 - 15 30 3 10 15 5 10 30 4 5 15 10 5 30 5 16.5 16.5 - 62.7 33 6 12 13.0 - 45.6 25 7 7.5 12.5 5 28.5 25 8 4.5 12.5 8 17.1 25 Hervir los microtubos durante 5 min. en el baño de agua. Una vez listas las muestras, retirar cuidadosamente el peine del gel. En el pozo no. 1 cargar 5 µL de marcador de peso molecular. En los siguientes pozos cargar las muestras previamente preparadas (microtubo no.1 al no. 8). NOTA: evitar la formación de burbujas en la punta de micropipeta y al cargar la muestra (Figura 21D). Electroforesis (corrida) 1. Cerrar la cámara de electroforesis, conectarla a la fuente de poder y aplicar un voltaje constante de 120 V (40 mA). Si la corrida inicia se observará la formación de burbujas en los electrodos. 2. Apagar la fuente de poder cuando el colorante se encuentre en el borde inferior de los vidrios, aprox. tarda 90 min. en migrar a ese nivel (Figura 21E y 21F). Tinción del gel y observación de bandas 1. Una vez terminada la corrida, sacar el gel de la cámara y colocarlo en un recipiente adecuado. NOTA: el gel debe quedar completamente extendido, no doblado de ninguna sección. 2. Enjuagar con agua destilada por 10 min. en agitador oscilatorio con movimiento suave. 3. Retirar el agua y agregar el colorante durante 1 h en agitación. 4. Transcurrido este tiempo retirar el colorante. NOTA: los colorantes se pueden guardar en un frasco para su reuso. 5. En el caso del colorante azul de Coomasie preparado, agregar solución desteñidora por 1 h en agitador oscilatorio con movimiento suave. Si se utilizó un colorante comercial, seguir las indicaciones del fabricante. 6. Transcurrido este tiempo, quitar las soluciones anteriores y conservar el gel en agua destilada. 7. Observar el patrón de bandas y realizar el análisis correspondiente. Observaciones y resultados Incluir en reporte de práctica. 42 Cuestionario 1. ¿Por qué se emplean distintas concentraciones (porcentajes) del gel de poliacrilamida según el peso molecular de las proteínas a separar? 2. ¿En qué casos es útil realizar un gel NO desnaturalizante? 3. ¿Cuál es la composición del amortiguador de carga (Laemmli)? Explicar la función de cada componente. 4. Además del azul de Coomasie, ¿qué otros colorantes pueden usarse para la tinción del gel? Incluir ventajas y desventajas. 5. ¿De qué manera podrías identificar un tipo de proteína en específico después de haber separado el conjunto de proteínas de una muestra mediante la electroforesis? Discusión y conclusión Incluir en reporte de práctica. Bibliografía Incluir en reporte de práctica. 43 el!siguiente!paso.! 3. 3.Agregar!la!mezcla!lentamente!en!el!espacio!entre!los!vidrios,!hasta!la!marca!previamente! Agregar!la!mezcla!lentamente!en!el!espacio!entre!los!vidrios,!hasta!la!marca!previamente! 8. Agregar!la!mezcla!lentamente!en!el!espacio!entre!los!vidrios,!hasta!llegar!al!borde.! realizada!(Fig.!3).! realizada!(Fig.!3).! 9. Colocar!el!peine!cuidando!de!no!atrapar!ninguna!burbuja,!porque!provocan!distorsión!en! olución!Laemmli!2X!y!hervir!por!4!min!a!95°!C!(en!cada!po a!y!el!volumen!máximo!que!le!cabe!a!cada!uno!es!de!!50!µL A B la!superficie!del!gel.! 10. Esperar!a!que!el!gel!solidifique!(aproximadamente!15!min).! 13. 13. Remover!cuidadosamente!el!peine!y!cargar!lentamente!el!marcador!de!peso!molecular! Remover!cuidadosamente!el!peine!y!cargar!lentamente!el!marcador!de!peso!molecular! 11. Colocar!el!gel!en!la!cámara!de!electroforesis!y!agregar!amortiguador!de!corrida!a!cada! en!el!pozo!#1!y!el!resto!de!las!muestras!en!los!pozos!adyacentes!(Fig.!5).! en!el!pozo!#1!y!el!resto!de!las!muestras!en!los!pozos!adyacentes!(Fig.!5).! compartimiento!(Fig.!4).! ! El! de! peso! molecular! debe! mantenerse! en! en! hielo.! Su! Su! preparación! para! ser!ser! !marcador! El! marcador! de! peso! molecular! debe! mantenerse! hielo.! preparación! para! 12. Preparar!las!muestras!con!solución!Laemmli!2X!y!hervir!por!4!min!a!95°!C!(en!cada!pozo! cargado! en! el! puede! variar! dependiendo! de! de! la! marca,! verifica! las!las! instrucciones! del!del! cargado! en!gel! el! gel! puede! variar! dependiendo! la! marca,! verifica! instrucciones! deberás!cargar!10!µg!de!proteína!y!el!volumen!máximo!que!le!cabe!a!cada!uno!es!de!!50!µL)! proveedor.!! proveedor.!! ! ! C D !Evita!burbujear!con!la!micropipeta!mientras!se!coloca!la!muestra!para!que!ésta!no!se!salga! 4. 4.!Evita!burbujear!con!la!micropipeta!mientras!se!coloca!la!muestra!para!que!ésta!no!se!salga! Agregar! agua! destilada! con!con! una!una! micropipeta! sobre! el! gel! separador,! para! evitar! que!que! la! la! Agregar! agua! destilada! micropipeta! sobre! el! gel! separador,! para! evitar! del!pozo.! del!pozo.! presencia!de!oxígeno!inhiba!la!polimerización!al!bloquear!los!radicales!libres.! presencia!de!oxígeno!inhiba!la!polimerización!al!bloquear!los!radicales!libres.! 14. Cargar!30!µL!de!solución!Laemmli!2X!en!los!pozos!que!no!tendrán!muestras!proteicas,!o! Cargar!30!µL!de!solución!Laemmli!2X!en!los!pozos!que!no!tendrán!muestras!proteicas,!o! 5. 5.14. Esperar!a!que!el!gel!solidifique!(aproximadamente!30!min).!! Esperar!a!que!el!gel!solidifique!(aproximadamente!30!min).!! de!lo!contrario,!la!muestra!adyacente!se!extenderá!lateralmente.! de!lo!contrario,!la!muestra!adyacente!se!extenderá!lateralmente.! 39 39 15. 15. Cerrar!la!cámara!de!electroforesis!y!aplicar!una!corriente!de!120!V!(si!la!cámara!se!coloca! Cerrar!la!cámara!de!electroforesis!y!aplicar!una!corriente!de!120!V!(si!la!cámara!se!coloca! adecuadamente,!se!observará!la!formación!de!burbujas!en!los!electrodos,!Fig.!6,!7).! adecuadamente,!se!observará!la!formación!de!burbujas!en!los!electrodos,!Fig.!6,!7).! E. ! F. 40 ! 16. ! ! Figura 21. Preparación y montaje de SDS-PAGE. A) Ensamblaje en caster. B) Preparación del gel. C) Montaje de gel en cámara de electroforesis. D) Cargado de muestras. E) Conexión de corriente eléctrica. F) Corrida de muestras 16. Apagar!la!fuente!de!poder!cuando!el!colorante!se!encuentre!en!el!borde!inferior!de!los! Apagar!la!fuente!de!poder!cuando!el!colorante!se!encuentre!en!el!borde!inferior!de!los! (Tomado de: González de la Rosa y col., 2014). vidrios!(tardará!aproximadamente!60!min!en!migrar!hasta!ahí)! vidrios!(tardará!aproximadamente!60!min!en!migrar!hasta!ahí)! Sacar! el! gel! de!cámara! la! cámara! y! teñirlo! la! solución! Coomassie! durante! min! 17. 17. Sacar! el! gel! de! la! y! teñirlo! con!con! la! solución! de! de! Coomassie! durante! 30!30! min! en!en! agitación!(usa!un!volumen!suficiente!para!cubrir!el!gel)! agitación!(usa!un!volumen!suficiente!para!cubrir!el!gel)! 44 Retirar!la!solución!de!Coomassie!y!cubrir!el!gel!con!la!solución!desteñidora.!Después!de! 18. 18. Retirar!la!solución!de!Coomassie!y!cubrir!el!gel!con!la!solución!desteñidora.!Después!de! ANEXOS 45 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA ANEXO 1. IDENTIFICACIÓN DE MATERIAL Y EQUIPO USADO EN EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA MOLECULAR Material Agitador de vidrio Descripción Uso común Representación Cilindro fino macizo Agitar y homogeneizar de vidrio. soluciones. ! Dispositivo cilíndricos Barra de agitación con imán. Existen de Agitar y homogeneizar magnética diferentes tamaños y soluciones, se requiere una placa magnética. formas. ! Cámara de Neubauer Realizar el recuento de esporas y células en un D i s p o s i t i v o d e medio líquido, que puede precisión hecho de ser; un cultivo celular, vidrio óptico especial. s a n g r e , o r i n a , l í q u i d o cefalorraquídeo, líquido ! sinovial, etc. Contener muestras líquidas Celdas para Recipiente de vidrio, para realizar la lectura espectrofotómetro plástico o cuarzo. espectrofotométrica de su absorbancia. 46 Material Descripción Uso común Cubreobjetos Fina hoja de material transparente de forma cuadrada (normalmente 20 mm x 20 mm) o rectangular (de 20 mm x 40 mm). Se coloca sobre un objeto que va a ser observado bajo microscopio, el cual se suele encontrar sobre un portaobjetos. Embudo Representación ! Material de vidrio o Verter líquidos, filtración. plástico. ! Gradilla Matraz Erlenmeyer Rejillas que pueden ser de diferentes m a t e r i a l e s , t a l e s Sostener tubos de ensayo. como madera, plástico o metal. Material de vidrio graduado de varios tamaños y capacidades, angosto en la parte superior y ensanchado en la base plana. ! Preparar soluciones, calentar soluciones, titulaciones, análisis cualitativos, filtraciones. ! Matraz volumétrico o aforado Material de vidrio de v a r i o s ta m a ñ o s y capacidades, angosto en la parte superior y ensanchado en la base plana. No es graduado, solo tiene una marca para completar el volumen total. Medir un volumen exacto de líquido con base a la capacidad del propio matraz, que aparece indicada. ! 47 Material Micropipeta Descripción Uso común Representación Instrumento calibrado p a r a r e c o l e c t a r Medir alícuotas de µL a mL muestras e n con alta precisión. volúmenes muy pequeños. ! Microtubo Mortero y pistilo Contenedor pequeño cilíndrico de plástico, con un fondo cónico y típicamente una tapa unida al cuerpo del tubo para evitar su desprendimiento. Existen en diferentes capacidades y volúmenes (0.6 mL, 1.5 mL, 2.0 mL). Para la centrifugación, o como simples viales contenedores de volúmenes pequeños. ! Vasija de porcelana M a c h a c a r o t r i t u r a r con utensilio incluido s u s t a n c i a s s ó l i d a s , del mismo material. homogeneizar mezclas. ! Pipeta graduada Tubo graduado, transparente de vidrio con punta cónica. Medir alícuotas de líquido Existen de varios con precisión. volúmenes (1, 2, 5, 10 mL, etc.). ! Pipeta de transferencia Tu b o d e v i d r i o o plástico con borde Transferencia de pequeñas cónico, puede tener o cantidades de líquidos. no bulbo. ! 48 Material Portaobjetos Descripción Uso común Pieza delgada y plana de vidrio, generalmente de 75 x Ob s e r v a r o b j e t o s p a r a 26 mm y 1 mm de examinarlos al microscopio. grosor. Representación ! Material cilíndrico graduado, tiene una base, regularmente de vidrio pero también existen de plástico, de varios Medir alícuotas de líquido Probeta graduada t a m a ñ o s y con mediana precisión. capacidades. Su extremo superior tiene una proyección que facilita el vertido ! de su contenido. Propipeta Utensilio vertical de Succionar líquidos para plástico o goma, con transferir en las pipetas un émbolo. graduadas. ! Puntas para micropipeta Puntas fabricadas con polipropileno, Tomar volúmenes con la a u t o c l a v a b l e s . micropipeta (desde µL Existen de diferentes hasta mL). volúmenes. ! Termómetro Instrumento de vidrio alargado, consta de un bulbo de vidrio que incluye un pequeño tubo capilar; éste contiene m e r c u r i o ( u o t r o Medir la temperatura de los de agua, material con alto b a ñ o s incubadoras, etc. coeficiente de dilatación), que se dilata de acuerdo a la temperatura y ! permite medirla sobre una escala graduada. 