Съдържание
- Как работят буферите
- Изисквания на буфер
- Избор на подходящ буфер
- Как да промените pH на буфер
- Примери за биологични буфери
В клетките и живите организми течностите около и в клетките се поддържат с постоянно pH. PH в тази система често е от решаващо значение за биохимичните реакции, протичащи в организма. За да изучават биологичните процеси в лабораторията, учените използват буфери, за да поддържат правилното pH по време на експеримента. Много биологични буфери първоначално са описани от Good и колеги през 1966 г. и до днес се използват в лаборатории.
Как работят буферите
Буферът е просто разтвор, съдържащ слаба киселина и нейната конюгирана основа. Когато се добави киселина към буфера, той реагира с конюгатната основа, като създава слаба киселина и трудно влияе върху рН на разтвора.
Изисквания на буфер
Редица характеристики правят биологичния буфер ефективен. Те трябва да са разтворими във вода, но не разтворими или минимално разтворими в органични разтворители. Буферът не трябва да може да преминава през клетъчната мембрана, тъй като това може да повлияе на поведението на клетката. Буферите трябва да са нетоксични, не трябва да абсорбират UV радиация и трябва да останат инертни и стабилни през целия експериментален процес. Температурният и йонен състав не трябва да променят рН или буферна способност.
Избор на подходящ буфер
Избраният буфер трябва да има pKa в диапазона, оптимален за изследвания процес. Буфер с по-висока рКа е подходящ, ако има вероятност да има повишаване на pH по време на експеримента и обратно, ако се очаква рН да спадне. Буферните концентрации трябва да бъдат оптимизирани, тъй като концентрации по-високи от 25 тМ могат да имат по-добър буферен капацитет, но могат да инхибират клетъчните активности, като ензимите. Методът също така диктува кой буфер да се използва; например при електрофореза е подходящ буфер с ниска йонна сила, за да се предотврати нагряването на матрицата на гела.
Как да промените pH на буфер
Тъй като pH може да се промени с температурните промени, учените трябва да тестват рН на буферите при температурата, при която те ще проведат експеримента. Tris е буфер, особено податлив на промяна в pH с температурата. Всички pH-метри трябва да бъдат калибрирани при работната температура. Добавките също могат да променят pH, което прави необходимо повторно тестване. За промяна на рН се добавя киселина, обикновено солна киселина или основа, обикновено натриев или калиев хидроксид; това трябва да се прави бавно, за да се предотврати инактивация или химически промени в буфера.
Примери за биологични буфери
TE буферът, който е 10 mM Tris · HCl и 1 mM EDTA, е подходящ при редица стойности на pH за съхранение на нуклеинови киселини. Електрофорезата е често срещан метод за изследване на протеини или нуклеинови киселини; този процес използва редица буфери, включително Tris-ацетат-EDTA, Tris-глицин и Tris-борат-EDTA буфери. Тези буфери предотвратяват нагряването на гел матрицата и могат да съдържат добавки като урея и SDS, в зависимост от изследването.