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1 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório 2 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Sumário Conhecimentos químicos para uso em laboratório............................................3 Material de laboratório, seu manuseio e lavagem..............................................3 preparo de soluções (cálculos, medições e reagentes)......................................10 Titulações...........................................................................................................13 Cromatografias..................................................................................................17 Espectrofotometria.............................................................................................24 Conhecimentos biológicos para uso em laboratório..........................................30 Técnicas de coleta de materiais biológicos........................................................31 Manutenção de biotério e manejo de animais de laboratório.............................36 Cultivo de células...............................................................................................44 Técnicas de biologia molecular..........................................................................50 Microscopia........................................................................................................63 Qualidade e segurança em laboratórios............................................................72 Boas práticas de laboratório..............................................................................74 Biossegurança...................................................................................................82 Referências........................................................................................................87 3 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório CONHECIMENTOS QUÍMICOS PARA USO EM LABORATÓRIO Na rotina de trabalho como auxiliar de laboratório, para se atuar com habilidade, é preciso dominar alguns conhecimentos básicos relacionados a duas áreas-chave: a Química e a 3 Biologia. Detendo esses conhecimentos é possível que se consiga cobrir toda a gama de atuação de um auxiliar em qualquer tipo de laboratório, já que as técnicas utilizadas são relativamente comuns, seja visando objetivos clínicos ou acadêmicos. Assim, este curso objetiva contribuir com a difusão de informações primordiais sobre preparo de soluções, uso de equipamentos, principais técnicas utilizadas em ambiente laboratorial e manutenção de padrões de qualidade e segurança nesses ambientes. Dessa forma, o público a quem o curso se dirige se resume a todos aqueles que tenham interesse em atuar na rotina de um laboratório, sobretudo como auxiliar, e também àqueles que tenham interesse em aprender mais sobre a rotina em um laboratório. Nesse módulo serão focados os conhecimentos de natureza relacionada à área Química, necessários para uma boa atuação em laboratório. Para um adequado acompanhamento do curso, principalmente neste módulo sobre conhecimentos relacionados à área Química, espera-se que o leitor disponha de conhecimentos prévios básicos sobre cálculos químicos, pois os mesmos serão aqui retomados apenas com o intuito de relacioná-los à prática em um laboratório, já que não dispomos de tempo e espaço para abordá-los de forma ampla, tomando os ensinamentos dos cálculos desde o início. MATERIAL DE LABORATÓRIO, SEU MANUSEIO E LAVAGEM Os materiais comumente utilizados em rotina de laboratório se resumem a instrumentos e recipientes plásticos ou de vidro, que só devem ser utilizados em propósitos laboratoriais, higienizados logo após o seu uso, não devem ser utilizados duas vezes para medir ou conter o mesmo reagente ou reagentes diversos (sempre 4 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório restarão alguns resíduos de reagente no recipiente, que podem contaminar seu experimento) e, principalmente, nunca devem ser armazenados no mesmo local dos itens de uso pessoal daqueles que trabalham em laboratório (veremos no Módulo III, que é necessário haver local específico para a guarda dos itens pessoais fora do laboratório). Os principais cuidados no manuseio do material de laboratório se referem justamente à prevenção da contaminação de soluções por resíduos de reagentes contidos em recipientes mal higienizados ou ainda que não foram lavados antes de serem utilizados com outro reagente; também devemos ter cuidado no que se refere ao uso de instrumentos ou recipientes de vidro, já que seu mal uso pode incorrer em graves acidentes. Para facilitar a compreensão, tem-se abaixo um quadro-resumo com os principais materiais utilizados na rotina de laboratório, suas características e seus modos de uso. 5 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 1: PRINCIPAIS MATERIAIS DE USO COMUM EM LABORATÓRIO E SUAS FORMAS DE MANUSEIO 5 6 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório 7 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório 8 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório 9 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FONTE: CARMO, 2012. 10 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório No que se refere ao processo de limpeza, lavagem e esterilização dos materiais de laboratório, todos os materiais devem ser imediatamente lavados após o uso, em água corrente e com o uso de detergente líquido. Recomenda-se que o processo de lavagem seja realizado com o uso de luvas, preferencialmente neoprene ou PVC, com superfície externa antiderrapante. O cuidado durante esse processo é essencial, pois muitas peças são caras e algumas de difícil obtenção no mercado. Assim, devemos ao máximo evitar rachaduras ou quebras, que costumam ocorrer mais frequentemente durante o procedimento de lavagem. Dependendo da aplicação ou uso do material, alguns itens do laboratório também devem passar por processo de esterilização. Assim, após o término do uso dos itens, o auxiliar de laboratório deve lavá-los muito bem e levá-los à autoclave (equipamento utilizado para esterilizar itens por meio do calor úmido sob pressão), a 120º por 20 minutos. PREPARO DE SOLUÇÕES (CÁLCULOS, MEDIÇÕES E REAGENTES) O uso de soluções com composições e concentrações específicas é de suma importância na prática laboratorista, principalmente no que se refere à prática de atividades relacionadas à área Química. Antes de passarmos ao aprendizado sobre os principais cálculos para a síntese de soluções, devemos entender alguns conceitos. Conceitua-se solução como sendo a mistura unifásica ou homogênea de mais de um componente e, na dissolução de uma substância em outra, a que se dissolve é o soluto e o meio de dissolução é o solvente. As soluções são obtidas para qualquer um dos três estados da matéria: sólido, líquido ou gasoso. Qualquer mistura gasosa é uma solução, porque qualquer mistura de gases é homogênea. Soluções em estado sólido são conhecidas como as ligas metálicas. Entretanto, a maioria das soluções existe no estado líquido, constituindo-se pela dissolução de outro líquido, sólido ou mesmo um gás em uma substância líquida. Se essa solução, em que as substâncias se diluem, for a água, tem-se uma solução 11 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório aquosa. Uma solução diluída é aquela que apresenta proporções relativamente pequenas de soluto, enquanto uma solução concentrada apresenta proporção relativamente maior. Já a concentração de uma solução se refere à quantidade de soluto presente em dado volume de solução, e é expressa mais comumente em molaridade (expressa o número demoles de soluto presente em dado volume de solução em litros), molalidade (relaciona o número de moles de soluto à massa, em quilogramas, do solvente) e normalidade (expressa a relação entre o número 13 de equivalente-grama do soluto e o volume de solução em litros) (ATKINS & JONES, 2001). Contudo, existem, ainda, outros métodos para definir a concentração de uma solução, como veremos na tabela abaixo: TABELA 1: SISTEMAS DE ANOTAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES O preparo de uma solução exige atenção a alguns passos, quais sejam: o cálculo da quantidade de soluto a ser utilizada, a medição desse soluto, a sua diluição no meio solvente e homogeneização, seguida de armazenagem. Para a etapa dos cálculos, nos focaremos naquilo que é mais relevante. O 12 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório cálculo da molaridade (grandeza mais frequentemente utilizada para definir a concentração) das soluções é definido como: M = m(g) PM x V (L) Equação 1: Cálculo da molaridade de uma solução. m = massa de soluto utilizado na solução; PM = peso molecular do soluto utilizado; V = volume do soluto, em litros. O cálculo mais comumente empregado para nos orientar na diluição de uma solução é o que relaciona a molaridade e o volume das duas soluções (da solução concentrada e da solução na concentração que queremos obter). Assim segue: M1 x V1 = M2 x V2 Equação 2: Equação que expressa relação de concentração entre duas soluções, utilizada como subsídio para a diluição de uma solução. M1 = molaridade da solução concentrada; V1 = volume de solução concentrada; M2 = molaridade da solução diluída; V2 = volume da solução diluída. Para o preparo das soluções, os materiais mais frequentemente utilizados são: a balança, balões volumétricos ou béqueres (itens nos quais se processa a diluição), espátula para manipular o reagente e provetas para medição do solvente. Os reagentes a serem utilizados irão depender da natureza das soluções preparadas. É consenso que na rotina laboratorial não podem faltar soluções-tampão, 13 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório soluções ácidas e básicas, soluções salinas, soluções fisiológicas e corantes. Assim, para o preparo dessas soluções os reagentes mais utilizados são: água destilada (dependendo do grau de esterilidade requerido da solução, deve-se utilizar água deionizada), hidróxido de sódio, ácido cítrico, cloreto de sódio, álcool, ácido acético, ácido clorídrico, fosfato de sódio monobásico, fosfato de sódio bibásico e os corantes a serem diluídos. 1 TITULAÇÕES As titulações compreendem um método químico relacionado à área de Química Analítica. Nessa área, os métodos, instrumentos e estratégias são aplicados na obtenção de informações acerca da composição da matéria no espaço e no tempo. Em relação a isso, dois aspectos são primordiais: a identificação das espécies químicas presentes no conteúdo em análise e a determinação das quantidades relativas de cada uma dessas espécies. Em Química, os métodos ditos volumétricos são procedimentos quantitativos que se baseiam na determinação da concentração de um dado elemento presente em uma amostra por meio de uma reação, em solução, com outro elemento de concentração conhecida, acompanhando-se as quantidades desse outro elemento adicionado ao primeiro. Em resumo, trata-se de determinar a concentração de um elemento presente em uma amostra a partir do volume (ou massa) de uma solução com concentração conhecida (solução padrão), que deve reagir quantitativamente com a amostra de interesse (solução problema). Esses procedimentos volumétricos vêm sendo utilizados para a realização de análises quantitativas há mais de 200 anos e é considerado um método primário de análise, utilizado para validar muitos outros métodos ditos secundários. Nos séculos XVIII e XIX, as análises químicas eram quase que exclusivamente realizadas por meio de métodos volumétricos. Em Português, as análises volumétricas apresentam diversos sinônimos, como titulação, volumetria,titrimetria e titulometria. Conceitua-se como titulação ou titulometria o procedimento analítico por meio do qual uma quantidade desconhecida de uma dada substância passa a ser 14 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório conhecida por uma reação produzida entre essa substância e outro reagente conhecido e padronizado. No que se refere a esta reação, temos dois conceitos importantes: o de titulante e o de titulado. O titulado é a substância, composto ou solução cuja concentração quer-se determinar, enquanto o titulante é o reagente ou solução cuja concentração é sabida. Em processo de titulação ácido-base, mais especificamente, ocorre uma reação de neutralização entre um ácido e uma base. Ácido + Base Sal + Água Equação 3 : Equação demonstrativa dos reagentes e produtos em uma reação de neutralização. Contudo, em outras titulações, que não envolvam um ácido e uma base, podem também ocorrer reações de complexação, precipitação e oxidação-redução. Para facilitar o nosso estudo, vamos nos focar no estudo das titulações, ácido- base, mais comumente empregadas na rotina de trabalho do auxiliar de laboratório. Na volumetria ácido-base, o titulante normalmente é uma base forte (hidróxido de sódio, hidróxido de potássio) ou ácido forte (ácido clorídrico, ácido sulfúrico). O ponto final ou de equivalência desta titulação, em geral é obtido por meio de indicadores visuais (método colorimétrico) ou por métodos instrumentais, como o potenciométrico. Conceitua-se o ponto de equivalência como sendo o momento da titulação em que a relação entre o número de moles do titulante e o número de moles do titulado se iguala àquela prevista por meio da reação estequiométrica (JESUS, 2012). No caso do método colorimétrico, faz-se a adição de um indicador ácido-base ao titulado. Esse indicador frequentemente é um ácido ou base fracos que possuem a propriedade de alterar sua coloração em função do seu grau de dissociação (pH do meio), sendo o mais conhecido deles a fenolftaleína. Vejamos na figura abaixo as variações de coloração para três diferentes indicadores ácido-base, em função da modificação do pH do meio (JESUS, 2012). 