49 Material Descripción Uso común Tubo de ensayo Tubos de vidrio cerrados por uno de sus extremos. Tienen d i f e r e n t e s capacidades, el tamaño se expresa en mm para diámetro y altura, por ejemplo: 13 x 100 mm. Pueden existir con o sin borde, con o sin tapón. Regularmente de vidrio refractario para resistir altas temperaturas pero también existen de plástico. Se utiliza generalmente para ensayos cualitativos con cantidades pequeñas de reactivos. Tubo tipo Falcon Representación ! Tu b o d e p l á s t i c o graduado con tapón Centrifugar, preparar de rosca. Pueden reservar soluciones. existir de varios volúmenes. y ! Vaso de precipitado Vasos regularmente de vidrio de varios tamaños y capacidades, regularmente son graduados. Los más usados son los que tienen pico para facilitar el vertido de líquidos. Preparar soluciones, calentar soluciones, reservar, pesar reactivos, análisis cualitativos. ! 50 Equipo Agitador universal (oscilador) Balanza analítica Descripción Uso común Mezclar o agitar sustancias tanto en tubo, matraz ou otro recipiente apropiado. Equipo de laboratorio P u e d e n agitarse electrónico que tiene una s u s t a n c i a s d e g r a n placa oscilante. volumen, o en caso de que se requiera agitación simultánea. Representación ! Instrumento electrónico que contiene un platillo Pesar reactivos sólidos. de medición. ! Parrilla de calentamiento con agitación Placa de calentamiento electrónica fabricada en aleación de aluminio que transfiere la temperatura en forma uniforme y en periodos cortos. Calentar sustancias muy inflamables y peligrosas, y para reacciones que necesitan temperatura controlada. ! Equipo electrónico que utiliza luz ultravioleta y Visualización de muestras Transiluminador una base que deja pasar m a r c a d a s con fluorescencia . la radiación UV. ! Vórtex Dispositivo electrónico formador de un flujo A g i t a r pequeños turbulento en rotación volúmenes de líquido. espiral con trayectorias de corriente cerradas. ! 51 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA ANEXO 2. MANEJO DE RESIDUOS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD El laboratorio de Bioquímica es un lugar de aprendizaje donde se complementa la información adquirida en el aula. Durante el desarrollo de las prácticas de laboratorio se pueden llegar a utilizar sustancias o muestras que, podrían representar riesgos potenciales a la salud, debido a que pueden ser: corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológico infecciosas. El personal que se desenvuelve en el laboratorio debe ser responsable de proteger su salud, por lo que es obligación de uno mismo cumplir con todas las normas de seguridad. Los laboratorios se deben considerar lugares de trabajo seguros, únicamente cuando se conocen y se siguen las normas de seguridad en materia de clasificación, manejo y disposición final de las sustancias anteriormente mencionadas, lo cual nos permite identificar los peligros y disminuir los riesgos. Manejo de materiales peligrosos y residuos peligrosos biológico infecciosos (RPBI) 1. Manejar cualquier tipo de líquido corporal, sangre, plasma, suero, orina, tejido, cadáver o cultivo como potencialmente infeccioso; con el fin de minimizar la difusión de enfermedades transmisibles. 2. Deben usarse guantes para efectuar punciones vasculares y para manipular sangre, líquidos corporales, cultivos de microorganismos, sustancias o superficies contaminadas. Después del uso de cualquier material biológico, se procede al lavado de manos con los guantes puestos, que se depositarán en el contenedor correspondiente. Después de quitarse los guantes debemos lavarnos nuevamente las manos. 3. Se debe conocer los símbolos y los códigos de color sobre las precauciones y los peligros en el laboratorio. 4. Asegurarse de conocer la localización de extinguidores, del botiquín y de las salidas de emergencia. 5. Los elementos punzocortantes como cubreobjetos, portaobjetos y agujas deben desecharse en recipientes especiales destinados para ello, los cuales deben estar etiquetados con la leyenda que indique "Peligro, residuos punzocortantes biológicoinfecciosos" y marcados con el símbolo universal de riesgo biológico. 6. Limpiar las superficies potencialmente contaminadas con hipoclorito de sodio 1%, con etanol 70% o con agua oxigenada. 7. Todas las sustancias químicas son potencialmente tóxicas y peligrosas, por lo que se debe: a) Conocer en términos generales las propiedades y el uso correcto de las mismas. b) Nunca probar, así como tampoco inhalar, directamente las sustancias. Para determinar el olor se acerca la tapa del frasco cuidadosamente a la nariz, o bien, si se trata de sustancias volátiles o vapores acercar éstos con la mano a la nariz. c) Evitar el contacto de sustancias con la piel, especialmente la cara. Nunca dirigir un tubo de ensayo o la boca de un matraz con líquidos en ebullición o material de reacción hacia un compañero, o a sí mismo, ya que puede proyectarse el contenido. 52 Respecto a las sustancias que no tienen un efecto pronunciado sobre la piel, pero cuya ingestión es peligrosa, evitar la contaminación de alimentos o manos que después se llevarán a la boca o con las que se tocarán alimentos (nunca ingerir alimentos en el laboratorio). d) Nunca se debe pipetear con la boca, especialmente los ácidos fuertes, productos cáusticos, oxidantes fuertes y compuestos venenosos. 8. Seguir las indicaciones del profesor y del personal a cargo del área de prácticas. Cualquier accidente en el laboratorio debe comunicarse inmediatamente al profesor y/o responsable de laboratorios. 9. Manejar adecuadamente los residuos peligrosos derivados de las prácticas, identificando su nivel de riesgo y el medio adecuado para su desecho. Queda prohibido desechar sustancias a la tarja o por cualquier otro medio, sin autorización del responsable del grupo. Las hojas de seguridad correspondientes incluyen qué hacer en caso de accidentes y la forma correcta de desechar los residuos. 10. En cuanto a los solventes inflamables (alcohol, éter, cloroformo, acetona, tolueno, xilol, etcétera) se recomiendan las siguientes precauciones: a) No fumar en el interior del laboratorio. b) No utilizar la llama del mechero sin cerciorarse de que no hay cerca líquidos inflamables. No dejar el mechero encendido cuando esté fuera de uso. c) Si se vierten accidentalmente sobre las mesas, secar de inmediato con un trapo húmedo y enjuagar éste en el chorro de agua, exprimiéndolo. d) Nunca calentar un líquido orgánico sobre una flama. e) En caso de incendio debe hacerse lo siguiente: para un incendio pequeño en un vaso, un matraz, etcétera, éste se cubrirá con un recipiente mayor o se ahogará el fuego con un trapo mojado o se combatirá con un extinguidor. Cuando el fuego sea de un solvente derramado sobre la mesa o el piso, se utilizará un extinguidor de dióxido de carbono. Si el fuego no puede vencerse de inmediato, se evacuará el laboratorio y se avisará al departamento contra incendios de la institución. 11. Los accidentes más frecuentes en el laboratorio son las lesiones debidas a cortes, laceraciones, etcétera, por cristalería rota en su mayoría. En caso de heridas pequeñas dejar que sangre unos segundos; tener cuidado de no dejar partículas de vidrio en la herida y aplicar un desinfectante. Las heridas de mayor importancia deben ser atendidas por un médico. Mientras tanto, se debe evitar el sangrado aplicando presión en un punto más arriba la herida o antes de ella, sin mantener la presión por más de 5 min. 12. Para evitar los choques eléctricos en el laboratorio nunca tocar un aparato eléctrico con las manos húmedas o si se está parado sobre un piso húmedo. Siempre apagar y desconectar los aparatos luego de cualquier manipulación. 13. Para mayor información consultar: Norma Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental - Salud ambiental - Residuos peligrosos biológico-infecciosos Clasificación y especificaciones de manejo (Anexo 3). 53 cen de la naturaleza del peligro. Nunca tocar un aparato rico con las manos húmedas o cuando se esté parado e un piso húmedo. Siempre apagar y desconectar los atos antes de cualquier manipulación. Símbolos de seguridad ogramas de seguridad E = EXPLOSIVO s etiquetas de químicos de uso en elquímicos laboratorio Enproductos las etiquetas de productos de uso en el laboratorio además de la identificación del contenido, calidad y límite de lo que contiene, se puede encontrar pictogramas más de la identificación del contenido, calidaddey pureza límite de Es toda sustancia sólida o líquida o mezcla (símbolos za de lo que contiene, internacionalmente se puede encontrar aceptados pictogramasy reconocidos) que indican los riesgos principales. sustancias que pueden desprender gases a una temperatur Los pictogramas de seguridad son: bolos internacionalmente aceptados y reconocidos) que presión y velocidad tales que pueden detonar, produ an los riesgos principales. Los pictogramas Significado de seguridad Pictograma Definición violentas deflagraciones, o explotar al exponerse al ca cuando están parcialmente confinadas. Ejemplo: azida plomo, fluoruro de carbono. Todo aquello que pueda contener bacterias, virus u otros Medidas deconprevención: alejadas de otr microorganismos capacidad dealmacenarlas infección o cuando productos, todo choque, fricción y mantener alejadas contiene toxinas evitar producidas por microorganismos que Todo aquello que pueda contener bacterias, virus u causen efectos nocivos a los seres vivos. Ejemplo: Riesgo biológico fuentes de calor, chispas o fuego. microorganismos con capacidad de infección o cuando jeringas, sangre. Medidas de prevención: evitar el ene toxinas producidas por microorganismos que causen contacto con los ojos, la piel y las vías respiratorias. os nocivos a los seres vivos. Ejemplo: jeringas, sangre. Utilizar elementos de protección personal. das de prevención: evitar el contacto con los ojos, la piel y as respiratorias. RIESGO Utilizar elementos de protección personal. BIOLÓGICO Sustancias de menor toxicidad, pero pueden causa Es toda sustancia sólida o líquida o mezcla de daños a la salud. También se incluyen aquellas mezclas sustancias que pueden desprender gases a una temperatura, y velocidad tales que que pueden preparadospresión que tienen alguna sustancia puede ser tóxic detonar, producir violentas deflagraciones, o explotar alen la mezcla pero que se encuentra a una baja concentración Explosivo O = OXIDANTE E = EXPLOSIVO Sustancias capaces de aportar oxígeno cuando onan con otra sustancia, por lo que cuando entran en Es toda sustancia sólida o líquida o mezcla de cto con combustibles o inflamables avivan la reacción ncias que pueden desprender gases a una temperatura, ndo desarrollar reacciones violentas. Ejemplo: nitrito de ón y velocidad tales que pueden detonar, producir hiposulfito de sodio. ntas deflagraciones, o explotar al exponerse al calor Oxidante as de prevención: mantener alejadas de las sustancias do están parcialmente confinadas. Ejemplo: azida de ustibles o inflamables, ya que pueden favorecer los o, fluoruro de carbono. dios y dificultar su extinción. das de prevención: almacenarlas