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8/19/2019 Análisis de precisión y exactitud de micropipetas, y determinación de la densidad de isopropanol y glicerol

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Pontificia Universidad Católica de Chile

Facultad de Ciencias Biológicas

Departamento de Biología Celular y Molecular

Laboratorio Bioquímica I: Biología celular

BIO266D

Informe n° 1

Análisis de precisión y exactitud de

micropipetas, y determinación de la densidad

de isopropanol y glicerol


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Introducción

En la vida cotidiana es común escuchar utilizar las palabras exactitud y precisión como sinónimos, sin

embargo, en ciencia, al usarlas como parámetros estadísticos, tienen distintos significados: Exactitud

hace referencia a la proximidad de un valor medido o calculado con su verdadero valor, mientras que

precisión se define como la proximidad de medidas repetidas de la misma cantidad [1].Las medidas de precisión y la exactitud comúnmente varían de acuerdo a la calidad del instrumento

de medida y de la pericia del operatorio [2]. Así que al momento de utilizar instrumentos para medir

masas (balanzas) o volúmenes (pipetas) son un factor a considerar.

En el trabajo de una laboratorio de biología celular es necesario poder medir cantidades pequeñas de

forma precisa y exacta por lo que para realizar las mediciones de masas existen la balanza analítica

que son capaces de medir masas pequeñas con una alta sensibilidad (percibe fácilmente los cambios de

masa), al orden de 0,1 mg [3].

Por otra parte también se encuentran las micropipetas las cuales son utensilios de laboratorio preciso

que se emplea para verter volúmenes pequeños (microlitros) con exactitud [4]. Existiendo

micropipetas que tienen distintas capacidades que pueden oscilar entre 1uL a 5000 uL. Siendo

importante usarlas dentro del rango que posee la micropipeta, de lo contrario se descalibran. [5]Las micropipetas se pueden clasificar de dos formas. De acuerdo a su capacidad de medir volúmenes

fijo o variables [6] , siendo las micropipetas que miden un volumen fijo de una utilidad más limitada

que las de volúmenes variables [7].

Por otra parte de acuerdo a si son manuales o automáticas, esta última se diferencia por ser más

moderna y exacta que la primera. En ambas el volumen deseado se selecciona haciendo girar una

rueda que se encuentra en el extremo superior [5] Y se llena succionando y el líquido se aloja en la

punta de plástico desechable, para evitar contaminaciones, que son estables a la mayoría de las

disoluciones acuosas y de muchos disolventes orgánicos, excepto el cloroformo [8].

En el práctico se usarán los dos instrumentos mencionados anteriormente y agua destilada con el

objetivo de lograr conocer y determinar la exactitud y precisión que poseen las micropipetas que se

utilizaran, haciendo uso de las propiedades físicas del agua. Por otra parte se busca obtener una mayor familiarización con la micropipeta, al usar la micropipeta con fluidos de distinta densidades para ello

se determinará se utilizará agua destilada cuya densidad es a 25 °C es de 0,9971 g/L [9], Isopropanol

el cual es un alcohol incoloro, inflamable, con un fuerte olor y muy miscible con el agua, posee una

densidad de 0,79 g/mL[10] y por último glicerol que es un líquido viscoso, higroscópico e incoloro,

que posee una densidad de 1,26 g/mL [11].

Finalmente se desea determinar de forma experimental y matemática exactitud y precisión la densidad

de los compuestos mencionados con anterioridad.


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Materiales y métodos

Materiales y Reactivos

- Micropipetas (20uL, 200uL y 1000uL)

- Puntas de micropipetas

- Agua destilada- Isopropanol

- Glicerol

- Balanza analítica

- Tubos de ensayo

- Tubos eppendorf

- Gradilla

- Tijeras

- Papel adsorbente

- Etanol

MétodosEl desarrollo del práctico se dividió en dos partes: Uso de micropipetas y Determinación de densidad

de diferentes compuesto; y se siguieron los procedimientos descritos en Laboratorio de Bioquímica I:

Biología celular. BIO266D” para el práctico 1: Introducción, uso de micropipetas [12] , describiendo a

continuación los cambios e instrucciones que fueron omitidas:

Parte 1: Uso de micropipetas.