15 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 2: VARIAÇÃO DA COLORAÇÃO DE INDICADORES ÁCIDO-BASE EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE pH FONTE: FELIPE, 2012. Já no método potenciométrico, durante o processo de titulação utiliza-se o eletrodo de um medidor de pH imerso no titulado para aferir continuamente o pH da solução ao longo de todo o processo e, com isso, construir a curva de titulação. A curva de titulação ou curva de neutralização é uma representação gráfica dos valores de pH do titulado em função do volume de titulante que a ele foi adicionado. FIGURA 3: CURVA DE TITULAÇÃO No eixo das ordenadas tem-se a variação do pH do titulado, em função da adição de titulante (volume representado no eixo das abscissas). Tem-se em destaque o ponto de equivalência. 16 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Essa representação gráfica da curva de titulação permite-nos identificar três zonas de variação do pH do titulado: inicialmente, uma variação suave, na região ácida da escala de pH (a pequena variação se justifica pela capacidade tamponante da solução de ácido forte); uma grande variação na vertical, na região de transição da zona ácida para a zona alcalina; e pequena variação na região alcalina da escala de pH. Assim, observando a representação, podemos afirmar que, graficamente, o ponto de equivalência da titulação ácido-base corresponde ao ponto de inflexão da curva de titulação (JESUS, 2012). A representação da Figura 3 foi aqui utilizada como representativa da curva de titulação em uma titulação com ácidoforte e base forte. Nesse caso, o ponto de equivalência corresponderá ao pH em torno de 7,0. Entretanto, existem outros tipos de titulação ácido-base, distinguido justamente em função do ponto de equivalência. Assim, em uma titulação, ácido fraco – base forte, o ponto de equivalência corresponderá a um pH maior que 7,0. Já em uma titulação envolvendo um ácido forte e uma base fraca, tem-se o ponto de equivalência em um pH menor que 7,0 (JESUS, 2012). Assim, para concluir, em um procedimento de titulação o objetivo principal é descobrir a concentração do titulado, uma vez que já conhecemos o volume do qual dispomos. No início do procedimento, deteremos o conhecimento sobre a concentração do titulante, mas não sobre o volume desta solução que será utilizado para descobrir a concentração do titulado. Ao final do processo, em razão da curva de titulação e do ponto de equivalência, saberemos a concentração do titulante e o volume utilizado desta solução. Contudo, continuamos sem saber qual a concentração do titulado. Para solucionar esse problema, utilizaremos os conhecimentos já adquiridos no item anterior do curso (Preparo de soluções - cálculos, medições e reagentes). Na equação 2 aprendemos como relacionar volumes e concentrações de duas soluções e por meio dela e das informações de que dispomos poderemos, então, calcular a concentração do titulado. 17 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório CROMATOGRAFIAS O termo cromatografia foi utilizado pela primeira vez em 1906 por um botânico russo no momento em que descrevia suas experiências com extratos de folhas, nas quais objetivava a separação de componentes. Nessas experiências, o extrato das folhas foi adicionado a uma coluna de vidro preenchida com carbonato de cálcio e, então, adicionado éter de petróleo que deveria percorrer a coluna e, assim, separar os componentes do extrato de folhas em faixas coloridas. Possivelmente, esse seja o motivo pelo qual a técnica foi batizada de cromatografia, já que chrom equivale à cor e graphie significa escrita (NELSON & COX, 2006). Desse modo, a cromatografia é um método físico-químico utilizado para separação de componentes. Basicamente, essa separação se embasa na propriedade de migração diferencial dos componentes que constituem uma mistura e ela irá ocorrer em razão das diferentes interações existentes entre duas fases imiscíveis: a fase móvel e a fase estacionária. A fase móvel (na forma de gás ou líquido) atravessa a fase estacionária, carregando a amostra (soluto). Os componentes da amostra, então, irão se dividir conforme a sua afinidade com a fase móvel ou estacionária. No caso da afinidade com a fase estacionária, a interação se dará por absorção (transferindo-se para o interior da fase estacionária) ou adsorção (ficando retida na superfície das moléculas que compõem a fase estacionária). A fase estacionária comumente é sólida, mas no caso de ser um líquido, esse pode estar adsorvido a um suporte sólido ou imobilizado sobre o mesmo. No caso de fases estacionárias sólidas, as mais comuns em uso são a sílica, a alumina, parafina, poliglicóis, poliésteres e silicones. As fases estacionárias sólidas, como já mencionadas, levam à separação dos componentes por absorção ou adsorção, enquanto fases estacionárias líquidas permitem a separação por partição (NELSON & COX, 2006). 18 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 4: ILUSTRAÇÃO DO PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE PROTEÍNAS EM UMA COLUNA CROMATOGRÁFICA Em destaque, os elementos principais da coluna cromatográfica. FONTE: Adaptado de NELSON & COX, 2006. A aplicação mais comum da cromatografia é a separação de componentes em uma mistura, mas ela também pode ser uma técnica útil na identificação de compostos, por meio da comparação com padrões já existentes, e para a purificação de compostos, separando os componentes indesejáveis. Os diferentes tipos de cromatografia mais comumente utilizados podem ser classificados conforme alguns critérios, como: • A forma física do sistema de cromatografia (cromatografia em coluna ou planar); a cromatografia planar corresponde aos seguintes tipos: cromatografia em papel, cromatografia por centrifugação e cromatografia em camada delgada. • A fase móvel utilizada; nesse caso, as cromatografias podem ser gasosas, líquidas ou supercríticas (vapor pressurizado acima da temperatura crítica); Reservatório Fase móvel (amostra) Fase estacionária Proteínas Efluente 19 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório • A fase estacionária utilizada; nesse caso as cromatografias podem ser de fases estacionárias sólidas, líquidas e quimicamente ligadas; • O modo de separação; nesse caso, as cromatografias podem se dar por adsorção, partição, troca iônica, exclusão ou mais de um desses tipos ao mesmo tempo (DEGANI et al., 1998). FIGURA 5: ILUSTRAÇÃO DE UMA COLUNA CROMATOGRÁFICA FONTE: DEGANI et. al., 1998. A cromatografia líquida clássica caracteriza-se pelo fato da fase móvel ser arrastada por uma coluna apenas em consequência da força da gravidade. Já na cromatografia líquida de alta eficiência (ou HPLC) se faz uso de fases estacionárias constituídas por partículas menores e o uso de um instrumento que bombeie a altas pressões a amostra, fazendo com que ela percorra a fase estacionária de modo mais rápido, o que acaba melhorando a resolução da separação. A cromatografia líquida clássica é bastante utilizada para promover a separação de produtos naturais e para a purificação de produtos de reações químicas (NELSON & COX, 2006). 20 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório A escolha do eluente, substância que irá desfazer as ligações entre componentes da amostra e a fase estacionária, depende da natureza dos componentes da amostra. Assim, se a amostra for constituída por duas substâncias, uma apolar e outra polar utilizam-se primeiro um eluente apolar seguido de um polar. Dado o fato de que, invariavelmente, partículas da amostra ficarão irreversivelmente adsorvidas à fase estacionária, é preciso, a cada etapa de separação em cromatografia, realizar um tratamento para recuperar o adsorvente. A cromatografia é também um instrumento muito útil no fracionamento de proteínas, que podem ser diferenciadas em função de sua carga, tamanho, afinidade de ligação e outras propriedades. A esse respeito, as proteínas podem migrar mais rápido ou mais devagar pela coluna, a depender das suas propriedades. Por exemplo, na cromatografia de troca iônica, a fase estacionária possui grupamentos carregados negativamente. Na fase móvel, as proteínas com carga positiva irão migrar mais devagar pela fase estacionária, em razão das interações iônicas que serão estabelecidas entre a amostra e a fase estacionária. Abaixo, alguns esquemas ilustrativos dos diferentes tipos de cromatografia (NELSON & COX, 2006). 21 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 6: ESQUEMA ILUSTRATIVO DA TÉCNICA DE CROMATOGRAFIA DE TROCA IÔNICA FONTE: Adaptado de NELSON & COX, 2006. Na cromatografia de exclusão por tamanho, as proteínas são separadas de acordo com o seu tamanho. Assim, as proteínas maiores são eluídas primeiro, uma vez que elas percorrem apenas os espaços existentes entre as moléculas que constituem a fase estacionária. Já as proteínas menores percorrem os caminhos dentro das cavidades das moléculas que constituem a fase estacionária, daí demorarem mais para serem eluídas. Grupos funcionai s carregados Proteínas se movem pela coluna; as mais negativamente carregadas são eluídas Proteína (amostra) é adicionada à colunaGrande carga positiva Carga positiva Carga negativa Grande carga negativa 22 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 7: ESQUEMA ILUSTRATIVO DA TÉCNICA DE CROMATOGRAFIA DE EXCLUSÃO POR TAMANHO FONTE: Adaptado de NELSON & COX, 2006. A cromatografia por afinidade se baseia na ligação de proteínas à fase estacionária por afinidade. As moléculas que compõem a fase estacionária possuem um grupamento químico ligado covalentemente. Se a proteína da amostra apresentar afinidade por tal grupamento químico, ela irá se ligar a ele e a sua migração pela coluna, consequentemente, será retardada. Proteína (amostra) é adicionada à coluna. Moléculas de proteína separadas por tamanho (as maiores passam mais livremente). Polímero poroso 23 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 8: ESQUEMA ILUSTRATIVO DA TÉCNICA DE CROMATOGRAFIA DE AFINIDADE FONTE: Adaptado de NELSON & COX, 2006. 24 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório ESPECTROFOTOMETRIA A espectrofotometria se baseia nas propriedades de absorção e/ou emissão de radiação eletromagnética pelas moléculas, quando seus elétrons se movimentam entre diferentes níveis energéticos. Os estudos sobre essa técnica se iniciaram no século XVII, com o início dos estudos sobre a luz, e culminaram com a invenção do espectroscópio em 1859. O espectro eletromagnético corresponde a um conjunto de comprimentos de onda e o espectro da luz visível está contido justamente entre os comprimentos 400 nm a 800 nm (desde próximo ao ultravioleta até próximo ao infravermelho). FIGURA 9: ILUSTRAÇÃO DO ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO E ASSOCIAÇÕES DAS FREQUÊNCIAS COM AS RADIAÇÕES DO COTIDIANO FONTE: Espectro Científico, 2012. 25 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório As diferentes cores no espectro da luz visível correspondem a diferentes comprimentos de onda, como podemos observar na tabela abaixo: TABELA 2: COMPRIMENTOS DE ONDA DENTRO DO ESPECTRO DA LUZ VISÍVEL FONTE: Universidade dos Açores, 2012. A radiação que incide em uma solução pode sofrer reflexão, refração, espalhamento ou ser absorvida pela solução. Dessa forma, somente uma parcela da radiação incidente será transmitida pela solução. A absorção da radiação ocorre quando a energia que é transportada por ela é igual à diferença entre dois níveis de energia das moléculas presentes em solução. Assim, a energia da radiação é transferida para as moléculas e ocorre a sua absorção pelas mesmas. Isto nos permite inferir que os comprimentos de onda que certa substância absorve são típicos e estão associados à sua estrutura molecular. O espectrofotômetro é o instrumento que nos permite medir a quantidade de 26 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório luz que foi absorvida por uma solução, após termos submetido-a a um feixe de luz monocromática. De forma geral, o espectrofotômetro se constitui em: uma fonte de radiação, que pode ser uma lâmpada incandescente, a amostra e um detector. É na fonte de radiação que deve haver um modo de controle e seleção do comprimento de onda que deve incidir na amostra, o que é feito por meio de filtros ou monocromatizadores (prismas ou grades de difração). O prisma separa esse feixe de luz monocromática em seus diferentes comprimentos de onda (como ocorre em um arco-íris, por exemplo, em que se tem a separação da luz branca em seus diferentes comprimentos de onda – coloridos) e nos permite saber a quantidade de luz absorvida pela solução correspondente a cada comprimento de onda (Universidade dos Açores, 2012). 28 FIGURA 9: ESQUEMA DO CAMINHO DA RADIAÇÃO E DOS DADOS OBTIDOS EM UM ESPECTROFOTÔMETRO 27 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório A amostra deve estar contida em um recipiente típico denominado cuvette ou cubeta. Já o detector é um instrumento sensível à radiação e servirá para refletir uma medida da intensidade da mesma, por meio de conversão do sinal percebido em um valor numérico. (Universidade dos Açores, 2012). Abaixo, segue figura mais detalhada do processo e do caminho realizado pela luz. FIGURA 10: ESQUEMA ÓPTICO DOS PRINCIPAIS COMPONENTES DO 29 ESPECTROFOTÔMETRO As letras representam: (a) fonte de luz, (c) prisma, (e) compartimento de amostras com cubeta contendo solução, (f) célula fotelétrica, (g) amplificador. FONTE: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2012. O resultado obtido em uma análise no espectrofotômetro é o conjunto das absorbâncias correspondentes aos vários comprimentos de onda, o que se denomina espectro de absorção. Esse espectro varia de substância para substância ou de solução para solução, já que depende de características inerentes às mesmas. Assim, por exemplo, no caso de uma substância ou solução de cor verde, a luz verde será refletida e não absorvida pela substância, que tende a absorver apenas comprimentos de onda correspondentes ao vermelho. 