alejadas de otros uctos, evitar todoOchoque, fricción y mantener alejadas de = OXIDANTE es de calor, chispas o fuego. Sustancias capaces de aportar oxígeno cuando nan con otra sustancia, por lo que cuando entran en o con combustibles o inflamables avivan la reacción Nocivode do desarrollar reacciones violentas. Ejemplo: nitrito hiposulfito de sodio. s de prevención: mantener alejadas de las sustancias stibles o inflamables, ya que pueden favorecer los 34 os y dificultar su extinción. Xn = NOCIVO exponerse al calor cuando están parcialmente confinadas. Ejemplo: azida de plomo, fluoruro de carbono. Medidas de prevención: almacenarlas alejadas de otros productos, evitar todo choque, fricción y mantener alejadas de fuentes de calor, chispas o fuego. Sustancias de menor toxicidad, pero pueden causar Sustancias de aportar oxígeno aquellas cuando mezclas o daños a lacapaces salud. También se incluyen reaccionan con otra sustancia, por lo que cuando preparados que tienen alguna sustancia queentran puede ser tóxica Xi =o IRRITANTE en contacto con combustibles inflamables avivan la pero que se encuentra a una baja concentración en la mezcla. reacción pudiendo desarrollar reacciones violentas. Ejemplo: nitrito de sodio,que hiposulfito sodio. Medidas Sustancias puedende causar irritación a la pie de mucosas, prevención:o mantener alejadas de las sustancias los ojos, por contacto inmediato, prolongado combustibles o inflamables, ya que pueden favorecer los repetido, pudiendo también provocar inflamación. Ejemplo incendios y dificultar su extinción. cloroformo, SDS, hipoclorito de sodio, aminoantipirina. Medidas de prevención: evitar el contacto con los ojos, la piel las vías respiratorias. Utilizar elementos de protección persona Sustancias de menor toxicidad, pero pueden causar daños a la salud. También se incluyen aquellas mezclas o preparados que tienen alguna sustancia que puede ser Xi = IRRITANTE tóxica pero que se encuentra a una baja concentración en la mezcla. Sustancias que pueden causar irritación a la piel, mucosas, o los ojos, por contacto inmediato, prolongado o repetido, pudiendo también provocar inflamación. Ejemplo: cloroformo, SDS, hipoclorito de sodio, aminoantipirina. Medidas de prevención: evitar el contacto con los ojos, la piel y F+ = EXTREMADAMENTE INFLAMABLE las vías respiratorias. Utilizar elementos de protección personal. 54 3 as de prevención: mantener alejadas de las sustancias ustibles o inflamables, ya que pueden favorecer los dios y dificultar su extinción. Xi = IRRITANTE Sustancias que pueden causar irritación a la piel, osas, o los ojos, por contacto inmediato, prolongado o ido, pudiendo también provocar inflamación.Irritante Ejemplo: formo, SDS, hipoclorito de sodio, aminoantipirina. das de prevención: evitar el contacto con los ojos, la piel y as respiratorias. Utilizar elementos de protección personal. Sustancias cuyo punto de ignición es menor de 0°C y su de ebullición máximo de 35°C. Xn = NOCIVO Extremadamente inflamable Sustancias cuyo punto de ignición es menor de 0°C y su nto de ebullición máximo de 35°C. F+ = EXTREMADAMENTE INFLAMABLE 35 F = INFLAMABLE Inflamable Sustancias líquidas cuyo punto de ignición es menor a Ejemplo: etanol, tolueno, éter dietílico. as de prevención: mantener alejado de fuentes de calor, nición o eventuales chispas, de materiales combustibles y ntes. F = INFLAMABLE Sustancias líquidas cuyo punto de ignición es menor a Aquellas o preparados °C. Ejemplo: sustancias etanol, tolueno, éter dietílico. que cuando son os al medio ambiente pueden efecto didas de prevención: mantener alejadopresentar de fuentes un de calor, Nocivos para el ato o diferido, poniendo a alguna especie. ignición o eventuales chispas,endepeligro materiales combustibles y medio ambiente o: tiourea, o-toluidina. dantes. as de prevención: evitar que los derrames alcancen los ües, tratar los residuos en condiciones ambientalmente adas. N = NOCIVO PARA EL MEDIO AMBIENTE N = NOCIVO PARA EL MEDIO AMBIENTE Tóxico Sustancias que pueden causar irritación a la pie mucosas, o los ojos, por contacto inmediato, prolongado repetido, pudiendo también provocar inflamación. Ejemplo cloroformo, SDS, hipoclorito de sodio, aminoantipirina. Medidas de prevención: evitar el contacto con los ojos, la piel las vías respiratorias. Utilizar elementos de protección persona Sustancias que pueden causar irritación a la piel, mucosas, o los ojos, por contacto inmediato, prolongado o repetido, pudiendo también provocar inflamación. Ejemplo: cloroformo, SDS, hipoclorito de sodio, aminoantipirina. Medidas de prevención: evitar el contacto con los ojos,sustancias la piel y las respiratorias. Aquellas o vías preparados que cuando so Utilizar elementos de protección personal. liberados al medio ambiente pueden presentar un efect inmediato o diferido, poniendo en peligro a alguna especie Ejemplo: tiourea, o-toluidina. Medidas de prevención: evitar que los derrames alcancen lo = EXTREMADAMENTE INFLAMABLE desagües, F+ tratar los residuos en condiciones ambientalment adecuadas. Sustancias cuyo punto de ignición es menor de 0°C y su punto de ebullición máximo de 35°C. Aquellas sustancias o preparados que cuando son liberados al medio ambiente pueden presentar un efecto inmediato o diferido, poniendo en peligro a alguna especie. Ejemplo: tiourea, o-toluidina. Medidas de prevención: evitar que los derrames alcancen los desagües, tratar los residuos en condiciones ambientalmente adecuadas. Sustancias líquidas cuyo punto de ignición es menor a 40°C. Ejemplo: etanol, tolueno, éter dietílico. Medidas de prevención: mantener alejado de fuentes de T+ = ALTAMENTE TÓXICO, T TÓXICO calor, de ignición o eventuales chispas, de materiales combustibles y oxidantes. Sustancias que pueden causar daño en forma aguda crónica a la salud o causar la muerte si son inhaladas, ingerida o se absorben por la piel, aún en pequeñas cantidades Ejemplo: azida de sodio, dinitrofenol, bromuro de etidio. Medidas prevención:TÓXICO, evitar todo contacto directo. Utiliza T+ de = ALTAMENTE T TÓXICO Aquellas sustancias o preparados que cuando son estrictas medida elementos de protección personal. Emplear liberados al medio que ambiente pueden presentar un efecto Sustancias pueden causar daño en forma aguda o de higiene personal y delen ambiente laboratorio. inmediato o diferido, poniendo peligro adel alguna crónica a la salud o causar la muerte si son inhaladas, ingeridas especie. Ejemplo: tiourea, o-toluidina. Medidas de o se absorben por la piel, aún en pequeñas cantidades. prevención: evitar que los derrames alcancen los Ejemplo: azida delos sodio, dinitrofenol, bromuro de etidio. desagües, tratar residuos en condiciones Medidas de prevención: evitar todo contacto directo. Utilizar ambientalmente adecuadas. elementos de protección personal. Emplear estrictas medidas de higiene personal y del ambiente del laboratorio. Sustancias que pueden causar daño en forma aguda o crónica a la salud o causar la muerte si son inhaladas, ingeridas o se absorben por la piel, aún en pequeñas cantidades. Ejemplo: azida de sodio, dinitrofenol, bromuro de etidio. Medidas de prevención: evitar todo contacto directo. Utilizar elementos de protección personal. Emplear estrictas medidas de higiene personal y del ambiente del laboratorio. T+ = ALTAMENTE TÓXICO, T TÓXICO Sustancias que pueden causar daño en forma aguda o a a la salud o causar la muerte si son inhaladas, ingeridas absorben por la piel, aún en pequeñas cantidades. o: azida de sodio, dinitrofenol, bromuro de etidio. as de prevención: evitar todo contacto directo. Utilizar 3 55 3 36 casos se mencionan combinaciones de frases R o de frases S, cuando dos o más riesgos tienen relación entre sí (cuadro I.6). Sustancias capaces de atacar y destruir los tejidos orgánicos si entran en contacto con ellos o bien atacar ciertos metalesde o materiales. Ejemplo: hidróxido de Protection El símbolo la N.F.P.A. (National Fire sodio, ácido clorhídrico, ácido acético. Corrosivo Association) Medidas de prevención: evitar el contacto con los ojos, la piel y las vías respiratorias. Utilizar elementos de El símbolo de la N.F.P.A. es un sistema de identificación de protección personal. riesgos de un producto químico, en tres categorías principales: "salud", "inflamabilidad" y "reactividad" indicando el grado de severidad por medio de una escala numérica desde (4) que C = CORROSIVO indica el riesgo mayor, (3) riesgo severo, (2) riesgo moderado, Simbología NFPA (National Fire Protection Association) Sustancias capaces de atacar y destruir los tejidos (1) riesgo menor, hasta (0) que representa ausencia de riesgo. ánicos si entran en contacto con ellos o bien atacar ciertos Este símbolo es útil para alertar acerca del riesgo de ese Es un Ejemplo: sistema hidróxido de identificación de riesgosproducto de uny producto químico, tres categorías ales o materiales. de sodio, ácido a su vez, puede ayudar en a determinar los cuidados a "salud", "inflamabilidad" y "reactividad" de severidad hídrico, ácidoprincipales: acético. tener en indicando cuenta en el el grado almacenamiento y en por caso de didas de prevención: el contacto los ojos, desde la piel y (4) que emergencias, derrames o salpicaduras. medio evitar de una escalacon numérica indica el de riesgo mayor, (3) riesgo severo, (2) vías respiratorias. Utilizar elementos(1) deriesgo protección personal. La información se presenta por medio de una estructura riesgo moderado, menor, hasta (0) que representa ausencia de riesgo. espacial en forma de rombo principal, dividido a suayudar vez en otros Este símbolo es útil para alertar acerca del riesgo de ese producto y a su vez, puede ntificación sobre los riesgos específicos y los aconsejos cuatro. en el almacenamiento y en caso de a determinar los cuidados tener en cuenta prudencia emergencias, de derrames o salpicaduras. El rombo azul a la izquierda identifica el riesgo para la rombo rojo espacial en la parteen superior riesgo por La información se presenta por medio de salud. una Elestructura formaindica de el rombo ses "R" éstas advierten acerca del riesgo más común inflamabilidad. principal, dividido a su vez en otros cuatro (Figura 22): gnado a esa sustancia química, por medio de la enumeración El rombo amarillo a la derecha señala el riesgo por riesgos específicos en frases cortas que son adaptables a reactividad o inestabilidad. El rombo blanco en la parte inferior distintas sustancias. Clasificación de los re indica riesgos especiales tales como: W reactivo al agua, COR Las frases "S" brindan los consejos de prudencia o las corrosivo, AIR reactivo al aire, OXY oxidante. Ejemplo: Los residuos que se gen didas de prevención más importantes relacionadas con el enseñanza o investigac go asignado a esa sustancia química y que permitirán su nipulación y almacenamiento en forma segura. En algunos contienen residuos no biológicos infecciosos y Ácido clorhídrico Figura 22. Rombo NFPA (Tomado de: NFPA 704) Hojas de seguridad • • • • Residuos