生物化學(xué)常用緩沖液

生物化學(xué)常用緩沖液

⑴磷酸鹽緩沖液

磷酸鹽是生物化學(xué)研究中使用最廣泛的一種緩沖劑，由於它們是二級(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?yàn)榈蜏貢r(shí)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(shí)，只能用磷酸鈉而不能用磷酸鉀，因?yàn)镾DS（十二烷基硫酸鈉）會(huì)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(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。

其缺點(diǎn)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(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。

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(xué)研究中使用的越來越多，有超過磷酸鹽緩沖液的趨勢(shì)，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(biāo)準(zhǔn)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(jì)測定溶液pH值至所需的pH值，然后再加水補(bǔ)足到1L。

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。其缺點(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，即：△pKa／℃＝－0.031，例如：4℃時(shí)緩沖液的pH＝8.4，則37℃時(shí)的pH＝7.4，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。

⑶有機(jī)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(qiáng)，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(gè)pKa值：pKa1＝3.10，pKa2＝4.75，pKa3＝6.40。琥珀酸有二個(gè)pKa值：pKa1＝4.18，pKa2＝5.60。

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+、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(shí)，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(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。

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(diǎn)是：為細(xì)胞組份和各種提取液提供更接近的天然環(huán)境。其缺點(diǎn)是：①與羧酸鹽和磷酸鹽緩沖體系相似，也會(huì)干擾某些生物化學(xué)反應(yīng)過程，如代謝過程等。②試劑的價(jià)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(diǎn)后認(rèn)為，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，這些緩沖體系應(yīng)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