28 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 11: ESPECTRO DE ABSORÇÃO DA CLOROFILA. OBSERVAR QUE NA FAIXA DO ESPECTRO CORRESPONDENTE À COR VERDE NÃO HÁ ABSORÇÃO FONTE: Revista Eletrônica do Vestibular, 2012. Assim, como as diferentes substâncias apresentam diferentes padrões de absorção, a espectrofotometria aplica-se à identificação das substâncias baseada em seu espectro de absorção. Além disso, por meio da espectrofotometria é possível também quantificar a substância, uma vez que a quantidade de luz absorvida por ela está diretamente relacionada à sua concentração. Frequentemente precisamos quantificar substâncias que se encontram presentes em misturas complexas ou ainda que não absorvem de modo significativo a luz em nenhum comprimento de onda. Assim, é preciso, antes de realizar a medição em espectrofotômetro, adicionar à mistura um composto, que dará cor à mesma, e cuja concentração é diretamente proporcional à concentração da substância de interesse na mistura original. Os métodos colorimétricos mais comumente utilizados na rotina laboratorial são: o de biureto, de Lowry e método de Bradford. 29 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Previamente às análises das amostras, devemos medir as absorbâncias para o que chamamos de branco, que é uma solução idêntica às amostras, sem, contudo, apresentar o soluto que possa absorver a luz. Assim, utilizamos o método para descobrir a concentração de dada proteína em solução, o branco não poderá conter a proteína. A medida de absorbância do branco deve ser feita, para se eliminar a diferença de absorbância devido ao branco, promovendo, então, uma leitura real das absorbâncias obtidas para as amostras. Assim, resumidamente, o que temos até agora no procedimento da técnica de espectrofotometria é: • A luz emitida passa pelas cubetas; as medições são feitas seguindo a ordem branco-amostras; • Essa intensidade de luz que atravessou as amostras é medida, nos permitindo saber os valores de absorbância. Contudo, para realizar a quantificação espectrofotométrica de uma substância em solução é preciso antes construir a chamada, curva padrão, que nos permite descobrir a constante de proporcionalidade de absorção do método colorimétrico. Assim, para construir tal curva, prepara-se uma série de soluções com um composto de concentração conhecida, como a albumina, por exemplo. Utilizamos o método colorimétrico elegido e realizamos a medição das absorbâncias em um dado comprimento de onda. 30 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 12: CALIBRAÇÃO DE UM MÉTODOCOLORIMÉTRICO UTILIZANDO-SE ALBUMINA FONTE: MARTINS et al., 2006. A curva padrão de calibração, como mostrado na figura acima, nos permitirá estabelecer a relação entre absorbância e concentração por meio de uma equação de primeiro grau, que, no futuro, permitirá relacionar as absorbâncias obtidas para a solução de interesse com a concentração da substância que queremos determinar. 2 CONHECIMENTOS BIOLÓGICOS PARA USO EM LABORATÓRIO Neste segundo módulo do curso de Auxiliar de Laboratório, pretende-se apresentar os principais conhecimentos relacionados à área Biológica que costumam ser mais frequentemente exigidos na prática laboratorial. Assim, aprenderemos sobre 31 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório a manipulação de materiais biológicos, métodos e técnicas de pesquisa e instrumentos de trabalho (como a microscopia, por exemplo). Com isto, pretende-se disponibilizar uma visão ampla da atuação deste profissional que deve possuir conhecimentos variados. TÉCNICAS DE COLETA DE MATERIAIS BIOLÓGICOS O processo de realização de exames clínicos laboratoriais inicia-se com o pedido do médico e termina somente com a interpretação dos resultados obtidos nos exames. Nesse entremeio, contudo, tem-se a atuação da figura do auxiliar de laboratório, no que concerne à coleta das amostras de material biológico a serem analisadas, o preparo das amostras (fase pré- analítica), a realização dos testes e exames (fase analítica), a análise dos resultados obtidos nos testes, exames, à liberação desses resultados e a preparação dos laudos (fase pós-analítica). Todo o processo de coleta e análise de materiais biológicos deve ser obrigatoriamente precedido da lavagem correta das mãos e uso de luvas. É importante lembrar também que após o término do procedimento, a lavagem das mãos é imprescindível. O sangue, um dos tipos de materiais biológicos mais comuns em análises, é formado por duas fases: os elementos figurados (células e plaquetas) e o plasma (fase líquida do sangue, na qual os elementos figurados se mantêm em suspensão). Os elementos figurados do sangue são representados pelos eritrócitos, os leucócitos (neutrófilos, eosinófilos, basófilos, linfócitos e os monócitos) e as plaquetas. O sangue, quando retirado dos vasos sanguíneos, coagula. Daí a importância de se utilizar substâncias conhecidas como anticoagulantes. Dependendo da análise, o exame poderá ser realizado no sangue total (hemograma), no plasma ou no soro (porção do plasma obtida quando os elementos de coagulação sanguínea não estão mais presentes). Quando o teste tiver que ser realizado no soro, esse deverá ser 32 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório obtido por meio de coleta em tubo sem anticoagulante, uma vez que é do nosso interesse que, para este tipo de exame, ocorra o processo de coagulação sanguínea. Já para que se obtenha o plasma, é de nosso interesse que não ocorra à coagulação; portanto, a coleta deve ser realizada em tubo contendo anticoagulante. Assim, após a coleta do sangue, em tubo apropriado, deve-se fazer o procedimento de homogeneização por inversão, de 5 a 8 vezes, a fim de misturar o sangue colhido ao anticoagulante, evitando, portanto, a coagulação e a hemólise sanguínea. Na tabela abaixo, temos a descrição dos principais tipos de anticoagulantes utilizados e sua forma de identificação por meio das tampas dos tubos, bem como suas principais aplicações (TOLEDO, 2010). 33 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório TABELA 3: QUADRO-RESUMO DOS PRINCIPAIS ANTICOAGULANTES UTILIZADOS NA ROTINA DE EXAMES LABORATORIAIS, SUA COR DE IDENTIFICAÇÃO E PRINCIPAIS APLICAÇÕES FONTE: Secretaria Municipal de Saúde de São Paulo, 2012. Assim, após a homogeneização da amostra, o plasma e o soro sofrerão processo de centrifugação. O sangue total utilizado em análises não costuma ser centrifugado, justamente, porque objetivamos ter todos os elementos do sangue presentes e não separá-los. Na figura abaixo, segue as imagens do que se espera obter nos tubos após o processo de centrifugação FIGURA 13: IMAGENS OBTIDAS NOS TUBOS DE COLETA APÓS O PROCESSO DE CENTRIFUGAÇÃO A B C 34 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Quando se objetiva obtiver o soro sanguíneo (A), o plasma sanguíneo (B) e, no caso de sangue total (C), que não sofreu centrifugação. FONTE: TOLEDO, 2010. A coleta de material microbiológico tem o objetivo de identificar os agentes infecciosos e o perfil de sensibilidade a antimicrobianos. A coleta deve ser realizada em um sítio ou local do corpo representativo do processo infeccioso a ser investigado. Assim, é recomendável, por exemplo, a remoção de crostas de feridas, já que as melhores amostras microbiológicas se encontram abaixo da mesma. Como mencionado acima, quando tratamos da coleta sanguínea, a higiene das mãos é fundamental e os instrumentos utilizados devem ser estéreis e os frascos de boca larga, para evitar ao máximo a contaminação com micro-organismos que não sejam representativos do processo infeccioso. O tempo máximo entre o processo de coleta e o início das análises é típico para cada material. Na tabela abaixo, veremos isso em mais detalhes. 35 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório TABELA 4: FORMAS DE ACONDICIONAMENTO E TEMPO MÁXIMO PARA A RECEPÇÃO DA AMOSTRA PARA ANÁLISE No que se refere às fontes de obtenção e métodos de análise destes materiais biológicos com fins de investigação microbiológica, tem-se as seguintes recomendações: • Hemocultura: coleta de sangue, em que são utilizados frascos com meio de cultura com aspiração a vácuo; útil para hemocultura de leveduras, fungos ou bactérias. • Secreção de ferida cutânea ou cirúrgica, abscesso ou fístula: o material deve ser coletado, preferencialmente, após lavagem da lesão com soro fisiológico; a coleta pode ser feita por aspiração da secreção ali presente ou do líquido não drenado (por meio de seringa e agulha estéreis) ou ainda com swab. • Fragmento de tecido: em se tratando de feridas ou lesões cutâneas é recomendado o cultivo de pequeno fragmento do tecido (biópsia), mas ainda poderá ser utilizado o swab. • Urocultura: a urina na bexiga é estéril; entretanto, dependendo do modo de coleta, pode ocorrer sua contaminação com a microbiota uretral. Para tentar minimizar essa contaminação, o modo mais recomendado de se realizar a coleta é por meio da coleta de urina de jato médio. • Liquor: a punção para obtenção do liquor é feito na coluna lombar 36 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório e exige condições estritas de assepsia; a recomendação é que a coleta já seja realizada no próprio meio 38 de cultura; além disso, o liquor não deve ser armazenado sob refrigeração, uma vez que algumas bactérias não resistem a temperaturas muito baixas. • Fezes: devem ser coletadas, preferencialmente, no início na fase aguda da doença, quando os agentes infecciosos costumam estarem presentes em maior número. Havendo porções mucosas ou sanguinolentas nas fezes, deve-se dar preferência à coleta das mesmas (DUTRA, 2002). MANUTENÇÃO DE BIOTÉRIO E MANEJO DE ANIMAIS DE LABORATÓRIO A experimentação animal teve início com os antigos gregos e romanos, mas somente nos séculos XVIII e XIX progrediu, a partir de uma prática relativamente incomum até o embasamento científico. Hipócrates traçava relações entre os órgãos humanos doentes e os de animais. Pitágoras já acreditava que a amabilidade com todas as criaturas de origem não humana era nosso dever. Galeno realizou vivisecções com propósitos experimentais,observando variáveis em função de alterações provocadas nos animais. Admite-se que a primeira pesquisa científica que utilizou animais de maneira sistemática ocorreu em 1638, tendo sido realizada por William Harvey. A publicação, por Charles Darwin, do livro “A Origem das Espécies” em 1859 estabeleceu os vínculos entre as diferentes espécies animais, o que possibilitou a extrapolação dos resultados obtidos em pesquisas com animais para os seres humanos (POLITI, et al., 2008). Paralelamente, a essa evolução no uso de animais em pesquisas científicas também evoluíram os movimentos contra esse uso de animais. No século XVIII, principalmente na Europa, a elite social questionava o modo como os animais eram maltratados em pesquisa científica e no século XX se intensificaram ainda mais as divergências e os debates em torno da questão da experimentação animal e o uso 37 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório ético dos animais. Um marco no estabelecimento de limites ao uso de animais na experimentação e no ensino foi aquele que envolveu Claude Bernard. Esse fisiologista em 1860 fez uso do cão de estimação de sua filha em uma aula. Assim, sua esposa fundou a primeira associação de defesa de animais de laboratório. Os processos de crítica ao uso de animais fizeram surgir, então, práticas menos exploradoras dos animais com fins de pesquisa. Em 1959, o zoologista William Russell e o microbiologista Rex Burch publicaram um livro no qual estabeleciam os três Rs das pesquisas com animais: replace (substituir), reduce (reduzir) e refine (refinar). Essa pode, então, ser considerada uma das primeiras tentativas de sensibilização dos procedimentos de experimentação animal (POLITI, et al., 2008). No Brasil, pode-se observar que muitas instituições, principalmente as que produzem imunobiológicos e fármacos, também estiveram imersas nesses movimentos de manifestação ética quanto ao uso de animais, como representado pelas campanhas contra a febre amarela e a varíola, que culminaram na revolta da vacina em 1904. Em nosso país, a primeira manifestação legal sobre o bem-estar dos animais corresponde ao Decreto Federal nº 24.645, de 1934, no qual eram estabelecidas penas que variavam desde multas a prisões para infratores que houvessem praticado atos de abuso ou crueldade contra os animais, fossem em pesquisas científicas ou mesmo na convivência cotidiana com os animais. Após isso, somente em 1991, o Colégio Brasileiro de Experimentação, que agora passou a denominar-se Sociedade Brasileira de Ciência de Animais de Laboratório, elaborou uma série de 12 artigos conhecidos como os Princípios Éticos na Experimentação Animal. Em 1998, com a Lei de Crimes Ambientais (Lei nº 9605), regulamentada pelo Decreto nº 3179 de 1999, foram adotadas noções contidas nos conceitos de 3Rs acima mencionados. Mais recentemente tivemos a aprovação da Lei nº 11794 de 2008, regulamentada pelo Decreto nº 6899 de 2009, que estabelece a implantação do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (CONCEA), das Comissões de Ético no Uso de Animais (CEUAS), e procedimentos e responsabilidades quanto ao uso de animais de laboratório (POLITI, et al., 2008). No final dos anos 1990, o Brasil ingressou de forma definitiva no campo das 38 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório pesquisas e do desenvolvimento científico, que invariavelmente dependem do uso de animais