生物化學常用緩沖液

生物化學常用緩沖液

⑴磷酸鹽緩沖液

磷酸鹽是生物化學研究中使用最廣泛的一種緩沖劑，由於它們是二級解離，有二個pKa值，所以用它們配制的緩沖液，pH范圍最寬：

NaH2PO4：pKa1＝2.12，pKa2＝7.21

Na2HPO4：pKa1＝7.21，pKa2＝12.32

配酸性緩沖液：用NaH2PO4，pH＝1～4，

配中性緩沖液：用混合的兩種磷酸鹽，pH＝6～8，

配堿性緩沖液：用Na2HPO4，pH＝10～12。

用鉀鹽比鈉鹽好，因為低溫時鈉鹽難溶，鉀鹽易溶，但若配制SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的緩沖液時，只能用磷酸鈉而不能用磷酸鉀，因為SDS（十二烷基硫酸鈉）會與鉀鹽生成難溶的十二烷基硫酸鉀。

磷酸鹽緩沖液的優(yōu)點為：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。

其缺點為：①易與常見的鈣Ca++離子、鎂Mg++離子以及重金屬離子締合生成沉淀；②會抑制某些生物化學過程，如對某些酶的催化作用會產(chǎn)生某種程度的抑制作用。

⑵Tris（三羥甲基氨基甲烷，N-Tris(hydroxymethyl)aminomethane）緩沖液Tris緩沖液在生物化學研究中使用的越來越多，有超過磷酸鹽緩沖液的趨勢，如在SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳中已都使用Tris緩沖液，而很少再用磷酸鹽。

Tris緩沖液的常用有效pH范圍是在“中性”范圍，例如：

Tris-HCl緩沖液：

pH＝7.5～8.5

Tris-磷酸鹽緩沖液：pH＝5.0～9.0

配制常用的緩沖液的方法有兩種：①按書后附錄中所列該緩沖液表中的方法，分別配制0.05mol/LTris和0.05mol/LHCl溶液，然后按表中所列體積混合。由于標準濃度的稀鹽酸不易配制，所以常用另一種方法；②若配1L0.1mol/L的Tris-HCl緩沖液：先稱12.11gTris堿溶于950mL～970mL無離子水中，邊攪拌邊滴加4NHCl，用pH計測定溶液pH值至所需的pH值，然后再加水補足到1L。

Tris-HCl緩沖液的優(yōu)點是：①因為Tris堿的堿性較強，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對生物化學過程干擾很小，不與鈣、鎂離子及重金屬離子發(fā)生沉淀。其缺點是：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溫度效應大，溫度變化對緩沖液pH值的影響很大，即：△pKa／℃＝－0.031，例如：4℃時緩沖液的pH＝8.4，則37℃時的pH＝7.4，所以一定要在使用溫度下進行配制，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密封。④此緩沖液對某些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。

⑶有機酸緩沖液

這一類緩沖液多數(shù)是用羧酸與它們的鹽配制而成，pH范圍為酸性，即pH＝3.0～6.0，最常用的是甲酸、乙酸、檸檬酸和琥珀酸等。

甲酸～甲酸鹽緩沖液很有用，因其揮發(fā)性強，使用后可以用減壓法除之。乙酸～乙酸鈉和檸檬酸～檸檬酸鈉緩沖體系也使用的較多，檸檬酸有三個pKa值：pKa1＝3.10，pKa2＝4.75，pKa3＝6.40。琥珀酸有二個pKa值：pKa1＝4.18，pKa2＝5.60。

有機酸緩沖液的缺點是：①所有這些羧酸都是天然的代謝產(chǎn)物，因而對生化反應過程可能發(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+、Zn++、Mg++等）結(jié)合而使緩沖液受到干擾；③這類緩沖液易與Ca++離子結(jié)合，所以樣品中有Ca++離子時，不能用這類緩沖液。

⑷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)最常用的緩沖液，其優(yōu)點是配制方便，只使用一種試劑，缺點是能與很多代謝產(chǎn)物形成絡合物，尤其是能與糖類的羥基反應生成穩(wěn)定的復合物而使緩沖液受到干擾。

⑸氨基酸緩沖液

此緩沖液使用的范圍寬，可用于pH=2.0～11.0，例如最常用的有：

甘氨酸—HCl緩沖液：pH=2.0～5.0，

甘氨酸—NaOH緩沖液：pH=8.0～11.0，

甘氨酸—Tris緩沖液：pH=8.0～11.0，（此緩沖液用于廣泛使用的SDS—聚丙烯酰胺凝膠電泳的電極緩沖液），

組氨酸緩沖液：pH=5.5～6.5，

甘氨酰胺（glycineamide）緩沖液：pH=7.8～8.8，

甘氨酰甘氨酸（glycylglycine）緩沖液：pH=8.0～9.0。

此類緩沖體系的優(yōu)點是：為細胞組份和各種提取液提供更接近的天然環(huán)境。其缺點是：①與羧酸鹽和磷酸鹽緩沖體系相似，也會干擾某些生物化學反應過程，如代謝過程等。②試劑的價格較高。

⑹兩性離子緩沖液（Zwitterionicbuffers），又稱Good’s緩沖液1960年，N.E.Good和他的同事們總結(jié)了現(xiàn)有的各種緩沖試劑的優(yōu)缺點后認為，必須用人為設(shè)計和人工合成的方法來找到專門用于生命科學研究的特定的緩沖體系，這些緩沖體系應具有前面所述的九條要求和特性。他們合成的一系列Good’s緩沖液可查閱有關(guān)的資料。Good’s緩沖液