生物緩沖液的應(yīng)用及選擇

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)，需要有緩沖體系來抵抗在代謝過程中出現(xiàn)的 pH變化。在生化研究工作中，常常要用到緩沖溶液來維持實(shí)驗(yàn)體系的酸堿度。研究工作的溶液體系pH值的變化往往直接影響到工作的成效，例如若提取酶實(shí)驗(yàn)體 系的pH值變化或變化過大，會(huì)使酶活性下降甚至*失活。又比如有許多的酵素反應(yīng)都涉及H+的釋放，若無緩沖液維持恒定的酸堿度，許多生化反應(yīng)將無法順利 進(jìn)行。

生物緩沖液的種類眾多，需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的體系，惠誠生物作為生物化學(xué)試劑行業(yè)的供應(yīng)商，專業(yè)提供各類緩沖鹽。 常用生物緩沖液

• 磷酸鹽緩沖液

磷酸鹽是常使用的緩沖溶液之一，由于它們是二級(jí)解離，有二個(gè)pKa值，所以用它們配制的緩沖液，pH范圍寬，加上磷酸本身就是細(xì)胞及許多生物液的成分之一，因此更能提供一種較“天然”的環(huán)境。  磷酸鹽緩沖液的優(yōu)點(diǎn)為：①容易配制成各種濃度的緩沖液；②適用的pH范圍寬；③pH受溫度的影響小；④緩沖液稀釋后pH變化小，如稀釋十倍后pH的變化小于0.1。  缺點(diǎn)為：①易與常見的鈣Ca2+離子、鎂Mg2+離子以及重金屬離子締合生成沉淀；②會(huì)抑制某些生物化學(xué)過程，如對(duì)某些酶的催化作用會(huì)產(chǎn)生某種程度的抑制作用。

• TRIS 緩沖液

Tris（三羥甲基氨基甲烷）可算是生化實(shí)驗(yàn)中常使用的緩沖液，尤其在分子生物實(shí)驗(yàn)中常使用。因?yàn)樗衑xcellent的緩沖能力、毒性低、對(duì)生物反應(yīng)的干擾極低，而且純度很高。 Tris-HCl緩沖液的優(yōu)點(diǎn)是： ①因?yàn)門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)是：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。

• 有機(jī)酸緩沖液

這類緩沖液包括了醋酸鹽 (acetate)、甲酸鹽 (formate)、檸檬酸鹽 (citrate) 以及琥珀酸鹽 (succinate) 等等，這類緩沖液提供了 pH 3~6 異于一般緩沖液的緩沖區(qū)間。有機(jī)酸緩沖液的缺點(diǎn)是：①所有這些羧酸都是天然的代謝產(chǎn)物，因而對(duì)生化反應(yīng)過程可能發(fā)生干擾作用；②檸檬酸鹽和琥珀酸鹽可以和 過渡金屬離子（Fe3+、Zn2+、Mg2+等）結(jié)合而使緩沖液受到干擾；③這類緩沖液易與Ca2+離子結(jié)合，所以樣品中有Ca2+離子時(shí)，不能用這類緩 沖液。

• 硼酸鹽緩沖液及甘氨酸緩沖液

硼酸鹽緩沖液常用的有效pH范圍 是：pH＝8.5～10.0，因而它是堿性范圍內(nèi)常用的緩沖液，其優(yōu)點(diǎn)是配制方便，只使用一種試劑，缺點(diǎn)是能與很多代謝產(chǎn)物形成絡(luò)合物，尤其是能與糖類 的羥基反應(yīng)生成穩(wěn)定的復(fù)合物而使緩沖液受到干擾。甘氨酸緩沖液常用的pH范圍為9.5~10.1，甘氨酸本身是代謝產(chǎn)物，有可能會(huì)干擾部分生物反應(yīng)，另 外，兩者都不具有UV 吸收能力，且不與二價(jià)正離子作用。

• 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找到專門用于生命科學(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)過程，對(duì)酶化學(xué)反應(yīng)等無抑制作用，所以它們專門用于細(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。