de laboratório. Mas, esse processo de inserção do Brasil nesse campo requer ainda sua atenção com as questões de biossegurança, definidas como sendo o conjunto das ações voltadas para a prevenção ou eliminação dos riscos à saúde do homem, dos animais e do ambiente associados a essas atividades. As instituições de pesquisa, muitas vezes, necessitam de grandes quantidades de animais, inclusive livres de patógenos. Dessa forma, surge o biotério, que se destina à criação e à manutenção de animais de laboratório em condições sanitárias, dentro de padrões estabelecidos, com o objetivo de utilizá-los nas pesquisas científicas, na preparação de imunobiológicos, em exames toxicológicos ou ainda no controle de qualidade de itens como alimentos, medicamentos ou vacinas. Outra aplicação dos biotérios se refere também ao seu uso em pesquisas de caráter pedagógico, tanto no nível de graduação quanto no nível de pós- graduação. Isso porque, nas aulas práticas a atividade experimental realizada, frequentemente com roedores, faz parte da rotina de estudos nesses cursos e fundamentam a compreensão daquilo que é visto nas aulas teóricas. Sabe-se que os fatores ambientais influenciam de forma direta os resultados das pesquisas e, por isso, o biotério deve ser sempre mantido dentro das especificações e normas sanitárias. Os biotérios podem ser classificados segundo a sua finalidade. Assim, os biotérios de criação são aqueles nos quais são produzidas e mantidas as matrizes das linhagens, com um rigoroso controle quanto à saúde dos animais e esquemas de cruzamentos objetivando manter as características genéticas e assegurar os padrões de qualidade. Já os biotérios de produção são aqueles destinados à criação de grandes quantidades de animais, a partir de matrizes vindas dos biotérios de criação, com fins de atendimento às necessidades de pesquisa. Os biotérios de experimentação se destinam a receber os animais provenientes dos biotérios de produção e utilizá-los em procedimentos de experimentação. Algumas diretrizes básicas norteiam os procedimentos de utilização de animais em experimentação laboratorial. A generalização de que os conhecimentos obtidos em quaisquer animais podem ser extrapolados para os seres humanos não deve servir de justificativa para qualquer experimento. A pesquisa com animais de 39 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório laboratório deve ser avaliada do ponto de vista da geração do conhecimento, da sua exequibilidade e de sua relevância. Assim, os comitês de ética em pesquisa servem justamente para realizar essa avaliação de maneira adequada. O animal de laboratório deve ser visualizado como um reagente biológico e, como já mencionado, os fatores ambientais podem alterar os resultados dos experimentos realizados com os mesmos. Assim, é primordial a manutenção de condições ambientais estáveis nos biotérios, o que irá garantir a reprodutibilidade dos resultados dos experimentos. Quanto ao espaço físico destinado ao manejo dos animais, as gaiolas apresentam dimensões próprias para o uso de cada animal, como demonstrado na Tabela 5. As gaiolas podem apresentar filtros (microisoladores) para a proteção dos animais, principalmente aqueles imunodeficientes, ou mesmo o agente operador que lida com os animais, prevenindo infecções. TABELA 5: CAPACIDADE DE ANIMAIS POR CAIXA (RELAÇÃO ENTRE DIFERENTES ESPÉCIES E TAMANHOS DE CAIXAS) FONTE: PAIVA et al., 2005. Os animais apresentam a particularidade de captar frequências sonoras superiores ou inferiores àquelas percebidas pelos ouvidos humanos. Sendo assim, é importante evitar alterações bruscas na intensidade dos sons nas proximidades do biotério, uma vez que isso pode estressar os animais e, com isso, induzir alterações imunológicas ou metabólicas que, certamente, influenciarão os resultados experimentais obtidos. 40 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório A contenção física depende do corpo do animal. Em roedores, por exemplo, ela é frequentemente realizada por meio da base da cauda, que é utilizada para suspender o animal, retirando-o das caixas, por exemplo. Após isso, apoia-se o animal em uma superfície, preferencialmente, onde o mesmo possa se agarrar, como a própria tampa da gaiola ou caixa. Em animais de pequeno porte, como camundongos, é frequente se utilizar da pegada da pele da região posterior (dorso) cervical, puxando- a comos dedos, indicador e polegar, e da fixação da cauda com os demais dedos e a palma da mão. No caso de animais maiores, como os ratos, prende-se o mesmo com a mão na região dorsal da caixa torácica e segurando sua cabeça com os dedos, indicador e polegar (PAIVA et al., 2005). Quanto às vias para administração de drogas em animais, tem-se a via oral ou gavagem, em que se introduz a substância na cavidade oral do animal por meio de agulha apropriada (de formato curvo e ponta arredondada) com o animal consciente. O volume máximo introduzido em roedores é de 1 mL de solução para cada 100 g de massa corpórea, em se tratando de solução não aquosa; no caso de solução aquosa, a relação passará a ser de 2 mL de solução para cada 100 g de massa corpórea. A via subcutânea deve ser utilizada com o uso de agulha hipodérmica, que transpassa a derme, normalmente produzindo pouca dor e realizada com os animais conscientes. Na via intramuscular, devem ser utilizadas agulhas similares àquelas empregadas na via subcutânea e não inseridas muito além de 5 mm de profundidade no corpo do animal. No caso da via endovenosa, a recomendação é que se evite o uso de substâncias irritantes e que o veículo seja do tipo aquoso. Como, geralmente, se faz a aplicação na veia da cauda, para melhorar sua visualização recomenda-se mergulhá-la em água quente (40 – 50 ºC) por alguns segundos. Já a via intraperitoneal é, normalmente, a mais utilizada para injeção de substâncias em roedores. Nesse caso, a imobilização é um pré-requisito básico para o sucesso da técnica (PAIVA et al., 2005). A anestesia deve ser utilizada em experimentação animal sempre que o procedimento a ser realizado implique em dor ou desconforto aos animais, como cirurgias, manipulação de regiões de necrose, coleta sanguínea por via intracardíaca e periorbital. Em relação às técnicas anestésicas mais comumente empregadas em 41 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório animais de laboratório, tem-se: diazepan, acepromazina, quetamina, xilazina, pentobarbital, atropina (PAIVA et al., 2005). Em relação à eutanásia (forma de abreviação da vida de um ser vivo, sem dor ou sofrimento), essa se torna uma opção em razão do término do experimento, com o intuito de obter material biológico (tecidos) para pesquisa, quando o animal está sob estresse, dor ou sofrimento excessivos, quando os animais não estão mais aptos à reprodução e quando passam a apresentar características que não são mais desejáveis ao biotério. Mais especificamente em relação ao procedimento da eutanásia, devem ser observados certos critérios para a manutenção do bem-estar animal durante a sua realização, como: • Utilização de um método que não preveja dor e cause um mínimo de sofrimento. • A inconsciência e a morte do animal devem ser atingidas de forma rápida. • Devem-se evitar contenções, para minimizar o estresse, e a excitabilidade do animal • O método de eutanásia escolhido deve ser adequado à idade e ao estado de saúde do animal, além de fácil de administrar e seguro para o operador. • A técnica deve ser realizada distante dos demais animais. Após um procedimento de eutanásia, é necessário realizar a confirmação da morte antes de descartar os cadáveres. Esse procedimento de confirmação pode se dar por sangria, evisceração, congelamento ou decapitação. Para realizar a eutanásia muitos métodos são utilizados. Os métodos físicos, normalmente, são aceitos com contestação e, em razão disso, só devem ser utilizados quando não puderem ser usados os métodos químicos. Constituem métodos físicos de eutanásia: o deslocamento cervical, decapitação, congelamento rápido (utilizando- se nitrogênio líquido) e exsanguinação. Já os métodos químicos são mais 42 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório recomendáveis por não causarem trauma aparente ao animal. São realizados com o uso de agentes farmacológicos inalantes e não inalantes. Consideram-se agentes inalantes os: anestésicos voláteis, halotano, enflurano e isoflurano, dióxido de carbono e monóxido de carbono. Já os agentes não inalantes são, mais Quanto aos animais, mais propriamente, esses, dependendo da finalidade de sua utilização na pesquisa científica devem apresentar determinadas características genéticas e sanitárias, que devem ser avaliadas regularmente, de modo a garantir e manter os padrões de qualidade. Em relação à caracterização genética dos animais existem dois tipos de linhagens: a inbred e a outbred. Os animais outbred se caracterizam como sendo animais de linhagens geneticamente heterozigotas para diversos alelos, sendo mantidas no biotério em esquema de cruzamento aleatório. Já os animais inbred são obtidos pelo acasalamento entre irmãos por mais de 20 gerações, sendo, portanto, homozigotos para praticamente todos os pares de alelos. Quanto aos padrões sanitários dos animais, têm-se os: • Animais convencionais: animais criados em gaiolas abertas com fluxo liberado de pessoas e materiais, sem a existência de qualquer barreira sanitária para impedir a introdução de agentes externos, sendo, portanto, susceptíveis a contaminações e infecções; • Animais SPF (animais specific pathogen free ou livres de patógenos específicos): são aqueles animais criados em biotérios que dispõem de barreiras sanitárias ou que são mantidos em gaiolas que impedem o contato com agentes patogênicos; apresentam microbiota controlada. • Animais axênicos: são aqueles criados e mantidos em estruturas isoladas (isoladores), que os mantêm livres de micro-organismos. • Animais gnotobióticos: são aqueles animais criados e mantidos como os animais axênicos (em isoladores), mas que, geralmente, apresentam alguns micro- organismos não patogênicos adicionais. • Animais com microbiota definida associada: são aqueles animais criados como os axênicos (em isoladores), mas que, posteriormente, são intencionalmente infectados com micro-organismos, patogênicos ou não. • Animais mantidos em barreiras: são aqueles animais criados como tendo 43 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório uma microbiota definida, mas que, posteriormente, serão removidos dos isoladores e mantidos em biotério com barreiras sanitárias definidas, a fim de que possam ser monitorados quanto à presença de micro-organismos inoculados ou adquiridos de forma acidental. • Animais monitorados: são aqueles animais criados e mantidos em um sistema de barreira de baixa segurança e que se mantém livres da maioria dos micro- organismos patogênicos, sendo monitorados quanto a isso constantemente (POLITI et al., 2008). FIGURA 14: PADRÕES SANITÁRIOS DE CRIAÇÃO DE ANIMAIS DE LABORATÓRIO FONTE: POLITI et al., 2008. 44 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório CULTIVO DE CÉLULAS Conceitua-se cultura ou cultivo celular como sendo o conjunto de técnicas que permitem manter células, que ainda detêm características próprias, isoladas fora do organismo original. Com a advento das técnicas de cultivo celular foi possível ampliar a pesquisa em laboratório em relação a diversas áreas, como: nas análises de expressão gênica, nos experimentos que avaliam o tráfego de substâncias através da membrana, mecanismos de sinalização celular e transdução de sinal, interação célula- célula e célula-matriz extracelular, carcinogênese, terapia gênica (células tronco), avaliação da ação de fármacos, entre outras. O cultivo celular apresenta muitas vantagens em pesquisa, se comparado ao uso de organismos como um todo. Isso porque, a maioria dos tecidos de animais e plantas consiste de uma multiplicidade de diferentes tipos celulares, enquanto que na cultura celular podem ser crescidas células de um único tipo com propriedades específicas e podem também ser obtidos clones celulares, o que facilita o controle das variáveisexperimentais. Além disso, as condições experimentais podem ser facilmente controladas em um cultivo celular, o que não ocorre no organismo. Contudo, o processo de cultivo celular também pode apresentar desvantagens, já que as células não se encontram em seu ambiente natural e, por isso, suas atividades não se encontram reguladas por outras células ou tecidos, como normalmente ocorre no organismo. Além disso, a distribuição tridimensional das células e da matriz extracelular ao redor influencia diretamente o formato e comportamento das células (LODISH et al., 2005). Uma cultura celular pode ser dita primária, secundária (ou diploide) e contínua, em razão da fonte de células que a compõe. Assim, em uma cultura primária as células iniciais foram obtidas a partir dos próprios tecidos de um dado organismo. Já a cultura secundária é obtida por meio da remoção de células de uma cultura primária. Em uma linhagem contínua, têm-se células que escaparam do controle exercido no ciclo celular e não sofrem senescência, isto é, com o tempo não perderão sua capacidade proliferativa, como seria esperado em célula em condições normais (PINTO et al., 2012). 