peligrosos b 37 aquello que ha entrado sus muestras biológica clasifican en: sangre, c partes y fluidos corpora algodones, jeringas, e agujas, pipetas Pasteur, El rombo azul a la izquierda identifica el riesgo para la salud. Cada práctica cuenta con las hojas de seguridad para cada Residuos municipales: s El rombo rojo en la parte superior indica el riesgo por inflamabilidad. reactivo o sustancia que se utilice en el laboratorio. El rombo amarillo a la derecha señala el riesgo por reactividad o inestabilidad. para la salud y sus cara Las hojas de seguridad proveen información sobre (cuadro I.8, El rombo blanco en la parte inferior indica riesgos/peligros especiales talesdomésticos como: Wcomunes. pág. 43): reactivo al agua, COR corrosivo, AIR reactivo al aire, OXY oxidante. • Los componentes de un producto, su reactividad, las medidas precautorias principales o las advertencias más importantes. • Los elementos de protección personal que se recomienda emplear en la manipulación. • Las vías de ingreso y los órganos blanco. • Las medidas por derrame accidental y de primeros auxilios. • La información toxicológica. • Las recomendaciones para su almacenamiento. • Las condiciones para la disposición de los residuos. Residuos especiales: so peligro para la salud p como: Corrosividad, R Inflamabilidad (CRETI). de residuos municipale hace que se consider 56 mientras q infecciosos, infecciosos con peligros peligrosos CRETI. UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA ANEXO 3. NORMA Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental - Salud ambiental - Residuos peligrosos biológico-infecciosos - Clasificación y especificaciones de manejo. Al margen un sello con el Escudo Nacional, que dice: Estados Unidos Mexicanos.- Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. CASSIO LUISELLI FERNANDEZ, Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización de Medio Ambiente y Recursos Naturales, y ERNESTO ENRIQUEZ RUBIO, Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización, de Regulación y Fomento Sanitario, con fundamento en lo dispuesto en los artículos 32 bis fracciones I, II, IV, V y 39 fracciones I, VIII y XXI de la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal; 4 de la Ley Federal de Procedimiento Administrativo; 5 fracciones V, VI y XIX, 15, 36, 37, 37 Bis, 150, 151, 151 Bis, 160 y 171 de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente; 3 fracciones XIII y XIV, 13, apartado A) fracción I, 45, 116, 117, 118, 128, 129 y 393 de la Ley General de Salud; 38 fracción II, 40, fracciones I, III, V, IV, X y XI, 41, 43, 44 y 47 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización; 1o., 2o. y 4o. fracciones II, III y IV, 5o., 6o. y 58 del Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en materia de Residuos Peligrosos; 2 fracción I incisos a) y c), y 7o. y 66 del Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Control Sanitario de Actividades, Establecimientos, Productos y Servicios; 10 del Reglamento de la Ley General de Salud en materia de Prestación de Servicios de Atención Médica; 28, 31 fracción II, 33 y 34 del Reglamento de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización; 8 fracción V del Reglamento Interior de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales; 2 literal C fracción II del Reglamento Interior de la Secretaría de Salud y 2, fracciones I, II, III, VII, VIII y IX, 7 fracción XVI, y 12 fracción VI del Decreto por el que se crea la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios, ordenan la publicación en el Diario Oficial de la Federación de la Norma Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental-Salud ambiental-Residuos peligrosos biológicoinfecciosos-Clasificación y especificaciones de manejo, y CONSIDERANDO Que en cumplimiento a lo establecido en la fracción I del artículo 47 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, con fecha 1 de noviembre de 2001 se publicó en el Diario Oficial de la Federación, con carácter de proyecto la Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-087-ECOL-SSA1-2000, Protección ambiental- Salud ambiental-Residuos peligrosos biológicoInfecciosos-Clasificación y especificaciones de manejo, mismo que fue elaborado de manera conjunta con la Secretaría de Salud, con el fin de que dentro de los 60 días naturales siguientes a su publicación, los interesados presenten sus comentarios ante el Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Protección Ambiental, sito en bulevar Adolfo Ruiz Cortines número 4209, piso 5o., colonia Jardines en la Montaña, código postal 14210, Delegación Tlalpan, Distrito Federal o se enviaron al correo electrónico o al fax que se señalaron. Durante el citado plazo, la Manifestación de Impacto Regulatorio correspondiente estuvo a disposición del público en general para su consulta en el citado domicilio, de conformidad con el artículo 45 del citado ordenamiento. Que en el plazo de los 60 días antes señalado, los interesados presentaron sus comentarios al proyecto en cuestión, los cuales fueron analizados por el citado Comité, realizándose las modificaciones procedentes al mismo. La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales publicó las respuestas a los comentarios recibidos en el Diario Oficial de la Federación el día 20 de enero de 2003. Que habiéndose cumplido con el procedimiento establecido en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, el Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Protección Ambiental aprobó la Norma Oficial Mexicana NOM-087ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental-Salud ambiental-Residuos peligrosos biológico-infecciosos-Clasificación y especificaciones de manejo, misma que abroga a su similar NOM-087-ECOL-1995 y su aclaración publicada en el citado órgano informativo el 12 de junio de 1996, Que establece los requisitos para la separación, envasado, almacenamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición final de los residuos peligrosos biológico-infecciosos que se generan en establecimientos que presten atención médica, actualizando el año de su expedición. Por lo expuesto y fundado se expide la siguiente: 57 NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-087-ECOL-SSA1-2002, PROTECCION AMBIENTAL-SALUD AMBIENTALRESIDUOS PELIGROSOS BIOLOGICO-INFECCIOSOS- CLASIFICACION Y ESPECIFICACIONES DE MANEJO INDICE 0. Introducción 1. Objetivo y campo de aplicación 2. Referencias 3. Definiciones y terminología 4. Clasificación de los residuos peligrosos biológico-infecciosos 5. Clasificación de los establecimientos generadores de residuos peligrosos biológico-infecciosos 6. Manejo de residuos peligrosos biológico-infecciosos 7. Grado de concordancia con normas y lineamientos internacionales y con las normas mexicanas tomadas como base para su elaboración 8. Bibliografía 9. Observancia de esta Norma Apéndice normativo 0. Introducción La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, define como residuos peligrosos a todos aquellos residuos que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables y biológico-infecciosas, que representan un peligro para el equilibrio ecológico o el ambiente; mismos que serán manejados en términos de la propia ley, su Reglamento y normas oficiales mexicanas que expida la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales previa opinión de diversas dependencias que tengan alguna injerencia en la materia, correspondiéndole a la citada SEMARNAT su regulación y control. Con fecha de 7 de noviembre de 1995, se publicó en el Diario Oficial de la Federación la Norma Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-1995, Que establece los requisitos para la separación, envasado, almacenamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición final de los residuos peligrosos biológico-infecciosos que se generan en establecimientos que presten servicios de atención médica. Los establecimientos de atención médica son regulados por la Secretaría de Salud por lo que en la revisión de la norma mencionada, se incluye a los representantes del sector. Esta revisión consideró las características de los diferentes tipos de unidades médicas que prestan atención a poblaciones rurales. Los residuos peligrosos biológico-infecciosos se han venido manejando en términos de las regulaciones ambientales antes señaladas, sin embargo fue necesario actualizar la NOM-087-ECOL-1995, tomándose en consideración las experiencias y competencias de los sectores involucrados en su cumplimiento, con el fin de que sus disposiciones sean operativas y adecuadas para proteger el medio ambiente y la salud de la población en general. 1. Objetivo y campo de aplicación La presente Norma Oficial Mexicana establece la clasificación de los residuos peligrosos biológico-infecciosos así como las especificaciones para su manejo. Esta Norma Oficial Mexicana es de observancia obligatoria para los establecimientos que generen residuos peligrosos biológico-infecciosos y los prestadores de servicios a terceros que tengan relación directa con los mismos. 2. Referencias Norma Oficial Mexicana NOM-052-ECOL-1993, Que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 22 de octubre de 1993. Esta Norma contiene la nomenclatura en términos del Acuerdo Secretarial publicado el 29 de noviembre de 1994, por el cual se actualiza la nomenclatura de 58 normas oficiales mexicanas. 58 3. Definiciones y terminología Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana, se consideran las definiciones contenidas en la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, su Reglamento en materia de Residuos Peligrosos, la Ley General de Salud, sus Reglamentos, y las siguientes: 3.1 Agente biológico-infeccioso Cualquier microorganismo capaz de producir enfermedades cuando está presente en concentraciones suficientes (inóculo), en un ambiente propicio (supervivencia), en un hospedero susceptible y en presencia de una vía de entrada. 3.2 Agente enteropatógeno Microorganismo que bajo ciertas circunstancias puede producir enfermedad en el ser humano a nivel del sistema digestivo, se transmite vía oral-fecal. 3.3 Bioterio Es un área o departamento especializado en la reproducción, mantenimiento y control de diversas especies de animales de laboratorio en óptimas condiciones, los cuales son utilizados para la experimentación, investigación científica y desarrollo tecnológico. 3.4 Carga útil Es el resultado de la sustracción del peso vehicular al peso bruto vehicular. 3.5 Centro de acopio Instalación de servicio que tiene por objeto resguardar temporalmente y bajo ciertas condiciones a los residuos peligrosos biológico-infecciosos para su envío a instalaciones autorizadas para su tratamiento o disposición final. 3.6 Cepa Cultivo de microorganismos procedente de un aislamiento. 3.7 Establecimientos generadores Son los lugares públicos, sociales o privados, fijos o móviles cualquiera que sea su denominación, que estén relacionados con servicios de salud y que presten servicios de atención médica ya sea ambulatoria o para internamiento de seres humanos y utilización de animales de bioterio, de acuerdo con la tabla 1 del presente instrumento. 