Зміст
- Як працюють буфери
- Вимоги буфера
- Вибір відповідного буфера
- Як змінити рН буфера
- Приклади біологічних буферів
У клітинах і живих організмах рідина, що оточує клітини, знаходиться всередині них і зберігається при постійному pH. РН у цій системі часто має вирішальне значення для біохімічних реакцій, що відбуваються в організмі. Для вивчення біологічних процесів у лабораторії вчені використовують буфери для підтримки правильного рН під час експерименту. Багато біологічних буферів були спочатку описані Good і колегами в 1966 році і досі використовуються в лабораторіях.
Як працюють буфери
Буфер - це просто розчин, що містить слабку кислоту та її кон'югатну основу. Коли кислоту додають до буфера, вона реагує з кон'югатом основи, утворюючи слабку кислоту і навряд чи впливає на рН розчину.
Вимоги буфера
Ряд характеристик робить біологічний буфер ефективним. Вони повинні бути розчинними у воді, але не розчинними або мінімально розчинними в органічних розчинниках. Буфер не повинен проходити через клітинну мембрану, оскільки це може вплинути на поведінку клітин. Буфери повинні бути нетоксичними, не повинні поглинати УФ-випромінювання і повинні залишатися інертними та стабільними протягом всього експериментального процесу. Температура та іонний склад не повинні змінювати рН або буферну здатність.
Вибір відповідного буфера
Обраний буфер повинен мати pKa в діапазоні, оптимальному для досліджуваного процесу. Буфер з більш високим рКа є доцільним, якщо під час експерименту може бути підвищення рН, і навпаки, якщо очікується, що рН знизиться. Буферні концентрації повинні бути оптимізовані, оскільки концентрації вище 25 мМ можуть мати кращу буферну здатність, але можуть інгібувати клітинні дії, такі як ферменти. Метод також диктує, який буфер використовувати; наприклад, при електрофорезі буфер з низькою іонною силою є доцільним для запобігання нагріванню гелевої матриці.
Як змінити рН буфера
Оскільки рН може змінюватися при зміні температури, вчені повинні перевірити рН буферів при температурі, при якій вони проведуть експеримент. Трис - це буфер, особливо сприйнятливий до зміни pH з температурою. Всі pH-вимірювачі повинні бути відкалібровані при робочій температурі. Добавки також можуть змінювати рН, роблячи необхідне повторне тестування. Для зміни pH додають кислоту, зазвичай соляну кислоту або основу, зазвичай гідроксид натрію або калію; це слід робити повільно, щоб запобігти інактивації або хімічним змінам буфера.
Приклади біологічних буферів
Буфер TE, який становить 10 мМ Трис · HCl та 1 мМ EDTA, підходить при ряді значень рН для зберігання нуклеїнових кислот. Електрофорез - поширений метод вивчення білків або нуклеїнових кислот; у цьому процесі використовується ряд буферів, включаючи трис-ацетат-EDTA, трис-гліцин та трис-борат-EDTA буфери. Ці буфери запобігають нагріванню гелевої матриці і можуть містити добавки, такі як сечовина та SDS, залежно від дослідження.