45 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório TABELA 6: PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS LINHAGENS CELULARES PRIMÁRIAS, SECUNDÁRIAS E CONTÍNUAS FONTE: PINTO et al., 2012. Invariavelmente, os estudos que envolvem cultivo celular objetivam realizar experimentos em um tipo celular específico. Com isso, para obter o tipo celular de interesse é preciso dissociar as células dos tecidos aos quais estão associadas, procedimento denominado isolamento celular. Nesse processo de isolamento celular, deve-se primeiro realizar a ruptura das ligações existentes entre as células e entre 46 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório essas e sua matriz extracelular envolvente, o que pode ser obtido por meio de dissociação mecânica ou química (com o uso de enzimas). Após isso, devemos separar as células já dissociadas dos restos do tecido, o que pode ser feito por centrifugação. Contudo, um único tecido pode apresentar diversas populações celulares e, se o objetivo do estudo envolver apenas uma dessas populações, devemos, então, separá-las entre si, o que é feito por meio de centrifugação em gradiente de densidade. O gradiente pode ser, por exemplo, de sacarose, em que cada região do tubo apresenta a solução de sacarose em concentração específica. Assim, a amostra com células será separada, com a centrifugação, em função desse gradiente e, ao final, em cada faixa do tubo teremos uma população celular específica. Esse método de separação das populações celulares é o mais simples e comum, mas existem outros que se baseiam no uso de anticorpos (LODISH et al., 2005). 47 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 15: REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO GRADIENTE DE SACAROSE E A SEPARAÇÃO DE DUAS POPULAÇÕES CELULARES FONTE: Adaptado de LODISH et al., 2005. Em uma cultura celular a principal finalidade do meio em que as células são cultivadas é fornecer às células nutrientes, íons inorgânicos e outros compostos essenciais à sua sobrevivência e ao seu pleno desenvolvimento. Para que as células se desenvolvam bem em um cultivo é preciso que haja condições osmóticas (pressão e pH) no ambiente em que se encontram. Assim, frequentemente, um meio de cultivo celular é constituído por: glicose, solução tampão (pH estável entre 7,2 e 7,4), indicador de pH (para demonstrar alterações no pH que deve ser mantido estável), íons (obtidos pela adição de sais à cultura), vitaminas, aminoácidos, antibióticos e água (destilada e deionizada). Na tabela abaixo, tem-se em detalhes os principais componentes e mais comumente utilizados em um cultivo celular. amostra gradiente de Componente de baixa densidade Componente de alta densidade 48 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório TABELA 7: PRINCIPAIS E MAIS COMUMENTE UTILIZADOS COMPONENTES DE MEIO DE CULTIVO CELULAR 49 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Células isoladas, geralmente, são plaqueadas em meio de cultivo líquido, dentro de placas ou frascos plásticos especialmente tratados e utilizados unicamente para esse fim. Isso porque, diferentemente de leveduras ou bactérias, que podem crescer em suspensão, as células animais necessitam de uma superfície sólida para se fixarem. As culturas, então, são mantidas em incubadoras nas quais a temperatura, atmosfera e umidade são controladas. Os antibióticos são utilizados para se reduzir a probabilidade de contaminação da cultura e, com isso, morte das células. Para diminuir ainda mais a chance de contaminação, toda a manipulação das células é, normalmente, feita em capelas de fluxo laminar, nas quais o ar circulante é filtrado para a remoção dos micro-organismos e outros contaminantes. O aparato necessário ao cultivo celular resume-se a: • Câmara de fluxo laminar: local onde devem ser manipulados os meios de cultivo e as células (feitos os repiques), evitando contaminação. • Estufa de CO2: apresenta as condições ideais para o crescimento celular. • Centrífuga: para separação das populações celulares (descrito acima). • Microscópio invertido: para visualização do crescimento celular ainda no cultivo. Na figura abaixo, tem-se um esquema resumido de como estabelecer uma cultura celular, chamando a atenção para os repiques que são realizados. Isto é, quando a cultura celular cresce muito no meio, é preciso dividi-la entre outros meios para que continuem a se desenvolver, uma vez que o contato entre as células pode induzir uma inibição do crescimento. 50 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 16: ESQUEMA ILUSTRATIVO DO ESTABELECIMENTO DE CULTIVO CELULAR, COM REPIQUES 51 FONTE: PINTO et al., 2012. 2.2 TÉCNICAS DE BIOLOGIA MOLECULAR Técnicas de biologia molecular Antes de iniciarmos o estudo das técnicas de Biologia Molecular mais comumente empregadas nas atividades desempenhadas pelo Auxiliar de Laboratório, devemos entender o processo histórico de evolução desse conhecimento relativamente recente. O advento da Biologia Molecular teve início na década de 1940, com os estudos sobre a estrutura e função das principais moléculas biológicas (o que passou a constituir as bases da biologia molecular que conhecemos hoje). Nesse sentido, podemos citar uma das principais descobertas do período, que foi a definição de que o DNA era a molécula que continha a informação genética. Anos mais tarde, estudos apontaram qual seria a estrutura da molécula de DNA (modelo da dupla hélice) e demonstraram que a distribuição dos nucleotídeos que formavam o DNA apresentava um padrão, isto é, a quantidade de timina era igual à de adenina e a de guanina era igual à de citosina. A partir de então, as descobertas relacionadas à 51 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório natureza do DNA foram se intensificando, passando a ser conhecido seu processo de autoduplicação, o código genético, o processo de transcrição do RNA e, finalmente, o processo de tradução das proteínas. Dentre todas as propriedades detidas pelos organismos vivos, a autorreplicação é a mais relevante e, com o desenvolvimento tecnológico, muitos avanços têm sido obtidos quanto ao isolamento, análise e síntese de sequências de DNA, à introdução de sequências de DNA recombinantes em células vivas e ao controle da expressão dessas sequências. Veremos, então, em maiores detalhes as características do DNA, do RNA e das proteínas, que constituem as moléculas chave nos estudos que envolvem Biologia Molecular. O DNA é formado porseis componentes básicos: uma molécula de açúcar (desoxirribose), um grupamento fosfato, e 4 bases nitrogenadas (adenina, timina, guanina e citosina) e se organiza na forma de uma dupla hélice. Em cada uma das fitas que compõem a dupla hélice do DNA, temos os nucleotídeos, unidades básicas de formação da molécula de DNA, e que consiste, cada um, em uma desoxirribose, ligada a um fosfato e uma base nitrogenada. As ligações existentes entre os açúcares por meio dos grupamentos fosfato são denominadas ligação fosfodiéster. Embora esse arcabouço açúcar-fosfato seja muito importante na estruturação do DNA, é nas bases nitrogenadas que estão contidas todas as informações que constituem o código genético. O RNA, ácido nucleico bastante semelhante ao DNA, difere desse último por apresentar-se em fita simples (e não dupla, como o DNA) e por apresentar uma base nitrogenada distinta: a uracila, que substitui a timina, não presente. O RNA é transcrito a partir do DNA e servirá, posteriormente, como mensageiro para a tradução das proteínas. A identificação de proteínas e aminoácidos é uma constante em estudos de diversas áreas. A maior parte das soluções de proteínas ou aminoácidos é incolor. Por conseguinte, sua identificação e quantificação não podem ser feitas diretamente, com base em radiação visível. Dessa forma, desenvolveram-se vários métodos de quantificação e qualificação dessas substâncias, como o método de eletroforese. 52 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Proteínas são substâncias de alto peso molecular, formadas a partir de estruturas menores chamadas aminoácidos. Apesar da grande variedade de formas e funções que desempenham, as proteínas são sintetizadas a partir de apenas 20 monômeros diferentes. A combinação desses aminoácidos resulta em um número elevado de diferentes proteínas. Podem-se classificar as proteínas em simples, quando apresentam apenas aminoácidos ou proteínas conjugadas, quando apresentam um grupo prostético (não proteico). As proteínas são cadeias de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Na realidade, as proteínas são constituídas pela ligação existente entre 20 diferentes aminoácidos e o que determina a variabilidade desta classe de moléculas e suas funções específicas é sua estrutura tridimensional. Essa estrutura tridimensional é determinada pelas interações que ocorrem entre os aminoácidos, quando a cadeia formada por ele se dobra sobre si mesma. Os aminoácidos são compostos que apresentam um grupo amina (-NH2) e um grupo carboxila (-COOH), exceto a prolina que apresenta um grupo –NH–. Sua fórmula básica é composta por um C ligado aos grupos amina, carboxila, hidrogênio e um grupo variável chamado cadeia lateral ou, simplesmente, grupo R. Os aminoácidos são classificados de acordo com a polaridade do grupo R em apolares e polares. Nesses últimos, há uma subdivisão em aminoácidos ácidos, básicos e neutros. Em pH neutro, esses aminoácidos estarão, respectivamente, desprotonados, protonados e sem carga. Tanto o DNA, como o RNA, quanto às proteínas são instrumentos importantes nas análises de biologia molecular. Atualmente, há diversas técnicas de biologia molecular utilizadas em uma ampla gama de propósitos de pesquisa, como em Genética de Populações, estudos sobre Evolução ou Filogenia, mapeamento e expressão gênica. Assim, daremos início ao estudo tratando da reação em cadeia da polimerase (PCR). A tecnologia de PCR, que causou uma verdadeira revolução nos estudos na área Biológica, foi concebida por Kary Mullis na década de 1980 e vem sendo utilizada tanto em pesquisas que objetivam o entendimento de processos biológicos, como no melhoramento genético. Esta técnica envolve a síntese enzimática in vitro de milhões de cópias de um fragmento de DNA. 53 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório A reação em si, se baseia na associação e extensão enzimática de um par de oligonucleotídeos (pequenas moléculas de DNA fita simples) denominados primers, que servem para iniciar a reação e especificar a sequência de DNA que é o alvo da amplificação. Estes primers são fabricados artificialmente, de acordo com o objetivo do usuário, uma vez que suas sequências de nucleotídeos devem ser complementares à sequência que se quer amplificar no DNA alvo do estudo. Um ciclo de reação de PCR envolve três etapas: a desnaturação do DNA alvo, o anelamento deste com os primers e a extensão ou síntese das cópias do DNA alvo. O processo de desnaturação se dá pela elevação da temperatura entre 92-95ºC. Para que ocorra o anelamento, esta temperatura deverá, então, ser reduzida. Posteriormente, a temperatura será novamente elevada aproximadamente 72ºC para que a enzima DNA polimerase, responsável pela síntese de DNA, possa realizar a extensão das fitas de DNA a partir do ponto em que os primers se ligaram. Esse ciclo será repetido algumas dezenas de vezes, produzindo uma quantidade de sequência alvo alguns milhões de vezes, maior que a inicial. Essa enorme escala de amplificação das sequências de DNA permite iniciar os experimentos com quantidades mínimas de DNA (que não seriam suficientes para a realização de nenhuma análise) e concluí- los com grandes quantidades que permitem a realização de testes. Após as etapas de amplificação, o DNA pode, então, ser detectado em géis de eletroforese corados com corantes específicos para DNA (como o brometo de etídio, por exemplo). Abaixo, vê-se uma figura com um resumo das principais etapas da reação de PCR (LIMA, 2008). FIGURA 17: ESQUEMA COM RESUMO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DA REAÇÃO EM CADEIA DA POLIMERASE (PCR) 54 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Graças à denominada tecnologia do DNA recombinante, atualmente é possível 55 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório isolar genes em um tubo de ensaio e caracterizá-los como sequências específicas de nucleotídeos. Esse conhecimento detido sobre as sequências gênicas é muito útil, na medida em que permite sua manipulação para modificar o genótipo (conjunto de genes) de um organismo. A introdução de um gene modificado em um dado organismo possui, inclusive, aplicações comerciais. O conjunto das técnicas de DNA recombinante que alteram o genótipo dos organismos é chamado de engenharia genética, sendo o gene transferido denominado transgene, e o produto originado, organismo transgênico. Assim, resumidamente, o que ocorre é que, inicialmente, se detém fragmentos de DNA contendo o gene de interesse (DNA doador); esses fragmentos são inseridos nos cromossomos não essenciais ao organismo (plasmídeos) denominados vetores; agora, as moléculas do chamado DNA recombinante serão inseridas em bactérias para ser amplificado (GRIFFITHS et al., 2008). No caso das proteínas, estas podem ser separadas e caracterizadas por eletroforese, outra importante técnica de Biologia Molecular que se baseia na migração de proteínas carregadas por meio de um campo elétrico. Esse procedimento, normalmente, não é utilizado para purificar proteínas em grande quantidade, porque alternativas mais simples estão disponíveis para a consecução desse objetivo. Além disso, o método eletroforético, frequentemente, altera a estrutura terciária das proteínas e, com isso, modifica também suas funções. Assim, a principal utilidade da eletroforese na rotina laboratorial é como método analítico. Sua vantagem é que as proteínas podem ser visualizadas e separadas, permitindo ao auxiliar de laboratório estimar rapidamente o número de proteínas diferentes em uma mistura ou o grau de pureza de uma determinada proteína em particular. A eletroforese também permite a determinação de propriedades das proteínas, como seu ponto isoelétrico e seu peso molecular aproximado. A eletroforese é realizada em géis constituídos por polímeros unidos por