3.8 Irreconocible Pérdida de las características físicas y biológico-infecciosas del objeto para no ser reutilizado. 3.9 Manejo Conjunto de operaciones que incluyen la identificación, separación, envasado, almacenamiento, acopio, recolección, transporte, tratamiento y disposición final de los residuos peligrosos biológico-infecciosos. 3.10 Muestra biológica Parte anatómica o fracción de órganos o tejido, excreciones o secreciones obtenidas de un ser humano o animal vivo o muerto para su análisis. 3.11 Organo Entidad morfológica compuesta por la agrupación de tejidos diferentes que concurren al desempeño de un trabajo fisiológico. 3.12 Prestador de servicios Empresa autorizada para realizar una o varias de las siguientes actividades: recolección, transporte, acopio, tratamiento y disposición final de residuos peligrosos biológico-infecciosos. 3.13 Residuos Peligrosos Biológico-Infecciosos (RPBI) Son aquellos materiales generados durante los servicios de atención médica que contengan agentes biológicoinfecciosos según son definidos en esta Norma, y que puedan causar efectos nocivos a la salud y al ambiente. 3.14 Sangre El tejido hemático con todos sus elementos. 59 3.15 SEMARNAT Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. 3.16 SSA Secretaría de Salud. 3.17 Separación Segregación de las sustancias, materiales y residuos peligrosos de iguales características cuando presentan un riesgo. 3.18 Tejido Entidad morfológica compuesta por la agrupación de células de la misma naturaleza, ordenadas con regularidad y que desempeñan una misma función. 3.19 Tratamiento El método físico o químico que elimina las características infecciosas y hace irreconocibles a los residuos peligrosos biológico-infecciosos. 4. Clasificación de los residuos peligrosos biológico-infecciosos Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana se consideran residuos peligrosos biológico-infecciosos los siguientes: 4.1 La sangre 4.1.1 La sangre y los componentes de ésta, sólo en su forma líquida, así como los derivados no comerciales, incluyendo las células progenitoras, hematopoyéticas y las fracciones celulares o acelulares de la sangre resultante (hemoderivados). 4.2 Los cultivos y cepas de agentes biológico-infecciosos 4.2.1 Los cultivos generados en los procedimientos de diagnóstico e investigación, así como los generados en la producción y control de agentes biológico-infecciosos. 4.2.2 Utensilios desechables usados para contener, transferir, inocular y mezclar cultivos de agentes biológicoinfecciosos. 4.3 Los patológicos 4.3.1 Los tejidos, órganos y partes que se extirpan o remueven durante las necropsias, la cirugía o algún otro tipo de intervención quirúrgica, que no se encuentren en formol. 4.3.2 Las muestras biológicas para análisis químico, microbiológico, citológico e histológico, excluyendo orina y excremento. 4.3.3 Los cadáveres y partes de animales que fueron inoculados con agentes enteropatógenos en centros de investigación y bioterios. 4.4 Los residuos no anatómicos Son residuos no anatómicos los siguientes: 4.4.1 Los recipientes desechables que contengan sangre líquida. 4.4.2 Los materiales de curación, empapados, saturados, o goteando sangre o cualquiera de los siguientes fluidos corporales: líquido sinovial, líquido pericárdico, líquido pleural, líquido Céfalo-Raquídeo o líquido peritoneal. 4.4.3 Los materiales desechables que contengan esputo, secreciones pulmonares y cualquier material usado para contener éstos, de pacientes con sospecha o diagnóstico de tuberculosis o de otra enfermedad infecciosa según sea determinado por la SSA mediante memorándum interno o el Boletín Epidemiológico. 4.4.4 Los materiales desechables que estén empapados, saturados o goteando sangre, o secreciones de pacientes con sospecha o diagnóstico de fiebres hemorrágicas, así como otras enfermedades infecciosas emergentes según sea determinado por la SSA mediante memorándum interno o el Boletín Epidemiológico. 4.4.5 Materiales absorbentes utilizados en las jaulas de animales que hayan sido expuestos a agentes enteropatógenos. 4.5 Los objetos punzocortantes 60 4.5.1 Los que han estado en contacto con humanos o animales o sus muestras biológicas durante el diagnóstico y tratamiento, únicamente: tubos capilares, navajas, lancetas, agujas de jeringas desechables, agujas hipodérmicas, de sutura, de acupuntura y para tatuaje, bisturís y estiletes de catéter, excepto todo material de vidrio roto utilizado en el laboratorio, el cual deberá desinfectar o esterilizar antes de ser dispuesto como residuo municipal. 5. Clasificación de los establecimientos generadores de residuos peligrosos biológico-infecciosos 5.1 Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana, los establecimientos generadores se clasifican como se establece en la tabla 1. TABLA 1 NIVEL I Unidades hospitalarias de 1 a 5 camas e instituciones de investigación con excepción de los señalados en el Nivel III. Laboratorios clínicos y bancos de sangre que realicen análisis de 1 a 50 muestras al día. Unidades hospitalarias psiquiátricas. Centros de toma de muestras para análisis clínicos. NIVEL II NIVEL III Unidades hospitalarias de 6 hasta 60 camas; Unidades hospitalarias de más de 60 camas; Laboratorios clínicos y bancos de sangre que realicen análisis de 51 a 200 muestras al día; Centros de producción e investigación experimental en enfermedades infecciosas; Bioterios que se dediquen a la investigación con agentes biológico-infecciosos, o Laboratorios clínicos y bancos de sangre que realicen análisis a más de 200 muestras al día, o Establecimientos que generen de 25 a 100 kilogramos al mes de RPBI. Establecimientos que generen más de 100 kilogramos al mes de RPBI. 5.2 Los establecimientos generadores independientes del Nivel I que se encuentren ubicados en un mismo inmueble, podrán contratar los servicios de un prestador de servicios común, quien será el responsable del manejo de los residuos peligrosos biológico-infecciosos. 6. Manejo de residuos peligrosos biológico-infecciosos 6.1 Los generadores y prestadores de servicios, además de cumplir con las disposiciones legales aplicables, deben: 6.1.1 Cumplir con las disposiciones correspondientes a las siguientes fases de manejo, según el caso: a) Identificación de los residuos. b) Envasado de los residuos generados. c) Almacenamiento temporal. d) Recolección y transporte externo. e) Tratamiento. f) Disposición final. 6.2 Identificación y envasado 6.2.1 En las áreas de generación de los establecimientos generadores, se deberán separar y envasar todos los residuos peligrosos biológico-infecciosos, de acuerdo con sus características físicas y biológicas infecciosas, conforme a la tabla 2 de esta Norma Oficial Mexicana. Durante el envasado, los residuos peligrosos biológico-infecciosos no deberán mezclarse con ningún otro tipo de residuos municipales o peligrosos. 61 TABLA 2 TIPO DE RESIDUOS ENVASADO COLOR 4.1 Sangre Líquidos Recipientes herméticos Rojo 4.2 Cultivos y cepas de agentes infecciosos Sólidos Bolsas de polietileno Rojo 4.3 Patológicos Sólidos Bolsas de polietileno Amarillo Líquidos Recipientes herméticos Amarillo Sólidos Bolsas de polietileno Rojo Líquidos Recipientes herméticos Rojo Sólidos Recipientes rígidos polipropileno Rojo 4.4 Residuos no anatómicos 4.5 Objetos punzocortantes a) ESTADO FISICO Las bolsas deberán ser de polietileno de color rojo traslúcido de calibre mínimo 200 y de color amarillo traslúcido de calibre mínimo 300, impermeables y con un contenido de metales pesados de no más de una parte por millón y libres de cloro, además deberán estar marcadas con el símbolo universal de riesgo biológico y la leyenda Residuos Peligrosos Biológico-Infecciosos (Apéndice Normativo), deberán cumplir los valores mínimos de los parámetros indicados en la tabla 3 de esta Norma Oficial Mexicana. Las bolsas se llenarán al 80 por ciento (80%) de su capacidad, cerrándose antes de ser transportadas al sitio de almacenamiento temporal y no podrán ser abiertas o vaciadas. TABLA 3 PARAMETRO UNIDADES 2 ESPECIFICACIONES Resistencia a la tensión Kg/cm SL: 140 ST: 120 Elongación % SL: 150 ST: 400 Resistencia al rasgado G SL: 90 ST: 150 SL: Sistema longitudinal. ST: Sistema transversal. 6.2.2 Los recipientes de los residuos peligrosos punzocortantes deberán ser rígidos, de polipropileno color rojo, con un contenido de metales pesados de no más de una parte por millón y libres de cloro, que permitan verificar el volumen ocupado en el mismo, resistentes a fracturas y pérdidas de contenido al caerse, destructibles por métodos físicos, tener separador de agujas y abertura para depósito, con tapa(s) de ensamble seguro y cierre permanente, deberán contar con la leyenda que indique “RESIDUOS PELIGROSOS PUNZOCORTANTES BIOLOGICO-INFECCIOSOS” y marcados con el símbolo universal de riesgo biológico (Apéndice Normativo). a) La resistencia mínima de penetración para los recipientes tanto para punzocortantes como para líquidos, debe ser de 12.5 N (doce punto cinco Newtons) en todas sus partes y será determinada por la medición de la fuerza requerida para penetrar los lados y la base con una aguja hipodérmica calibre 21 x 32 mm mediante calibrador de fuerza o tensiómetro. b) Los recipientes para los residuos peligrosos punzocortantes y líquidos se llenarán hasta el 80% (ochenta por ciento) de su capacidad, asegurándose los dispositivos de cierre y no deberán ser abiertos o vaciados. c) Las unidades médicas que presten atención a poblaciones rurales, con menos de 2,500 habitantes y ubicadas en zonas geográficas de difícil accceso, podrán utilizar latas con tapa removible o botes de plástico con tapa de rosca, con capacidad mínima de uno hasta dos litros, que deberán marcar previamente con la leyenda de “RESIDUOS PELIGROSOS PUNZOCORTANTES BIOLOGICO-INFECCIOSOS". 62 6.2.3 Los recipientes de los residuos peligrosos líquidos deben ser rígidos, con tapa hermética de polipropileno color rojo o amarillo, con un contenido de metales pesados de no más de una parte por millón y libres de cloro, resistente a fracturas y pérdidas de contenido al caerse, destructible por métodos físicos, deberá contar con la leyenda que indique RESIDUOS PELIGROSOS LIQUIDOS BIOLOGICOINFECCIOSOS y marcados con el símbolo universal de riesgo biológico (Apéndice Normativo) En caso de que los residuos líquidos no sean tratados dentro de las instalaciones del establecimiento generador, deberán ser envasados como se indica en la tabla 2 de esta Norma Oficial Mexicana. 6.3 Almacenamiento 6.3.1 Se deberá destinar un área para el almacenamiento temporal de los residuos peligrosos biológico-infecciosos. Los establecimientos generadores incluidos en el Nivel I de la tabla 1 de esta Norma Oficial Mexicana, quedan exentos del cumplimiento del punto 6.3.5 y podrán ubicar los contenedores a que se refiere el punto 6.3.2 en el lugar más apropiado dentro de sus instalaciones, de manera tal que no obstruyan las vías de acceso. 