Se rotularon y pesaron en una balanza analítica los tubos eppendorf que iban a ser utilizados, anotando

los valores obtenidos. Luego se reguló el volumen que se deseaba tomar girando el botón superior y se

tomó un volumen de agua presionando hasta el primer tope de la micropipeta, el cual fue depositado

en un tubo eppendorf presionando nuevamente el botón hasta el segundo tope. Después se pesaron los

tubos eppendorf con los volúmenes de agua añadido, estos se restaron con el valor del tubo eppendorf vacío y se realizaron los respectivos cálculos haciendo uso de la fórmula I. No se realizaron las

mediciones para los volúmenes de 10 uL usando la P200 y de 50 uL para la P1000.

V =d m

Parte 2: Determinación de densidad de diferentes compuestos

Se pesaron y rotularon los tubos eppendorf. Al intentar sacar con la micropipeta los volúmenes

requeridos de glicerol y no lograrse satisfactoriamente, se recurrió a cortar parcialmente, utilizando las

tijeras, la punta de plástico desechable que posee la micropipeta.

Resultados

Para la determinación de la precisión y la exactitud de las micropipetas, se tomaron volúmenes de

agua destilada con algunas de estas, de distintas capacidades según correspondiera (P20, P200 y

P1000), y se pesaron las muestras tomadas [12]. En la

Tabla 1

se presentan los datos obtenidos. Cabe

destacar que las mediciones fueron realizadas por triplicado, por lo que de las masas obtenidas se

calculó el promedio, y con estos valores se procedió a analizar la precisión y la exactitud del

instrumento.

Tabla 1. Masas promedio de los volúmenes medidos de agua destilada.


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Volumen (µL) Masa promedio (gr) Desviación estándar (gr) Error relativo (%)

5 0,0051 3,6055 x 10-4 2,2967

10 0,0092 1,7578 x 10-3 -7,7324

50 0,0500 1,2503 x 10-3 0,2908

500 0,5039 1,0149 x 10-3 1,0731

Como se observa en la

Tabla 1, los mayores valores de desviación estándar y de error relativo se

presentaron en los 10µL, medidos con la micropipeta P20.

En la segunda experiencia, se tomaron distintos volúmenes por triplicado de isopropanol y de glicerol

con las micropipetas correspondientes, y se pesaron, obteniendo los valores presentados en la

Tabla 2.

Del mismo modo que para los volúmenes de agua, se calculó el promedio de las masas de cada sustancia para cada volumen.

Tabla 2. Masas promedio de los volúmenes medidos de isopropanol y glicerol.

Muestra Volumen

(µL)

Masa promedio (gr) Desviación estándar (gr)

Isopropanol

10 0,0068 7,0946 x 10-4

50 0,0375 5,5076 x 10-4

200 0,1491 3,6501 x 10-3

2500 0,3918 8,4346 x 10-3

1000 0,7444 1,1937 x 10-2

Glicerol

10 0,0240 8,7709 x 10-3

50 0,0739 9,5394 x 10-4

200 0,2522 3,1560 x 10-2

500 0,6548 3,5002 x 10-2

1000 1,2386 1,8721 x 10-2

Como es posible observar, los mayores valores de desviación estándar se obtuvieron en las mediciones

de glicerol, siendo la más alta la correspondiente a los 500µL.

Los datos presentes en la

Tabla 2 se graficaron por separado para cada solución, obteniendo las

Figuras 1 y 2, de modo de obtener la pendiente para cada curva, y así, determinar la densidad de cada

disolución.


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Figura 1. Masa promedio de cada volumen tomado de isopropanol, donde se observa que la densidad

experimental del isopropanol fue de 0,7489 gr/mL. Los valores representados corresponden a tres

réplicas + SD.

Figura 2. Masa promedio para los volúmenes medidos de glicerol. Donde se observa que la densidad

experimental del glicerol fue de 1,2341 gr/mL. Los valores representados corresponden a tres réplicas

+ SD.