ligaçõescruzadas, os chamados géis de poliacrilamida. O gel de poliacrilamida age como uma peneira molecular, retardando a migração das proteínas proporcionalmente à sua carga e massa. A migração das proteínas também pode ser afetada pela sua conformação tridimensional, daí se homogeneizar o processo de migração aquecendo 56 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório todas as proteínas antes de aplicá-las no gel, a fim de desfazer as interações entre os aminoácidos que promovem a estrutura tridimensional. Um método eletroforético comumente empregado para estimar a pureza e o peso molecular faz uso do detergente dodecil sulfato de sódio (SDS), que se liga às proteínas de forma aproximadamente proporcional ao seu peso molecular, com cerca de uma molécula de SDS para cada dois aminoácidos na proteína, contribuindo para um aumento das cargas negativas. Além de modificar as cargas, a conformação nativa da proteína também é alterada quando o SDS está ligado e, com isso, as proteínas assumem uma forma aproximadamente similar, homogeneizando o processo de migração delas pelo gel. A eletroforese na presença de SDS apenas separa as proteínas com base em sua massa (peso molecular), com os pequenos polipeptídeos migrando mais rapidamente. Assim, para visualizar as proteínas é preciso adicionar corante ao gel, mais comumente, o Comassie Blue, que se liga às proteínas, mas não ao gel. Por meio desse procedimento, é possível, então que o auxiliar de laboratório possa monitorar o progresso da migração das proteínas pelo gel e o número de bandas visíveis ao final do processo. FIGURA 18: FIGURA ILUSTRATIVA DO EQUIPAMENTO DE 57 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório ELETROFORESE (A) E DO RESULTADO OBTIDO, AO FINAL DO PROCESSO DE MIGRAÇÃO DAS PROTEÍNAS, COM A COLORAÇÃO DO GEL Para identificar o peso molecular de proteínas desconhecidas, é preciso correr em um dos poços do gel um marcador de peso molecular (mistura de proteínas com peso molecular conhecido adquirido no mercado), que servirá à comparação com as bandas obtidas na mistura de proteínas a ser identificada (NELSON & COX, 2006). FIGURA 19: GEL DA ELETROFORESE DE DUAS AMOSTRAS (A E C) 58 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório CORRIDAS COM O MARCADOR DE PESO MOLECULAR KALEIDOSCOPE A eletroforese pode ser unidimensional ou bidimensional, se for realizada em um ou dois planos de separação, respectivamente. Enquanto a eletroforese unidimensional é mais utilizada nas rotinas de separação de proteínas e ácidos nucleicos, a eletroforese bidimensional é mais utilizada para proteínas, quando se tem uma mistura mais complexa delas. A eletroforese unidimensional se presta à separação de proteínas, por meio do gel de poliacrilamida e com a ação do SDS, quando elas apresentam massas (pesos moleculares) bastante diferentes entre si, mas não consegue separá-las quando elas apresentam massas (pesos moleculares) similares (por exemplo, separar em duas bandas no gel uma proteína com 41-kDa e outra com 42-kDa). 59 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Assim, a eletroforese bidimensional serve justamente para a separação dessas proteínas com massas similares, uma vez que para separá-las, outras características físicas precisam ser exploradas. Frequentemente, essa outra característica física é a carga elétrica, que é determinada pelo número de resíduos ácidos e básicos presentes na proteína. Duas proteínas não relacionadas que apresentam massas similares são diferenciadas por suas cargas elétricas, já que suas sequências e, portanto, o número de resíduos ácidos e básicos será diferente. Dessa forma, na eletroforese bidimensional, as proteínas serão separadas, sequencialmente, por sua massa e sua carga. Nesse procedimento de eletroforese bidimensional, as amostras inseridas no gel são submetidas a um gradiente contínuo de pH. Uma proteína irá migrar pelo gradiente até atingir seu ponto isoelétrico. O ponto isoelétrico é o pH no qual o balanço das cargas da proteína é zero. Essa técnica é tão poderosa que pode isolar proteínas que se diferenciem apenas por uma unidade de carga. Após terem sido submetidas ao gradiente de pH, as amostras serão, então, submetidas a um campo elétrico (como ocorre na eletroforese unidimensional), que objetiva sua separação em função do peso molecular. A principal aplicação prática desta técnica consiste na possibilidade de comparação entre proteomas (conjunto de proteínas apresentadas por dada células) em células diferenciadas e não diferenciadas ou em células normais e cancerígenas, já que cerca de 1000 proteínas podem ser individualizadas simultaneamente. FIGURA 20: IMAGEM DA OBTENÇÃO DE UM GEL APÓS ELETROFORESE 60 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório BIDIMENSIONAL (EM QUE AS PROTEÍNAS SÃO SEPARADAS POR PESO MOLECULAR E POR PONTO ISOELÉTRICO) FONTE: INFOESCOLA, 2012. O western blotting é uma variação da técnica de eletroforese e se constitui na identificação, com o uso de anticorpos específicos, das proteínas que foram separadas em gel de eletroforese. O blot, em si, se refere a uma membrana, frequentemente de nitrocelulose. Então, após a eletroforese, o gel de acrilamida é incubado juntamente à membrana e, novamente, uma corrente elétrica é aplicada, induzindo a movimentação das proteínas do gel para a membrana, onde elas se 61 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório aderem. Assim, a membrana de nitrocelulose se torna uma réplica do gel e será subsequentemente incubada com o anticorpo específico para identificação das proteínas ali presentes. FIGURA 21: ILUSTAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE WESTERN BLOTTING, QUE COMBINA DIFERENTES TÉCNICAS PARA DETECTAR PROTEÍNA ESPECÍFICA Os microarrays ou microchips de DNA, outra importante técnica de Biologia Molecular mais comumente utilizada em estudos envolvendo Genética, serve para uma rápida e simultânea busca ou procura por alguns milhares de genes. Segmentos de DNA de genes conhecidos, com dezenas a centenas de nucleotídeos de comprimento, são amplificados por PCR e colocados sobre uma superfície, por meio de instrumentos robóticos, que acuradamente depositam quantidades ínfimas de solução de DNA no chip. Uma vez construído, o chip é submetido a cDNAs (DNA sintetizado a partir de RNA, por meio da enzima transcriptase reversa) de um tipo 62 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório celular particular, a fim de identificar quais daqueles genes presentes no chip também estão presentes e expressos na célula. Essa identificação se dá por anelamento entre as sequências nucleotídicas presentes no chip e os cDNAs submetidos a ele. Esta técnica é útil, pois permite observar quais genes se encontram expressos em dado estágio do desenvolvimento de um organismo. É importante mencionar que, para visualizar o processo de anelamento entre as sequências, é preciso que os cDNAs adicionados estejam marcados fluorescentemente (NELSON & COX, 2006). FIGURA 22: IMAGEM DE UM MICROCHIP DE DNA, EM QUE AS DIFERENTES CORES REPRESENTAM CDNAS DE DIFERENTES POPULAÇÕES CELULARES OU DE CÉLULAS EM DIFERENTES ESTÁGIOS DO DESENVOLVIMENTO FONTE: COLUMBIA, 2012. O FISH (fluorescent in situ hybridization) é uma técnica de biologia molecular amplamente utilizada em estudos de citogenética. Por meio desta técnica, o auxiliar de laboratório poderá localizar nos cromossomos as posições em que se encontram 63 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório localizadas sequências específicas de DNA. Assim, nesta técnica, uma sequência de DNA marcada fluorescentemente e utilizada como umprobe para identificar ou quantificar sequências complementares em uma amostra de cromossomos presentes em uma célula em particular. FIGURA 23: CARIÓTIPO HUMANO COLORIDO COM A UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DE FISH 63 FONTE: QI Educação, 2012. MICROSCOPIA A microscopia de luz se constitui em uma técnica indispensável para a rotina laboratorial, pois permite o estudo de estruturas e processos biológicos tanto em células vivas, como em células fixadas. Os microscópios são instrumentos capazes de aumentar significativamente a imagem de uma pequena estrutura, mas a natureza da imagem produzida depende do tipo de microscópio utilizado e do modo como o material foi preparado para a visualização. As lentes oculares e objetivas são os 64 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório principais componentes responsáveis pelo aumento das imagens e uma melhor visualização do objeto, o aumento dependerá do contraste e da resolução do microscópio. Para compreender melhor o funcionamento do microscópio, passemos, então, ao estudo de seus componentes. O canhão, o braço e a base do microscópio formam o arcabouço de sustentação do microscópio, que provê estabilidade e sustenta, entre outros, os componentes ópticos. A intensidade de brilho da lâmpada que gera a iluminação para o microscópio pode ser controlada e, acima dessa, há uma lente coletora com um diafragma de campo, que possui a função de controlar a área que é iluminada pela lâmpada. O diafragma de campo também provê foco e centraliza a iluminação, de modo a aproveitar melhor a luz. O condensador ou lente condensadora, quando corretamente utilizada, melhora a resolução da imagem a ser obtida, seu contraste e a profundidade do campo. O espécime a ser observado, normalmente, contido em uma lâmina histológica, é posicionado na platina e movimentado pelo charriot. Já as lentes objetivas apresentam a maior responsabilidade sobre o aumento da imagem obtida em um microscópio. Além do aumento, a objetiva possui lentes que corrigem as aberrações criadas na imagem pela luz. As lentes objetivas, em geral, possuem a capacidade aumentar a imagem em cerca de 10 vezes (HARRIS et al., 2006). FIGURA 24: PARTES DO MICROSCÓPIO ÓTICO 65 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FONTE: Biologia Celular: construindo conhecimentos, 2012. De maneira geral, para observação de estruturas em microscopia, é necessária a fixação do material (processo por meio do qual se mata a célula, conservando todas as estruturas celulares como elas eram enquanto a célula ainda estava viva). Dependendo do tipo de corante a ser utilizado posteriormente e do tipo de estrutura que se objetiva visualizar, os processos de fixação mais comuns se darão ou com soluções de paraformaldeído a 4% (por 10 ou 20 minutos) ou com mistura de etanol- ácido acético na proporção de 3:1 (por 2 ou 5 minutos). Após a fixação, se faz a inclusão do material em parafina ou resina (meio que dará suporte ao processo de corte do material, que precisa estar enrijecido para ser cortado). O corte da estrutura em micrótomo (aparelho que realiza o corte de seções ultrafinas de tecido) é seguido de processamento em xilol e série alcoólica para a remoção da parafina ou resina utilizada na inclusão. Após isso, faz-se a coloração do material, dependendo a escolha do corante do tipo de estrutura a ser visualizada e do tipo de microscopia a ser 66 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório utilizada. O processo de magnificação das imagens depende do conjunto de lentes acima descritas, que constituem o aparato ótico de cada microscópio. Para produzir um aumento total de 1000 vezes na imagem, por exemplo, é preciso utilizar um microscópio com lentes objetivas com aumento da ordem de 100 vezes e lentes oculares com aumento da ordem de 10 vezes (ALBERTS et al., 2008). Entretanto, a propriedade mais relevante de um microscópio não é o aumento, mas sim seu poder de resolução. O poder de resolução de um microscópio (menor distância que o torna capaz de individualizar dois pontos) é que define a utilização do microscópio, no sentido de que cada microscópio é indicado para a observação de diferentes estruturas. O microscópio ótico, o tipo mais simples e mais utilizado na rotina laboratorial possui o poder de individualizar dois pontos que se encontrem a 0,2 μm (200 nm) de distância. Assim, não importa quantas vezes à imagem aumentada, o microscópio ótico nunca será capaz de individualizar dois pontos que estejam a menos de 0,2 μm entre si ou revelar detalhes menores que essa dimensão (LODISH, et al., 2005). Em imagens obtidas com o microscópio de contraste de fase, as estruturas celulares são iluminadas por anéis de interferência, que são halos concêntricos de bandas claras e escuras. Isso gera o contraste pela interferência entre a luz difratada e não difratada pela estrutura celular. Quando a luz passa pela célula, a fase de onda luminosa varia conforme o índice de refração da célula (a luz que passa por uma estrutura densa, como o núcleo, por exemplo, irá se atrasar em relação à luz que passou por uma estrutura menos densa como o citoplasma). Essa técnica de microscopia é adequada apenas à observação de células individualizadas ou de camadas finas de células. Também tem sido bastante utilizada na observação de movimentos das grandes organelas celulares em células vivas (ALBERTS et al.,2008). FIGURA 25: IMAGEM DE UM FIBROBLASTO OBTIDA POR MICROSCOPIA 67 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório DE CONTRASTE DE FASE FONTE: ALBERTS et al., 2008. O método mais comumente empregado para localizar proteínas específicas dentro de uma célula é por meio do uso de colorações fluorescentes em microscopia de fluorescência. Um dado componente é dito ser fluorescente se ele absorver luz em um comprimento de onda (comprimento de excitação) e emitir luz em outro comprimento de onda. Muitos corantes fluorescentes emitem dentro do comprimento de onda da luz visível, mas outros emitem somente em infravermelho. O uso deste tipo de microscopia se dá, normalmente, pelo uso de anticorpo específico contra o componente celular de interesse (alguma proteína ou o