6.3.2 Los residuos peligrosos biológico-infecciosos envasados deberán almacenarse en contenedores metálicos o de plástico con tapa y ser rotulados con el símbolo universal de riesgo biológico, con la leyenda “RESIDUOS PELIGROSOS BIOLOGICO-INFECCIOSOS”. 6.3.3 El periodo de almacenamiento temporal estará sujeto al tipo de establecimiento generador, como sigue: (a) Nivel I: Máximo 30 días. (b) Nivel II: Máximo 15 días. (c) Nivel III: Máximo 7 días. 6.3.4 Los residuos patológicos, humanos o de animales (que no estén en formol) deberán conservarse a una temperatura no mayor de 4°C (cuatro grados Celsius), en las áreas de patología, o en almacenes temporales con sistemas de refrigeración o en refrigeradores en áreas que designe el responsable del establecimiento generador dentro del mismo. 6.3.5 El área de almacenamiento temporal de residuos peligrosos biológico-infecciosos debe: a) Estar separada de las áreas de pacientes, almacén de medicamentos y materiales para la atención de los mismos, cocinas, comedores, instalaciones sanitarias, sitios de reunión, áreas de esparcimiento, oficinas, talleres y lavanderías. b) Estar techada, ser de fácil acceso, para la recolección y transporte, sin riesgos de inundación e ingreso de animales. c) Contar con señalamientos y letreros alusivos a la peligrosidad de los mismos, en lugares y formas visibles, el acceso a esta área sólo se permitirá al personal responsable de estas actividades. d) El diseño, construcción y ubicación de las áreas de almacenamiento temporal destinadas al manejo de residuos peligrosos biológico-infecciosos en las empresas prestadoras de servicios, deberán ajustarse a las disposiciones señaladas y contar con la autorización correspondiente por parte de la SEMARNAT. e) Los establecimientos generadores de residuos peligrosos biológico-infecciosos que no cuenten con espacios disponibles para construir un almacenamiento temporal, podrán utilizar contenedores plásticos o metálicos para tal fin, siempre y cuando cumplan con los requisitos mencionados en los incisos a), b) y c) de este numeral. 6.3.6 Los residuos peligrosos biológico-infecciosos podrán ser almacenados en centros de acopio, previamente autorizados por la SEMARNAT. Dichos centros de acopio deberán operar sistemas de refrigeración para mantener los residuos peligrosos biológico-infecciosos a una temperatura máxima de 4°C (cuatro grados Celsius) y llevar una bitácora de conformidad con el artículo 21 del Reglamento en materia de Residuos Peligrosos de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente. El tiempo de estancia de los residuos en un centro de acopio podrá ser de hasta treinta días. 6.4 Recolección y transporte externo 6.4.1 La recolección y el transporte de los residuos peligrosos biológico-infecciosos referidos en esta Norma Oficial Mexicana, deberá realizarse conforme a lo dispuesto en los ordenamientos jurídicos aplicables y cumplir lo siguiente: 63 a) Sólo podrán recolectarse los residuos que cumplan con el envasado, embalado y etiquetado o rotulado como se establece en el punto 6.2 de esta Norma Oficial Mexicana. b) Los residuos peligrosos biológico-infecciosos no deben ser compactados durante su recolección y transporte. c) Los contenedores referidos en el punto 6.3.2 deben ser desinfectados y lavados después de cada ciclo de recolección. d) Los vehículos recolectores deben ser de caja cerrada y hermética, contar con sistemas de captación de escurrimientos, y operar con sistemas de enfriamiento para mantener los residuos a una temperatura máxima de 4°C (cuatro grados Celsius). Además, los vehículos con capacidad de carga útil de 1,000 kg o más deben operar con sistemas mecanizados de carga y descarga. e) Durante su transporte, los residuos peligrosos biológico-infecciosos sin tratamiento no deberán mezclarse con ningún otro tipo de residuos municipales o de origen industrial. 6.4.2 Para la recolección y transporte de residuos peligrosos biológico-infecciosos se requiere la autorización por parte de la SEMARNAT. Dicho transporte deberá dar cumplimiento con los incisos a), b), d) y e) del numeral 6.4.1 de esta Norma Oficial Mexicana. 6.5 Tratamiento 6.5.1 Los residuos peligrosos biológico-infecciosos deben ser tratados por métodos físicos o químicos que garanticen la eliminación de microorganismos patógenos y deben hacerse irreconocibles para su disposición final en los sitios autorizados. 6.5.2 La operación de sistemas de tratamiento que apliquen tanto a establecimientos generadores como prestadores de servicios dentro o fuera de la instalación del generador, requieren autorización previa de la SEMARNAT, sin perjuicio de los procedimientos que competan a la SSA de conformidad con las disposiciones aplicables en la materia. 6.5.3 Los residuos patológicos deben ser incinerados o inhumados, excepto aquellos que estén destinados a fines terapéuticos, de investigación y los que se mencionan en el inciso 4.3.2 de esta Norma Oficial Mexicana. En caso de ser inhumados debe realizarse en sitios autorizados por la SSA. 6.6. Disposición final Los residuos peligrosos biológico-infecciosos tratados e irreconocibles, podrán disponerse como residuos no peligrosos en sitios autorizados por las autoridades competentes. 6.7 Programa de contingencias Los establecimientos generadores de residuos peligrosos biológico-infecciosos y los prestadores de servicios deberán contar con un programa de contingencias en caso de derrames, fugas o accidentes relacionados con el manejo de estos residuos. 7. Grado de concordancia con normas y lineamientos internacionales y con las normas mexicanas tomadas como base para su elaboración 7.1 Esta Norma Oficial Mexicana no concuerda con ninguna Norma Internacional por no existir referencia en el momento de su elaboración, ni existen normas mexicanas que hayan servido de base para su elaboración. 8. Bibliografía 8.1 Althaus H, Sauerwald M, Schrammeck E. 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Las violaciones a la misma se sancionarán en los términos de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, y su Reglamento en materia de Residuos Peligrosos, la Ley General de Salud y sus Reglamentos, así como los demás ordenamientos jurídicos aplicables. 9.2 Los gobiernos del Distrito Federal, de los estados y de los municipios, podrán realizar actos de vigilancia para la verificación del cumplimiento de esta Norma Oficial Mexicana, previa la publicación en el Diario Oficial de la Federación de los Acuerdos de Coordinación que se celebren con la SEMARNAT. 9.3 Dentro del marco de los Acuerdos de Coordinación para la Descentralización Integral de los Servicios de Salud, las entidades federativas verificarán el cumplimiento de esta Norma Oficial Mexicana. TRANSITORIOS PRIMERO.- Provéase la publicación de esta Norma Oficial Mexicana en el Diario Oficial de la Federación. SEGUNDO.- La presente Norma Oficial Mexicana entrará en vigor a los 60 días posteriores al de su publicación en el Diario Oficial de la Federación. TERCERO.- Los establecimientos generadores de residuos peligrosos biológico-infecciosos deben cumplir con la fase de manejo señalada en el punto 6, a los 90 días posteriores al de la entrada en vigor de la presente Norma, tiempo en el cual seguirá surtiendo sus efectos legales en lo conducente la NOM-087-ECOL-1995. CUARTO.- La presente Norma Oficial Mexicana abroga a su similar NOM-087-ECOL-1995, Que establece los requisitos para la separación, envasado, almacenamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición final de los residuos peligrosos biológico-infecciosos que se generan en establecimientos que presten atención médica, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 7 de noviembre de 1995 y su aclaración publicada en el citado órgano informativo el 12 de junio de 1996. 66 México, Distrito Federal, a los veintidós días del mes de enero de dos mil tres.- El Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Cassio Luiselli Fernández.- Rúbrica.- El Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización, de Regulación y Fomento Sanitario, Ernesto Enríquez Rubio.- Rúbrica. APENDICE NORMATIVO SIMBOLO UNIVERSAL DE RIESGO BIOLOGICO RESIDUOS PELIGROSOS BIOLOGICO–INFECCIOSOS __________________________ 67 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA ANEXO 4. TÉCNICAS FRECUENTES UTILIZADAS EN EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA MOLECULAR • Centrifugación La centrifugación es un método empleado para separar partículas de diferente densidad suspendidas en un líquido. Mediante esta técnica, la acción de la fuerza centrífuga da como resultado que las partículas pesadas se sedimenten más rápido que las partículas ligeras. La fuerza centrífuga (f) depende de la masa (m), de las revoluciones por minuto (n) y de la distancia radial (r) y se expresa por la fórmula: f (en dinas) = 0.01096 n2m r En el sistema métrico decimal, la unidad de f es la dina, la de m es el gramo y la de r es el centímetro. El equipo empleado para realizar la centrifugación es la centrífuga. Está compuesta por un motor eléctrico unido a un dispositivo (rotor) que gira a gran velocidad alrededor de un eje vertical, provocando el aumento de la atracción gravitacional en el fondo del tubo que contiene la muestra. El resultado de la centrifugación es la separación en dos fases: - fase insoluble: precipitado, botón o pellet, - fase soluble líquida: sobrenadante. La sedimentación se expresa en unidades Svedberg (símbolo: S) y se aplica a la comparación práctica de tamaños moleculares que no sólo dependen de la masa de las moléculas implicadas sino también de su forma. La velocidad y el tiempo con el que se somete una muestra a centrifugación para separar sus componentes depende de la distancia que recorren las partículas, además de la viscosidad del medio. Esta distancia se relaciona con la forma y el tamaño del rotor; por ello, en las centrífugas suelen seleccionarse las revoluciones por minuto (rpm). Las centrífugas ordinarias operan a rotaciones menores de 10 000 rpm. En cambio, las ultracentrífugas que operan en cámaras refrigeradas, evacuadas de aire y se alcanzan velocidades de 20 000 a 70 000 rpm. Es importante considerar que los valores de S no son aditivos, es decir, dos partículas 5S no crean una partícula 10S. La unidad S es igual a 10–13 segundos; no pertenece al SI y puede suplirse por 0,1 picosegundos (ps) o 100 femtosegundos (fs). En las moléculas menos densas que el medio de suspensión, como las lipoproteínas, el desplazamiento es hacia la superficie y se expresa en S de flotación (Sf) y permite la clasificación en: LDL, HDL y VHDL (low density, high density y very high density) con Sf de 0 a 10, 10 a 400 y las muy densas que no flotan y tienen una densidad mayor de 1. Debido a que existen varios modelos y capacidades de centrífuga, en todas las publicaciones donde se utiliza este equipo no se emplean como dato, dentro