Zawartość
- Jak działają bufory
- Wymagania dotyczące bufora
- Wybór odpowiedniego bufora
- Jak zmienić pH bufora
- Przykłady buforów biologicznych
W komórkach i organizmach żywych płyny otaczające i wewnątrz komórek są utrzymywane w stałym pH. PH w tym układzie jest często kluczowe dla reakcji biochemicznych zachodzących w organizmie. Aby zbadać procesy biologiczne w laboratorium, naukowcy używają buforów, aby utrzymać prawidłowe pH podczas eksperymentu. Wiele buforów biologicznych zostało pierwotnie opisanych przez Gooda i współpracowników w 1966 r. I są nadal używane w laboratoriach.
Jak działają bufory
Bufor jest po prostu roztworem zawierającym słaby kwas i jego sprzężoną zasadę. Po dodaniu kwasu do buforu reaguje on ze sprzężoną zasadą, tworząc słaby kwas i prawie nie wpływając na pH roztworu.
Wymagania dotyczące bufora
Szereg cech sprawia, że bufor biologiczny jest skuteczny. Powinny być rozpuszczalne w wodzie, ale nierozpuszczalne lub minimalnie rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych. Bufor nie powinien być w stanie przejść przez błonę komórkową, ponieważ może to wpłynąć na zachowanie komórki. Bufory powinny być nietoksyczne, nie powinny pochłaniać promieniowania UV i powinny pozostawać obojętne i stabilne przez cały proces eksperymentalny. Temperatura i skład jonowy nie powinny zmieniać pH ani zdolności buforowania.
Wybór odpowiedniego bufora
Wybrany bufor powinien mieć pKa w zakresie optymalnym dla badanego procesu. Bufor o wyższym pKa jest odpowiedni, jeśli istnieje prawdopodobieństwo wzrostu pH podczas eksperymentu i odwrotnie, jeśli spodziewane jest obniżenie pH. Stężenia buforów należy optymalizować, ponieważ stężenia wyższe niż 25 mM mogą mieć lepszą pojemność buforowania, ale mogą hamować aktywność komórkową, taką jak enzymy. Metoda dyktuje również, którego bufora użyć; na przykład w elektroforezie odpowiedni jest bufor o niskiej sile jonowej, aby zapobiec nagrzewaniu się matrycy żelowej.
Jak zmienić pH bufora
Ponieważ pH może zmieniać się wraz ze zmianami temperatury, naukowcy powinni przetestować pH buforów w temperaturze, w której przeprowadzą eksperyment. Tris jest buforem szczególnie podatnym na zmianę pH wraz z temperaturą. Wszystkie mierniki pH należy skalibrować w temperaturze roboczej. Dodatki mogą również zmieniać pH, dlatego konieczne jest ponowne testowanie. Aby zmienić pH, dodaje się kwas, zwykle kwas chlorowodorowy lub zasadę, zwykle wodorotlenek sodu lub potasu; należy to robić powoli, aby zapobiec inaktywacji lub zmianom chemicznym w buforze.
Przykłady buforów biologicznych
Bufor TE, którym jest 10 mM Tris · HCl i 1 mM EDTA, jest odpowiedni przy wielu wartościach pH do przechowywania kwasów nukleinowych. Elektroforeza jest powszechną metodą badania białek lub kwasów nukleinowych; ten proces wykorzystuje wiele buforów, w tym bufory Tris-octan-EDTA, Tris-glicyna i Tris-boran-EDTA. Bufory te zapobiegają ogrzewaniu matrycy żelowej i mogą zawierać dodatki, takie jak mocznik i SDS, w zależności od badania.