DNA, por exemplo) associado a corante fluorescente. Esse microscópio é bastante similar ao microscópio de luz, diferindo apenas pelo fato de que a luz que incide no material atravessa uma série de filtros (que interceptam a luz antes de chegar a amostra e filtram a luz que é emitida a partir da amostra). Os filtros que interceptam a luz antes de chegar à amostra servem para selecionar apenas os comprimentos de onda que excitam os corantes fluorescentes ali presentes, enquanto que os filtros para a luz emitida só permitem a passagem dos comprimentos de onda que o corante excitado emitiu (ALBERTS et al., 2008). FIGURA 26: IMAGEM DE UM MELANÓCITO OBTIDA EM MICROSCOPIA DE 68 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FLUORESCÊNCIA (A MELANINA SE ENCONTRA INDICADA NA COR VERDE) FONTE: Ciência Hoje, 2012. Microscópio confocal se constitui em uma espécie de variante do microscópio de fluorescência. Neste tipo de fluorescência, a luz de excitação focalizada a partir de um laser ilumina somente uma pequena parte da amostra por um curto espaço de tempo e, então, se desloca para outro ponto no plano focal da amostra. A luz emitida é “filtrada”, sendo a luz fora de foco excluída do processo de formação da imagem. A intensidade de luz desta área focalizada é captada por um fotomultiplicador e a imagem formada é, então, armazenada no computador. Nesse tipo de microscopia, é possível obter imagens seccionadas da estrutura celular, isto é, o microscópio obtém imagem em diferentes planos da mesma estrutura.Daí seu diferencial em relação à microscopia de fluorescência convencional, uma vez que permite, no computador, a observação em detalhe de diversos planos de foco da estrutura (e não apenas o plano mais superficial, observado na microscopia de fluorescência convencional) e a reconstrução tridimensional da estrutura observada (ALBERTS et al., 2008). Por meio da microscopia de fluorescência confocal, por exemplo, é possível 69 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório a discriminação de imagens em profundidade, o que permite determinar a posição relativa de elementos dentro de um corpo. Isso torna possível estabelecer o posicionamento de determinadas estruturas e, com softwares especiais, até se proceder à montagem de um modelo de estrutura tridimensional para o material em estudo. Outra grande vantagem deste tipo de microscopia é a exclusão de fluorescência fora de foco, o que permite um seccionamento óptico mais claro e livre de interferências. Embora a resolução de um microscópio confocal seja muito superior à dos microscópios de fluorescência convencional, esses ainda em muito contribuem para estudos de estrutura celular, na medida em que permitem o uso de diversos fluorocromos e colorações combinatórias que ajudam a discriminar estruturas diferentes (ALBERTS et al., 2008). FIGURA 27: COMPARAÇÃO DE IMAGEM DE UM EMBRIÃO DE 70 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório DROSOPHILA OBTIDAS EM A POR MEIO DE MICROSCOPIA DE FLUORESCÊNCIA CONVENCIONAL E EM B COM MICROSCOPIA CONFOCAL FONTE: ALBERTS et al., 2008. Os fundamentos que caracterizam o microscópio eletrônico são bastante semelhantes àqueles da microscopia de luz, diferindo apenas em suas lentes eletromagnéticas, que focam elétrons em alta velocidade. Apresenta-se em duas variantes: a microscopia eletrônica de transmissão e a microscopia eletrônica de varredura. Na microscopia eletrônica de transmissão, os elétrons são transmitidos a partir de um filamento e acelerados em um campo elétrico. Uma lente condensadora irá, então, focar os elétrons para a amostra, as lentes objetivas e projetoras concentram os elétrons que passam pela amostra e os direcionam para um detector. Em razão dos elétrons serem absorvidos pelos átomos contidos no ar, o espaço entre a fonte de elétrons e o detector deve ser mantido em vácuo. O limite de resolução do microscópio eletrônico é cerca de 40000 vezes maior do que o do microscópio de luz e dois milhões de vezes maiores do que o do olho humano. Já a microscopia eletrônica de varredura, permite a visualização de 71 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório superfícies do material não seccionado e coberto com metal (normalmente ouro). Um feixe de elétrons escaneia rapidamente a amostra, o que excita as moléculas de metal que cobrem a superfície, fazendo-as emitir elétrons secundários que serão focalizados para um detector. Pelo fato do número de elétrons secundários produzidos por uma dada área da amostra, depender do ângulo de incidência do feixe de elétrons na superfície da amostra, as imagens obtidas por meio de microscopia eletrônica de varredura apresentam uma aparência tridimensional. O poder de resolução da microscopia eletrônica de varredura é, contudo, bem inferior ao poder de resolução da microscopia eletrônica de transmissão (ALBERTS et al., 2008). FIGURA 28: IMAGEM DE UM CONJUNTO DE CÉLULAS CULTIVADAS (EM L, INDICA-SE O PRIMÓRDIO DE UM LÚMEN ORGANIZADO PELAS CÉLULAS) FONTE: ICB – USP, 2012. FIGURA 29: IMAGEM DE UMA FORMIGA OBTIDA COM MICROSCOPIA 72 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório ELETRÔNICA DE VARREDURA. FONTE: Pion, 2012. Assim, chegamos ao fim do segundo módulo do curso. É imprescindível que os conhecimentos até agora adquiridos, relacionados às áreas Química e Biológica, possam ser integrados, permitindo ao Auxiliar de Laboratório uma plena atuação no exercício de suas tarefas. No próximo módulo, já conhecedores das ações práticas realizadas por este profissional em laboratórios, aprenderemos como melhorar a qualidade do trabalho e zelar pela sua própria segurança e daqueles que se relacionem ao trabalho desenvolvido nos ambientes laboratoriais. QUALIDADE E SEGURANÇA EM LABORATÓRIOS Pela própria natureza do trabalho exercido em um laboratório, neste tipo de ambientesempre se estará exposto a algum tipo de risco de acidente, em razão das variadas fontes de perigo aí existentes, como por exemplo, radiações ionizantes, agentes biológicos patogênicos, substâncias corrosivas ou tóxicas, presença de materiais inflamáveis e explosivos, entre outros. Dados estatísticos revelam que boa 73 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório parte dos acidentes ocorridos nestes ambientes ocorre em razão do despreparo ou imperícia dos técnicos e auxiliares de laboratório, bem como sua imprudência ou negligência durante a rotina de trabalho. Dessa forma, podemos perceber que existe uma grande necessidade do estabelecimento de normas, que objetivem influenciar nos trabalhadores padrões comportamentais mais corretos para a rotina laboratorial, garantindo assim a sua própria segurança e a das demais pessoas neste ambiente. De maneira geral, o panorama que se tem é que, os profissionais das mais diversas áreas atuantes em laboratórios não recebem nas Escolas Técnicas ou Universidades um processo de formação adequado sobre a segurança no trabalho em laboratórios. Assim, essa capacitação irá se tornar responsabilidade do futuro empregador ou do próprio trabalhador, que irá buscar na formação complementar as informações necessárias para melhorar a segurança no seu trabalho. Daí a importância desse curso. É importante salientar ainda que, segundo a Consolidação das Leis Trabalhistas, em seu artigo 163, e a Norma Regulamentadora nº 5 (NR 5) da Secretaria de Segurança e Saúde no Trabalho do Ministério do Trabalho e Emprego, empresas ou instituições, que se enquadrem nas categorias definidas com base no número de empregados, devem constituir uma Comissão Interna de Prevenção de Acidentes, a CIPA. A função básica dessa comissão diz respeito à preservação da saúde e integridade física dos trabalhadores, por meio da observação e relato da existência de condições de risco nos ambientes de trabalho e da prevenção de acidentes e doenças decorrentes do trabalho. Além disso, também é função da CIPA solicitar e até elaborar medidas que visem à redução ou mesmo à eliminação dos riscos existentes nos ambientes de trabalho e neutralizá-los. No ambiente de trabalho de um laboratório, seja ele de pesquisa clínica ou acadêmica, devem ser estabelecidas determinadas rotinas, atitudes, comportamentos e ações que visem contribuir para o aperfeiçoamento da segurança nesses ambientes, o que denominamos “Boas Práticas de Laboratório” (BPLs). Além destas BPLs, que se configuram como práticas de caráter geral, para regular as atividades em ambientes de laboratório que trabalham, principalmente, com agentes biológicos tem- 74 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório se as normas de biossegurança. Neste último módulo, abordaremos em detalhes as BPLs mais comumente aplicadas em ambientes de laboratório e também alguns aspectos relacionados às normas de biossegurança. BOAS PRÁTICAS DE LABORATÓRIO Podemos definir as BPLs como sendo um sistema de qualidade implantado no laboratório com o intuito de planejar, organizar, monitorar e registrar a rotina dos procedimentos ali realizados. Essas BPLs se constituem em um conjunto de princípios que irãoassegurar a confiabilidade dos resultados obtidos nas pesquisas ou testes realizados no laboratório. Em um espectro mais amplo, também podemos considerar que as BPLs dizem respeito ao uso correto e seguro de métodos e/ou substâncias que interfiram negativamente na saúde humana ou no meio ambiente. (ZOCHIO, 2009). Pode-se citar como objetivos da aplicação das BPLs: ▪ Promover a elevação do nível de qualidade do trabalho realizado no ambiente de laboratório; ▪ Aumentar a confiabilidade nos resultados obtidos em experimentos e testes realizados no laboratório; ▪ Aumentar a eficácia dos reagentes, produtos, kits e substâncias utilizados; ▪ Implantar um sistema de controle de qualidade interlaboratorial e definir laboratórios de referência; ▪ Melhorar a qualificação dos técnicos e auxiliares de laboratório; ▪ Homogeneizar as práticas de laboratório, com fins de garantir a reprodutibilidade dos resultados obtidos (ZOCHIO, 2009). As BPLs podem ser divididas em dois grupos principais: as que se referem aos 75 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório cuidados pessoais daqueles que atuam em ambientes de laboratório e as que dizem respeito ao próprio ambiente do laboratório. Assim, em relação aos cuidados pessoais, no ambiente do laboratório devemos: ▪ Utilizar sempre avental ou jaleco de algodão grosso, pois esse tecido tende a queimar mais lentamente e reagir pouco com determinadas substâncias químicas, o que diminui o risco de lesões na pele do trabalhador. Devem possuir mangas compridas e comprimento até o joelho, além de serem utilizados sempre fechados. Lembrando que, esses itens devem ser despidos assim que o profissional deixar este ambiente, evitando, assim o transporte para outras áreas de material particulado contaminado ou não presente nesta vestimenta; ▪ Utilizar sempre calças compridas e sapatos fechados produzidos com material não poroso e resistente, evitando danos ao trabalhador em caso de: derramamento ou respingo de substâncias tóxicas, ácidas, básicas ou corrosivas; acidentes com materiais perfurocortantes ou materiais biológicos contaminados; ▪ Manter os cabelos sempre presos, evitando a contaminação das substâncias que estamos manipulando com as células e a sujeira neles presentes. Dependendo da atividade a ser realizada, como o manuseio de medicamentos a serem aplicados em pacientes, por exemplo, é ainda obrigatório, além de manter os cabelos presos, utilizar o gorro; ▪ Lavar as mãos constantemente com sabão neutro antes e após todo e qualquer procedimento; ▪ Utilizar protetores faciais e/ou oculares (óculos se segurança) sempre que houver necessidade de manuseio ou armazenamento de substâncias químicas, principalmente as voláteis; ▪ Utilizar respiradores (máscaras) em casos especiais, como em operações de limpeza de almoxarifados de produtos químicos, onde não seja possível a utilização de sistema exaustores de ar e no local em que ainda não tiverem sido adotadas medidas de proteção coletiva contra os vapores nocivos; 76 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório ▪ Manter as unhas sempre aparadas, de preferência sem esmalte, no caso de trabalhadores que atuam em laboratórios clínicos; ▪ Evitar o uso de itens de maquiagem na pele, assim como o uso de esmaltes nas unhas, já que a maquiagem pode contribuir para o aumento da quantidade de material particulado no ambiente, além de facilitar a aderência de alguns agentes à pele, causando irritação; ▪ Evitar o uso de adereços, como joias e relógios, pois esses atuam como depósitos de material particulado e micro-organismos; ▪ Manter a vacinação em dia e complementá-la com outras vacinas não previstas no calendário básico de vacinação, principalmente no caso de profissionais que atuem em laboratórios dentro de hospitais, por exemplo, já que nesses ambientes é frequente a presença de agentes biológicos multirresistentes; ▪ Evitar o consumo de comida e bebida no ambiente de laboratório, pois o derramamento de líquidos ou partículas sólidas atua na atração de insetos ou outros animais para o ambiente do laboratório, além de o próprio alimento poder se contaminar com material particulado presente no ambiente. Dessa forma, para evitar a contaminação do alimento, também não devemos compartilhar freezers, geladeiras ou micro-ondas utilizados nos experimentos com os alimentos; ▪ Evitar o fumo, já que esse não é adequado a nenhum tipo de ambiente fechado; ▪ Manter local adequado para a guarda de objetos pessoais, casacos e bolsas, evitando levá-los ao ambiente do laboratório; ▪ Manter portas fechadas e restringir o acesso de pessoas ao recinto do laboratório, uma vez que o número de pessoas e o nível de movimentação das mesmas aumenta consideravelmente a quantidade de material particulado no ambiente