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Discusión

Para determinar si las micropipetas son precisas y exactas al momento de extraer volúmenes, es

necesario evaluar cuán cercanos son los valores obtenidos experimentalmente respecto a los

esperados, es decir, la exactitud de las micropipeta, para esto debemos apoyarnos en el error relativo

[13]. En la

Tabla 1 se aprecia que la micropipeta más exacta es aquella de menor error relativo, siendo la P200, con un 0,2908% de error, en cambio la p20 presentó un -7,7324% de error, siendo

esta la menos exacta. Estos valores están indicando que para realizar mediciones más exactas, es

conveniente utilizar una p200, ya que se tendrá mayor certeza de los volúmenes que se están

adicionando. Para saber si las micropipetas tienen la capacidad de extraer volúmenes que sean

reproducibles[10], es decir, precisos, se analizó la desviación estándar de la Tabla 1. La P20 es la que

presentó un menor valor de desviación estándar, siendo de 3,6055 x 10-4gr en la medición de 5µL de

agua destilada, resultando ser la más precisa, aunque esta misma micropipeta también presentó la

desviación estándar más grande obtenida, con un valor de 1,7578 x 10-3 para la medición de 10µL del

mismo líquido. Es decir, fue la menos precisa. Además, si se considera que la diferencia entre el error

relativo de ambas mediciones es de -10,0291%, se podría considerar que esta micropipeta es aquella

que entrega datos más incongruentes y menos certeros a la hora de hacer mediciones exactas y precisas. Por estas razones se considera que la P20 es una micropipeta que no está bien calibrada. En

contra, están la p200 y la p1000 que presentaron un error relativo bastante pequeño y una desviación

estándar pequeña, porque lo se podría deducir que si están correctamente calibradas.

Posteriormente se realiza la determinación de densidades de dos compuestos, isopropanol y glicerol.

De la

Figura 1 y la

Figura 2 se puede extraer que sus densidades son 0,7489g/ml y 1,2341g/ml

respectivamente, siendo muy cercanas a las densidades teóricas de 0,79g/ml[10] y 1,26g/ml[11], cabe

mencionar que los porcentajes de error obtenidos fueron de -5,203% para el isopropanol, y -2,055%

para el glicerol. Es importante destacar que ambos errores son negativo, puesto que ambos casos

quedan residuos del líquido en las punta de la micropipeta. Esto se puede deber a las propiedades

moleculares del compuesto, ya que el isopropanol presenta un grupo hidroxilo y el glicerol presenta

tres, como se puede observar.

Isopropanol Glicerol

Figura 3. Estructura del isopropanol y glicerol. aca se observan los grupos hidroxilos de las

moléculas.

Esto permite que se formen puentes de hidrógeno, aumentando la fuerza de atracción de las moléculas

y por consiguiente mejorando la viscosidad del compuesto[14], y es esta propiedad la que impidió que

el líquido fluyera con naturalidad por la punta de la micropipeta, lo que interfirió con un análisis más

preciso y exacto en lo que respecta a estos compuesto. A pesar de que las puntas de las micropipetas

fueron cortadas para mejorar la salida del líquido, esto no fue suficiente para reducir el error. También

cabe destacar que es probable que se hayan cometido errores humanos en la práctica. Esto se puede

deber a poca experiencia o a tener poco cuidado al momento de extraer los volúmenes. Debido a esto

se explica que los resultados pueden variar de persona en persona[15]. Además no se determinó


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correctamente la temperatura a la cual se trabajaba al momento de realizar la práctica, todo esto son

factores que influyen en generar posibles errores en las mediciones.

Finalmente, es necesario mencionar que la Tabla 2 incluye las desviaciones estándar debido a que en

el gráfico no son notorias.

Conclusiones

Al finalizar la práctica se puede concluir que las micropipetas presentan una buena exactitud y

precisión a excepción de la p20, que fue aquella que arrojó datos menos concordantes con los teóricos.

Respecto a las densidades obtenidas, se puede decir que se obtuvieron valores cercanos a los teóricos,

pero debido a las propiedades físicas de la molécula, como la viscosidad se generan errores tales como

que el líquido quede dentro de la punta de la micropipeta. Mediante estos pasos se pudo adquirir los

conocimientos prácticos de cómo utilizar una herramienta hecha para medir volúmenes dentro del orden de los microlitros como lo es la micropipeta.


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Bibliografía

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[15]Haber-Schaim, U.(1979). “propiedades características” en Cursos de introducción a las ciencias

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