生物緩沖液是一種能在加入少量酸或堿時(shí)保持溶液的pH值相對(duì)穩(wěn)定的溶液，多數(shù)細(xì)胞僅能在很窄的pH范圍內(nèi)進(jìn)行活動(dòng)，需要有緩沖體系來(lái)抵抗在代謝過(guò)程中出現(xiàn)的pH變化。在生化研究工作中，常常要用到緩沖溶液來(lái)維持實(shí)驗(yàn)體系的酸堿度。
讓我們來(lái)看看常用的生物緩沖液，以及它們的特點(diǎn):
1. 磷酸鹽緩沖液
磷酸鹽緩沖液是應(yīng)用廣泛的緩沖液。由于其二次離解作用，緩沖液pH值范圍較寬，可配置不同pH值的酸性、堿性和中性緩沖液:
制備酸性緩沖液可直接使用NaH2PO4或KH2PO4, pH值范圍為1~5;
堿性緩沖液可直接使用Na2HPO4或K2HPO4, pH范圍為9~12;
中性緩沖液中含有等量的NaH2PO4和Na2HPO4或等量的KH2PO4和K2HPO4溶液，pH值為5.5~8.5。
優(yōu)點(diǎn)：①易于配制成各種濃度 ；②pH值范圍寬；③pH受溫度的影響??；
缺點(diǎn)：①易與常見(jiàn)的鈣、鎂、重金屬離子形成沉淀；②抑制某些生化過(guò)程
2. Tris緩沖液
Tris緩沖液在生物化學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。它是弱堿，通常在“中性”范圍內(nèi)使用。Tris-HCl緩沖:pH = 7.5 ~ 8.5;三磷酸緩沖液:pH = 5.0 ~ 9.0。
除TRIS - hcl外，TRIS還有多種衍生化緩沖:
TBS=Tris-HCl+ NaCl+KCl，常用來(lái)清洗免疫染色組織或Western blotting中的Western blotting膜;
TBST=Tris-HCl+NaCl+tween20，一種常用于Western Blotting的膜緩沖液;
TE=Tris-HCl+EDTA，對(duì)DNA堿基具有保護(hù)作用，常用于DNA的穩(wěn)定和儲(chǔ)存;
TAE=Tris堿+乙酸+EDTA，是一種廣泛應(yīng)用于短片段DNA電泳的緩沖體系;
TBE=三堿基+硼酸+EDTA，適用于長(zhǎng)期DNA電泳，對(duì)小片段有較好的分離效果。
優(yōu)點(diǎn)： ①因?yàn)門(mén)ris堿的堿性較強(qiáng)，所以可以只用這一種緩沖體系配制pH范圍由酸性到堿性的大范圍pH值的緩沖液；②對(duì)生物化學(xué)過(guò)程干擾很小，不與鈣、鎂離子及重金屬離子發(fā)生沉淀。
缺點(diǎn)：①緩沖液的pH值受溶液濃度影響較大，緩沖液稀釋十倍，pH值的變化大于0.1；②溫度效應(yīng)大，溫度變化對(duì)緩沖液pH值的影響很大，所以一定要在使用溫度下進(jìn)行配制，室溫下配制的Tris-HCl緩沖液不能用于0℃～4℃。 ③易吸收空氣中的CO2，所以配制的緩沖液要蓋嚴(yán)密封。④此緩沖液對(duì)某些pH電極發(fā)生一定的干擾作用，所以要使用與Tris溶液具有兼容性的電極。
3. Good’s緩沖液
在 1960 年代中期，N.E.Good鑒于一般的緩沖液系統(tǒng)并不適合生化實(shí)驗(yàn)所使用，必須用人為設(shè)計(jì)和人工合成的方法來(lái)找到專(zhuān)門(mén)用于生命科學(xué)研究的特定的緩沖體系，這些緩沖體系們都具有以下特質(zhì)：
1.pKa 在6~8 之間；2.在水溶液中有高溶解度；3.鹽效應(yīng)很??；4.不易被運(yùn)送通過(guò)細(xì)胞膜；5.不易受溫度、離子組成、濃度等因素影響解離度；6.不會(huì)與金屬離子形成錯(cuò)合物，或錯(cuò)合物不沉淀、不干擾生物活性；7.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
Good’s緩沖液的主要優(yōu)點(diǎn)是不參加和不干擾生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，對(duì)酶化學(xué)反應(yīng)等無(wú)抑制作用，所以它們專(zhuān)門(mén)用于細(xì)胞器和極易變性的、對(duì)pH敏感的蛋白質(zhì)和酶的研究工作。
其缺點(diǎn)是：①價(jià)格昂貴，②對(duì)測(cè)定蛋白質(zhì)含量的雙縮脲法和Lowry法不適用，因?yàn)樗鼈儠?huì)使空白管的顏色加深。
4.*緩沖液
*緩沖液pH值范圍廣，應(yīng)用范圍廣。pH值范圍為2.0~11.0。常見(jiàn)的體系和pH值范圍如下表所示:
*緩沖液
pH值范圍
*-HCl
2.0~5.0
*-NaOH
8.0~11.0
*-Tris
8.0~11.0
甘氨酰胺緩沖液
7.8~8.8
甘氨酰*緩沖液
8.0~9.0
優(yōu)點(diǎn)：為細(xì)胞成分和各種提取物提供更親近的自然環(huán)境。
缺點(diǎn)：類(lèi)似于磷酸鹽緩沖體系;干擾某些生化反應(yīng)過(guò)程，例如代謝過(guò)程。
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