de la técnica, las rpm sino las fuerzas g o Fuerza Relativa Centrífuga (FCR), la cual representa las fuerzas de gravedad a la que son sometidas las muestras para lograr la separación. Para realizar la conversión entre fuerzas g y rpm y viceversa, se puede utilizar convertidores disponibles en la red. 68 En la Figura 23 se muestra de manera general las partes de una centrífuga. Tapa Rotor Pantalla Ajuste de tiempo Ajuste de velocidad Botón “Open” Botón “Start/Stop” Botón “Short spin” Figura 23. Partes de una centrífuga clínica (Modificado de: https://quimi-lab.com.ar/) El uso de la centrífuga requiere el seguimiento y atención de los siguientes puntos: - Los tubos en las centrífugas deberán colocarse por pares para que no haya diferencia de peso hacia un lado de la centrífuga. Enfrente de un tubo de un peso determinado debe estar otro, en la misma posición, con el mismo peso. El descuido de esta regla implica un desnivel que, a las velocidades y fuerzas señaladas, puede romper los tubos y dañar el aparato. Para balancear por pares los tubos lo mejor es usar una balanza, y no solo por volumen. - Para no forzar el motor arrancar gradualmente la centrífuga hasta alcanzar la velocidad requerida. - Nunca frenar la centrífuga con las manos u otro instrumento, dejar parar por su propia inercia; el no hacer esto conduce a que se agite el contenido de los tubos y se pierda el trabajo experimental. - No levantar la tapa de la centrífuga cuando está en movimiento, únicamente se levanta hasta que el rotor quede inmóvil por completo. - En caso de ruptura de un tubo dentro de la centrífuga, deberá hacerse un aseo completo de inmediato, empleando desinfectantes como cloro y benzal. 69 • Espectrofotometría El uso de técnicas colorimétricas en Bioquímica se basa en que muchas moléculas poseen color propio, y/o algunas otras cuando reaccionan con otras moléculas pueden dar lugar a productos finales coloreados que pueden detectarse a simple vista (cualitativamente). Así, puede relacionarse la concentración del sustrato, producto y la intensidad de color. Aunado a lo anterior, se puede medir cuantitativamente la coloración mediante un aparato llamado espectrofotómetro. Un espectrofotómetro es un instrumento para medir la absorbancia de una solución, es decir, la cantidad de luz que una muestra absorbe. Los componentes de un espectrofotómetro son los siguientes (Figura 24): 1. Fuente de luz: es una lámpara o combinación de lámparas que tienen un espectro de emisión entre 190 y 1100 nm. En los laboratorios de rutina el espectrofotómetro más utilizado es aquel donde la absorción por las moléculas dispersas en un medio adecuado son las radiaciones comprendidas entre el ultravioleta y el espectro visible (UV-Vis) del espectro electromagnético. Existen lámparas de deuterio, tungsteno y halógenos como el xenón. 2. Filtro/selector de longitud de onda (monocromador): dispositivo que tiene la función de permitir el paso de luz de una longitud de onda específica. 3. Celda: suelen ser tubos redondos o rectangulares de espesor constante, de diversos materiales, como vidrio, cuarzo o plástico. En este compartimento se coloca la muestra problema. 4. Detector: mide la transmitancia (cantidad de luz que pasa completamente a través de intensidad del haz emergente disminuirá hasta un valor de I por que la solución absorbe la muestra) y la absorbancia (medición de luz que es absorbida por la muestra). parte de la luz (Mathews, 2002) Intensidad de luz incidente Lámpara Intensidad de luz transmitida Monocromador Detector Celda de muestra con c moles/litro de especies absorbentes Figura 2. Modelo del funcionamiento de un espectrofotómetro (Stryer, 2005) Figura 24. Partes generales de un espectrofotómetro (Modificado de Berg y col., 2005) Sin embargo, la medición de especies químicas por métodos esprectrofotométricos implica la elaboración de curvas de calibración, es decir, la representación gráfica en un eje de coordenadas de la Absorbancia (eje de ordenadas) frente a la Concentración (eje de abcisas). Se ensayan varias soluciones de concentración conocida y se determinan sus absorbancias, construyéndose la curva de calibrado, que es una recta. Una vez ensayadas las soluciones problemas, su concentración se averigua por interpolación de las absorbanacias de las soluciones problema en la curva de calibración. Estas curvas de calibración se basan en la propiedad de las sustancias absorbentes de seguir en la ley de Lambert y Beer. De acuerdo con esta ley, cuando se incide luz en una determinada longitud de onda sobre una especie absorbente, la absorción depende de: 70 La determinación cuantitativa de una sustancia depende de la cantidad de luz absorbida por la muestra problema, y su relación con las absorbancias de una sustancia de referencia de concentración conocida; es decir, una curva de calibración; así como la absorbancia de la mezcla sin la sustancia de estudio (blanco). Es importante seguir las indicaciones del manual del equipo para un mejor funcionamiento y resultados. En términos generales se debe considerar lo siguiente: - El equipo debe prenderse mínimo 15 min. antes para que la lámpara se caliente. - Se debe seleccionar la longitud de onda deseada. - Se debe leer el blanco antes de leer las muestras - No colocar al equis en un lugar con vibraciones, calor, humedad o luz excesiva. - Proteger del polvo con una funda adecuada. - Cuidar que las celdas estén limpias, sin rayones, polvo o huellas digitales. • Electroforesis La electroforesis consiste en la migración de partículas cargadas sometidas a la influencia de un campo eléctrico, de tal forma que las moléculas con carga positiva migran al cátodo (electrodo con carga negativa) y las moléculas con carga negativa migran al ánodo (electrodo con carga positiva). La velocidad de esta migración se encuentra influenciada por las características de la biomolécula que migra (carga y tamaño), la intensidad del campo eléctrico y las características del medio en la que tiene lugar la migración. La movilidad electroforética de una molécula es directamente proporcional a la carga que presenta, e inversamente proporcional a su tamaño y a la viscosidad del medio en el que transcurre la electroforesis. Por lo tanto, la electroforesis es una técnica que permite separar moléculas con carga neta y que presentan diferencias de carga, forma y tamaño. Así, mediante esta metodología pueden separarse proteínas, ácidos nucleicos, péptidos, nucleótidos, aminoácidos, etc. La realización de una separación electroforética requiere varios componentes (Figura 25): • Soporte: donde se realiza la separación propiamente dicha pues contiene las muestras que a su vez están disueltas en un amortiguador apropiado. Los geles son empleados frecuentemente como soportes, los cuales producen un efecto de cribado molecular. • Cámara electroforética: es el espacio donde se introduce el soporte con las muestras en un medio amortiguador que mantiene el pH del sistema y que debe encontrarse en contacto con los electrodos. • Fuente electroforética (también llamada fuente de poder): es el dispositivo que genera la corriente eléctrica continua estabilizada. Dependiendo del equipo, pueden proporcionar una corriente eléctrica de hasta 2000 mA y un voltaje de hasta 300V. La resistencia durante la electroforesis puede variar, ya que, al calentarse el soporte ésta disminuye; por ello en el diseño de las fuentes electroforéticas se tiene en cuenta la posibilidad de elegir mantener constante el voltaje o la intensidad. 71 ! Figura 25. Componentes del sistema de electroforesis (Creado en biorender.com por: Granados Avalos Estefany) • Potenciometría Muchas de las reacciones que se realizan en los sistemas biológicos son reacciones redox, es decir, donde se transfieren electrones. La oxidación es la pérdida de electrones y la molécula que los cede se denomina agente reductor; por el contrario, la reducción es la ganancia de electrones siendo la molécula que los acepta el agente oxidante. La determinación cuantitativa de la concentración de las moléculas oxidantes y reductoras en una solución es el objeto de estudio de la potenciometría. La potenciometría es un método analítico electroquímico basado en la medida de la diferencia de potencial generado por la transferencia de electrones en una reacción redox en la cual están involucradas las moléculas a estudiar. Los pares redox de interés para las Ciencias Biológicas incluyen a menudo la transferencia del ion hidrógeno (protón). La determinación más precisa del potencial de hidrógeno (pH) se realiza en un potenciómetro diseñado con un sistema de electrodo de vidrio. Como una unidad de pH corresponde a 59 milivoltios a 25ºC, el mismo medidor se puede usar con dos escalas para hacer lecturas en mv o en pH. El electrodo de vidrio consiste en una membrana de vidrio sensible al pH situada al final de un tubo de vidrio o plástico de paredes más gruesas. El pH se determina mediante la diferencia de potencial a través de la membrana de vidrio que separa la solución a la cual se quiere determinar el pH y la solución en el interior del electrodo de referencia cuya concentración de hidrogeniones se conoce. 72 Los electrodos de referencia permiten mantener un potencial eléctrico constante, entre los más comunes se encuentran el de calomel y el de plata, que se encuentran inmersos en una solución de cloruro de potasio (Figura 26). Figura 26. Partes de un electrodo (Tomado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Electrodo_de_vidrio_para_medici%C3%B3n_de_pH.jpg) La sensibilidad del medidor se puede ajustar para cambios de acuerdo con la temperatura (botón de control de temperatura). El medidor se calibra antes de usarlo, primero con una solución reguladora de pH 7; se lava el electrodo con agua destilada o desionizada y se calibra con una segunda solución reguladora de pH 4 o 10. Luego se determina el pH de la solución problema. Es importante seguir las indicaciones del manual del equipo para un mejor funcionamiento y resultados. En términos generales se debe considerar lo siguiente: - El potenciómetro debe calibrarse de manera periódica (una vez al día al inicio de la jornada de laboratorio), con el fin de asegurar la precisión de la lectura. - El electrodo de vidrio es relativamente resistente a las interferencias por color, turbidez, etc.; no obstante, la membrana de vidrio se afecta en presencia de grasas u otro material insoluble. Por ello debe limpiarse de manera cotidiana con agua destilada, secarlo con un papel que no libere pelusas. El electrodo siempre debe mantenerse húmedo, guardados en cloruro de potasio (KCl) 4 M o en solución de pH 4 o 7; nunca en agua destilada. 73 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA ANEXO 5. USO DEL MICROSCOPIO ÓPTICO Consultar la Figura 27 para identificar las partes del microscopio óptico compuesto. 1. Usar siempre el microscopio sobre una superficie plana y estable. 2. Nunca usar un adaptador entre el cable y la fuente de alimentación. 