do laboratório; ▪ Manter a atenção durante todo o tempo em que estiver no ambiente do laboratório, já que distrações contribuem para a ocorrência de acidentes; ▪ Utilizar luvas para a realização de todo e qualquer procedimento que envolva substâncias químicas ou qualquer outro tipo de agente, inclusive os 77 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório biológicos, bem como durante os processos de higienização do ambiente e dos utensílios ali utilizados. Quanto ao uso das luvas, a escolha pelo tipo mais adequado de luva a ser utilizado irá depender da atividade a ser realizada e do tipo de agente e/ou substância manipulado. A esse respeito, tem-se abaixo um quadro-resumo quanto às recomendações de uso dos principais tipos de luva utilizados em ambientes de laboratório (ZOCHIO, 2009). TABELA 8: TIPOS DE LUVA MAIS COMUMENTE UTILIZADOS EM ROTINA 78 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório DE LABORATÓRIO E SUAS RECOMENDAÇÕES DE USO E NÃO USO Já em relação aos cuidados com o ambiente do laboratório devemos: ▪ Remover as luvas sempre que for necessário o contato com superfícies de telefones, fechaduras, interruptores e torneiras, evitando a contaminação das 79 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório mesmas; ▪ Utilizar pera para o processo de pipetagem. Nunca devemos pipetar líquidos utilizando sucção própria (boca), em razão do enorme risco de aspiração das substâncias e contaminação por partículas presentes na pipeta. ▪ Realizar o descarte de materiais de forma independente. Como veremos mais adiante, existe a forma correta para o descarte em função da natureza do resíduo. ▪ Ter cuidado ao desencapar e encapar agulhas. Esses processos devem ser realizados da seguinte maneira: para desencapar, basta puxar um pouco a capa de proteção da haste da seringa, segurando-a em sua região mediana, e depositá-la sobre uma gaze na bancada. Nunca remova por completo com a mão a capa protetora. Já para realizar o encapamento da agulha, deve-se “pescar” a capa protetora com a agulha e com a mão conectá- la à haste; ▪ Evitar a ingestão ou inalação de qualquer composto no ambiente do laboratório, pois essas ações podem resultar em infecções ou lesões no trato digestivo ou respiratório; ▪ Evitar a formação de aerossóis ou a dispersão de material particulado no ambiente. No caso dos aerossóis, recomenda-se que tubos ampola sejam abertos envoltos em uma gaze, que irá realizar a absorção dos mesmos; ▪ Manipular substâncias químicas sempre dentro da capela, evitando a inalação de vapores; ▪ Antes do início de qualquer tipo de procedimento, separar as vidrarias e materiais a serem utilizados, preparar as soluções e tirar todas as dúvidas relativas ao processo; ▪ Manter todos os materiais fechados ou em uso, bem como os resíduos a serem descartados, devidamente identificados, com rotulagem permanente e que detenha informações básicas necessárias sobre o conteúdodo recipiente, a fim de se evitar acidentes decorrentes do uso incorreto de substâncias; ▪ Afixar em local de fácil visualização as instruções básicas de BPLs, bem como amaneira correta de proceder em casos de acidentes; 80 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório ▪ Manter desobstruídos os equipamentos de proteção coletiva essenciais ao ambiente de laboratório, como lava-olhos, por exemplo, (ZOCHIO, 2009). Como visto acima, quando tratamos das boas práticas de laboratório, algumas recomendações preveem o uso de determinados equipamentos, os quais podem classificar como sendo de uso individual ou coletivo. Esses equipamentos de proteção individual (EPIs) ou de proteção coletiva (EPCs) servem à proteção do trabalhador contra ameaças à sua saúde e segurança presentes no ambiente de trabalho. Na figura abaixo, podemos observar alguns exemplos de EPIs, como: protetor auricular; óculos de proteção; luvas; protetor facial; calçado fechado (botas); respirador ou máscara. FIGURA 30: PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPIS) UTILIZADOS EM AMBIENTES DE LABORATÓRIO FONTE: Universidade Federal Fluminense, 2012. Exemplos de EPCs que devem estar presentes e ser utilizados na rotina de laboratório são: capela química; cabine de segurança biológica; luz ultravioleta; dispositivos de pipetagem; extintores de incêndio; chuveiro; lava-olhos; kit de 81 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório primeiros socorros; sinalizadores de segurança (placas, cartazes de advertência e fitas zebradas). Na figura a seguir, podemos visualizar cada um dos elementos citados. 9 FIGURA 31: PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO COLETIVA (EPCS) UTILIZADOS EM AMBIENTES DE LABORATÓRIO Adaptado de Universidade Federal Fluminense e Fundação Oswaldo Cruz, 2012. 82 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório BIOSSEGURANÇA O termo biossegurança se refere ao conjunto de ações e práticas que objetivam a prevenção, minimização e eliminação dos riscos para a saúde humana e dos animais e a proteção ao meio ambiente. Os laboratórios, sejam eles destinados a experimentos de natureza química ou biológica, apresentarão sempre uma infinidade de situações, fatores e atividades que trazem potenciais riscos aos trabalhadores ali presentes e também ao ambiente ao seu redor. Tais riscos, dependendo da intensidade da exposição ao mesmo, poderão resultar em alterações leves, moderadas ou até mesmo graves no organismo. Assim, devemos pautar nossas ações dentro do laboratório de forma a seguir as normas de biossegurança. No Brasil, tais normas só se encontram formatadas legalmente no que se refere ao uso de organismos geneticamente modificados (OGMs), tendo sido definidas pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio). A CTNBio é uma instância colegiada multidisciplinar, cuja finalidade básica se resume a prestar apoio técnico consultivo e assessoramento ao Governo Federal na formulação, atualização e implementação da Política Nacional de Biossegurança relacionada aos OGMs. Segundo especialistas, na área de Biossegurança, não importa o quanto são desenvolvidas e eficazes as tecnologias disponíveis para minimizar ou eliminar os riscos, se o comportamento dos profissionais atuantes nesses ambientes não for modificado, daí a importância da realização de treinamentos e o acesso às informações no que se refere à Biossegurança em laboratórios. No ambiente laboratorial há diversas categorias de riscos: ergonômicos, físicos, químicos e biológicos. Veremos agora, em detalhe, cada um deles. Os riscos ergonômicos são aqueles que afetam a integridade física ou mental do trabalhador, proporcionando-lhe desconforto ou doença. São exemplos de riscos ergonômicos: o esforço físico, a postura inadequada, o levantamento de peso, a situação de estresse, o controle rígido de produtividade, o trabalho durante o período noturno, o prolongamento da jornada de trabalho, a monotonia e a repetitividade, bem 83 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório como a imposição de uma rotina intensa de trabalho (ODA & ÁVILA, 1998). Já os riscos físicos, são aqueles provenientes das diversas formas de energia, como: umidade, ruídos, vibrações, pressões anormais, temperaturas extremas, radiações (ODA & ÁVILA, 1998). Os riscos químicos são aqueles oriundos da exposição a substâncias químicas e que podem causar danos físicos ou ainda prejudicar a saúde do trabalhador. Os danos físicos associados à exposição a algum tipo de substância química podem se caracterizar por: irritação da área exposta e queimaduras. Podem ainda incluir os incêndios e explosões resultantes do uso dessas substâncias. São considerados como agentes de risco químico todas as substâncias, produtos ou compostos que penetrem no organismo por via respiratória (poeiras, gases, neblinas, vapores ou aerossóis), pelo contato com a pele ou por ingestão (ODA & ÁVILA, 1998). Os riscos biológicos decorrem do contato com micro-organismos que podem causar doenças ao homem. São subdivididos nas seguintes categorias, definidas em função do risco representado pelo agente biológico: • Classe 1: agentes que não representam riscos ao manipulador, nem à comunidade, ou ainda que representem risco baixo para ambos. Exemplo: E. coli. • Classe 2: agentes biológicos que representam risco moderado para o manipulador e risco baixo ou fraco para a comunidade. Caracteriza essa classe ainda o fato de haver tratamento disponível, representado por medidas terapêuticas e profiláticas eficientes, contra o agente em questão. Exemplo: Clostridium tetani. • Classe 3: agentes biológicos que representam risco grave para o manipulador e risco moderado para a comunidade, provocando lesões ou sinais clínicos graves e nem sempre havendo tratamento disponível. Exemplo: vírus HIV. • Classe 4: nesta classe os agentes biológicos representam risco grave para o manipulador e para a comunidade, não havendo qualquer tratamento disponível e seriamente preocupantes, em caso de propagação. Exemplo: vírus Ebola (ODA & ÁVILA, 1998). Em razão do tipo de atividade desempenhada pelo profissional em cada laboratório, esse estará mais exposto a um ou outro tipo de risco. Assim, aconselha- 84 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório se que cada laboratório desenvolva seu próprio manual de biossegurança com as ações básicas relacionadas à prevenção dos tipos de risco mais prevalentes naquele ambiente. Nesse sentido, também é interessante a redação de Procedimentos Operacionais Padrão (POPs), que são protocolos em que se descrevem detalhadamente as atividades realizadas no laboratório, desde o preparo de amostras até a divulgação de resultados, dando especial ênfase ao uso dos equipamentos, procedimentos técnicos e as atitudes a serem tomadas em caso de acidentes. O objetivo principal dos POPs é padronizar todas as atividades típicas do laboratório, no intuito de que todos os profissionais reproduzam os procedimentos do modo mais semelhante possível. Isso é importante, porque traz mais confiabilidade aos resultados obtidos nos testes e previnem o mau uso dos equipamentos e a ocorrência de erros procedimentais, que, em geral, aumentam o risco de acidentes. Os POPs devem ser redigidos da forma mais clara e completa possível, possibilitando a compreensão por todos os profissionais atuantes no laboratório. Eles devem ser regularmente atualizados e ser disponibilizados a todos os trabalhadores, bem como estarem disponíveis para consulta em local de fácil acesso no laboratório. Já no que se referem ao descarte dos resíduos sólidos produzidos no ambiente do laboratório, esses podem ser classificados em diferentes categorias, conforme sua natureza: • Grupo A: resíduos sólidos em que, possivelmente, hajaa presença de agentes biológicos, representando potencial risco de infecção. • Grupo B: resíduos sólidos que contenham substâncias químicas que representem risco à saúde pública ou ao meio ambiente, considerando-se características como inflamabilidade, corrosividade, reatividade e toxicidade. • Grupo C: resíduos sólidos que possam conter radionuclídeos. • Grupo D: resíduos sólidos que não apresentem riscos biológicos, químicos ou físicos. Equivalem, portanto, aos resíduos domiciliares. • Grupo E: constituído por materiais perfurocortantes ou escarificantes, como por exemplo, lâminas de bisturi, agulhas, ampolas, pipetas, entre outros (COELHO, 2012). 85 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório Os resíduos pertencentes ao grupo A devem ser acondicionados em sacos brancos com indicação de risco biológico. No caso de tais resíduos terem sofrido tratamento prévio ao descarte, objetivando a minimização ou mesmo eliminação dos micro-organismos ali presentes, seu acondicionamento deve se dar em sacos impermeáveis e sua classificação alterada para o grupo D (resíduos domiciliares). Os resíduos sólidos do Grupo B devem ser descartados conforme sua natureza química, isto é, como substâncias tóxicas, corrosivas, irritantes, inflamáveis, entre outras. Frascos de reagentes podem ser utilizados para descarte, mas somente para o acondicionamento da mesma substância e não de substância diversa da que inicialmente continha. Os resíduos do grupo C devem ser mantidos em recipientes indicativos de natureza radioativa até o completo decaimento de sua ação ionizante. Após isso, tais resíduos também poderão passar a ser classificados como pertencentes ao grupo D (resíduos domiciliares). Alguns resíduos pertencentes ao grupo D podem ser destinados à reciclagem. Para facilitação desse processo, o ideal é já manter recipientes individuais para sua coleta seletiva. Nesse caso, pode ser utilizado o código de cores para identificação dos recipientes: papel (azul), metal (amarelo), vidro (verde), plástico (vermelho) e resíduos orgânicos (marrom). Os resíduos classificados no grupo E devem ser descartados imediatamente após o uso em recipientes rígidos, com identificação específica (inscrição de perfurocortante). 86 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório FIGURA 32: COLETA SELETIVA Cada cor associa-se a um tipo específico de resíduo, porém, nem todos os resíduos pertencentes à determinada classe podem ser reciclados. FONTE: Universidade Federal de Santa Catarina, 2012. Assim, chegamos ao final do curso. Esperamos ter contribuído para a ampliação dos conhecimentos sobre a prática laboratorial na rotina de um Auxiliar de Laboratório. Para aprofundar os conhecimentos aqui obtidos, tenha como base as referências abaixo indicadas. Até o próximo curso! 87 www.estetus.com.br Auxiliar de laboratório REFERÊNCIAS ALBERTS, B. et al., 2008. Molecular Biology of the Cell. Garland Publ. Inc., New York &London, pp. 195-262. ATKINS, Peter, JONES, Loretta. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. ed. 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