3. Antes de empezar, asegurarse que tanto los oculares, objetivos y condensador estén limpios. Si se requiere, limpiar con un paño especial o papel seda en seco (Nota: nunca limpiar con alcohol u otros solventes). 4. Conectar el cable de alimentación del microscopio a una toma de corriente con conexión a tierra. 5. Encender el microscopio girando el botón de encendido/apagado que regularmente se encuentra en la parte inferior/trasera del equipo. 6. Colocar el interruptor de ajuste de iluminación en el nivel más bajo. 7. Usando el botón de enfoque del condensador, subir el condensador hasta el extremo superior de su desplazamiento. 8. Abrir completamente el diafragma hasta lograr que el campo esté brillante y uniformemente iluminado. 9. Seleccionar el objetivo 4x o el de menor aumento. 10. Ajustar los tubos oculares a la distancia de los ojos. 11. Colocar la preparación de la muestra en la platina. 12. Subir la platina girando el tornillo macrométrico hasta que observe la preparación lo más cercano posible al objetivo (corroborar lateralmente que no se toque la preparación). 13. Colocar la muestra de interés en el centro del campo microscópico con ayuda de la perilla coaxial de la platina. 14. Para mejorar la nitidez, enfocar la muestra con precisión utilizando el tornillo micrométrico ajustando si se requiere la intensidad de la luz cerrando el diafragma. 15. Girar el revólver y seleccionar el objetivo de 40x. 16. Observar por los oculares y verificar que la imagen permanezca enfocada, de no ser así, ajustar si es necesario solo con el tornillo micrométrico. 17. Girar el revólver, colocar sobre el cubreobjetos de la preparación una gota de aceite de inmersión y seleccionar el objetivo 100x. 18. Observar por los oculares y verificar que la imagen permanezca enfocada, de no ser así, ajustar si es necesario solo con el tornillo micrométrico y aumentar la intensidad de luz. 19. Al término del uso del microscopio apagar la fuente de luz. 20. Bajar la platina y retirar la muestra. 21. Apagar el equipo. 22. Limpiar oculares y objetivos con un paño especial o papel seda en seco. Tener cuidado especial de que no queden residuos del aceite de inmersión. 23. Colocar el revólver de los objetivos de manera que el 4x sea el que quede en dirección de la lámpara, bajar platina y cerrar diafragma. 24. Desconectar el equipo y enrollar el cable. 25. Colocar al microscopio la funda contra el polvo para mantenerlo en buenas condiciones físicas y mecánicas. 74 • Precauciones adicionales: - Nunca tocar las lentes con los dedos. - No retirar la preparación con el objetivo de inmersión en posición de observación. - Cuando el microscopio no se esté utilizando, debe permanecer apagado. - El microscopio debe estar lejos de la orilla de la mesa de trabajo. - En caso de derrames accidentales sobre el microscopio, se debe limpiar con una solución neutra y paño, nunca con cloro, etanol, etc. Oculares Ajuste de dioptrías Cabezal Revólver Brazo Objetivos Pinzas/clip Apertura Platina Tornillo macrométrico Diafragma Condensador Tornillo micrométrico Fuente de luz Perilla coaxial de movimiento de platina Base Ajuste de iluminación Botón de Encendido/ Apagado Figura 27. Partes del microscopio óptico compuesto (Modificado de: https://www.microscopio.pro/partes-del-microscopio/) 75 UNIVERSIDAD CUAUHTÉMOC CAMPUS QUERÉTARO FACULTAD DE MEDICINA ANEXO 6. TOMA DE MUESTRA SANGUÍNEA/VENOPUNCIÓN Introducción Uno de los objetivos principales del laboratorio de Bioquímica clínica es dar al médico información sobre la salud de los pacientes para la selección adecuada del tratamiento. Los análisis bioquímicos se utilizan en Medicina, tanto si se trata de una enfermedad metabólica per se (por ejemplo, diabetes) o en aquella en donde los cambios bioquímicos son consecuencia de otra enfermedad (por ejemplo, insuficiencia renal). En la actualidad, la mayoría de las determinaciones de metabolitos se realizan en muestras sanguíneas (sangre total, suero o plasma), debido a que es en este fluido donde se cuantifican las concentraciones de metabolitos de importancia tales como glucosa, urea, ácido úrico, colesterol, triglicéridos, lipoproteínas, o incluso enzimas, y así relacionar alguna alteración de estas concentraciones con una falla en la función renal, hepática, etc. La venopunción es la técnica por la cual se accede a través de una aguja con características especiales al torrente sanguíneo. Si bien no es un procedimiento que el Médico en su momento realizará rutinariamente; es importante que el estudiante de Medicina esté preparado para la situación si fuese requerido. Es importante considerar que todas las muestras deben considerarse potencialmente infecciosas aun cuando proceda de personas aparentemente sanas. Es por ello que la higiene es crucial en la extracción de sangre. Los patógenos trasmitidos por la sangre pueden entrar al torrente sanguíneo por medio de una lesión accidental con un objeto punzante, como una aguja, un bisturí o cualquier otro elemento que perfore la piel. Los cortes, las abrasiones de la piel e incluso de las membranas mucosas de la boca, los ojos y la nariz pueden actuar como puerta de entrada. El médico debe lavarse las manos con agua y jabón entre paciente y paciente y desechar los guantes en cada vez. La manera más común de recolección de las muestras de sangre es el empleo de un sistema de tubo de vacío, llamado Vacutainer® (Figura 28). En estos sistemas, los tubos son de plástico y contienen una cantidad preestablecida de un aditivo sellado al vacío. 76 Aguja de Vacutainer Bisel Adaptador/ Soporte de Vacutainer Tubo estéril al vacío Aguja dentro de tapón Aguja Eje de rosca Pestaña/ borde Manga de goma sobre aguja ! Sistema Vacutainer ensamblado Figura 28. Componentes de sistema Vacutainer (Modificado de: https://slideplayer.com/slide/5946176/) Respecto a la selección de la vena para la venopunción, las venas superficiales de la cara anterior del antebrazo son las más comunes para la misma. Las tres venas principales que se utilizan son (Figura 29): 1) vena cefálica, ubicada en la parte superior del antebrazo y del lado del pulgar de la mano; 2) vena basílica, ubicada en la parte inferior del antebrazo y del lado del dedo meñique de la mano; y 3) vena cubital/cubito mediana, que conecta las venas basílica y cefálica en la fosa antecubital (flexión del codo). Esta es la vena de primera elección debido a su visibilidad. ! Figura 29. Venas de selección en la parte interior del brazo para la extracción de sangre (Tomado de: https://sites.google.com/site/neomedicexpert/venopuncion) 77 Material y equipo: • • • • • • • • Adaptador/soporte del sistema Vacutainer Aguja Vacutainer Bolsa roja para desechos con sangre Contenedores para desecho de punzocortantes Guantes Ligadura/torniquete de caucho Torundas de algodón con etanol 70% Tubos Vacutainer: con anticoagulante EDTA (tapa morada); roja) sin anticoagulante (tapa NOTA: antes de iniciar, asegúrese que tiene todo el material listo. Si no se tiene sistema Vacutainer puede usarse aguja con jeringa. Metodología con Sistema Vacutainer Se trabajará en parejas, cada alumno extraerá sangre de su compañero. 1. El paciente debe de estar de preferencia semi-acostado o sentado cómodamente y con el brazo descubierto y apoyado en una mesa o soporte. 2. Localizar en el antebrazo una vena palpable, visible y de buen calibre. 3. Una vez localizada la vena para la extracción, se limpia la zona con ayuda de una torunda con etanol, realizando movimientos circulares/espirales desde el centro hacia afuera. Es importante que el área se seque al aire antes de efectuar la venopunción, NUNCA se debe soplar. 4. Colocar la aguja en el adaptador/soporte del sistema Vacutainer, dejando la aguja protegida para evitar accidentes. 5. Coloque el torniquete con un medio nudo para poder retirarlo fácilmente, aproximadamente 10 centímetros arriba del lugar de punción (no efectue demasiada presión ya que podría retener la circulación arterial). 6. Pida al paciente que abra y cierre el puño varias veces para obtener mayor distensión de las venas (algunas veces las venas no se ven con claridad pero se palpan). 7. Quitar el protector de la aguja y verificar que el bisel se encuentre hacia arriba. 8. Fijar la vena sosteniendo el brazo del paciente con la mano no dominante, mientras se estiran y comprimen con el pulgar los tejidos blandos justo debajo del sitio elegido para puncionar. 9. Cuando la vena es prominente se punciona en forma directa con aguja colocada horizontalmente y dirigida en paralelo a la vena, la aguja se debe introducir con suavidad pero con rapidez. 10. Sujetar firmemente el brazo y el adaptador/soporte del sistema Vacutainer para evitar que se salga . 11. Con la mano dominante se introduce el tubo al vacío para el llenado. Al realizar el cambio de tubo, si es el caso, se debe tener cuidado de seguir manteniendo firme el brazo y soporte. 12. Quitamos el torniquete. A medida que la sangra vaya ingresando al tubo, girar el tubo para que la sangre entre en contacto con el anticoagulante. 78 13. Al terminar la extracción de sangre, pida al paciente que abra el puño coloque una torunda con etanol en el sitio de la punción (no frotar) y en seguida retire la aguja. 14. El paciente debe hacer poca presión con la torunda en el sitio de la punción mantener el brazo flexionado durante unos min. para evitar hematomas. 15. Si la determinación que se va efectuar exige sangre completa o plasma, la muestra se coloca con un tubo con anticoagulante y se mezcla por inversión, con suavidad varias veces (6-8 veces). 16. Si se desea obtener suero la sangre se coloca en un tubo sin anticoagulante (tapa roja) de preferencia a 37° C para que el coágulo se forme más rápido. 17. La aguja se desecha en el contenedor para punzocortantes. Las medidas de desecho deben realizarse según la NORMA Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental - Salud ambiental - Residuos peligrosos biológico-infecciosos Clasificación y especificaciones de manejo. Para un mejor seguimiento de la metodología, consultar Figura 30. 79 A B C D E F ! Figura 30. Técnica para la extracción de sangre venosa. A) Colocación del torniquete. B) Limpieza del área antes de la venopunción. C) Venopunción con sistema Vacutainer. D) Llenado de tubo Vacutainer. E) Retiro de la aguja. F) Depósito de muestra en tubos Vacutainer (Modificado de: Sánchez Enríquez y col., 2014) 80 BIBLIOGRAFÍA • Bravo de la Garza AL, González de la Rosa CH, Le Borgne Le Gall S. 2012. Manual de prácticas de laboratorio de Biología Molecular. Universidad Autónoma Metropolitana. Unidad Cuajimalpa. División de Ciencias Naturales e Ingeniería. • Burbano Rosero EM, Mena Huertas SJ, Lorena Álvarez SL, Solarte Cruz ME, Guerrero Florez GM, Souza Weich J, Lagos Mora LE. 2017. Manual de laboratorio de Biología Celular. Universidad de Nariño. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Ed. Universitaria. • Camarena Rosales F. 2008. 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