正文 五、緩衝溶液的配製(2 / 3)

由於標準濃度的稀鹽酸不易配製,所以常用另一種方法。若配1L 0.1mol/L的Tris-HCl緩衝液,可先稱取12.11g Tris堿溶於950~970mL無離子水中,邊攪拌邊滴加4mol/L HCl,用pH計測定溶液pH至所需的pH,然後再加水補足到1000mL。

Tris-HCl緩衝液的優點:①Tris堿的堿性較強,可以隻用這一種緩衝體係配製pH範圍由酸性到堿性的大範圍pH的緩衝液;②對生物化學過程幹擾很小,不與Ca2+、Mg2+及重金屬離子發生沉澱。

其缺點:①緩衝液的pH受溶液濃度影響較大,緩衝液稀釋10倍,pH的變化大於0.1;②溫度效應大,溫度變化對緩衝液pH的影響很大。例如:4℃時緩衝液的pH=8.4,37℃時則為pH=7.4。所以,一定要在使用溫度下進行配製,室溫下配製的Tris-HCl緩衝液不能用於0~4℃;③易吸收空氣中的CO2,故配製的緩衝液要蓋嚴密封;④此緩衝液對某些pH電極發生一定的幹擾作用,所以要使用與Tris溶液具有兼容性的電極。

3.有機酸緩衝液

這一類緩衝液多數是用羧酸與它們的鹽配製而成,pH範圍為酸性,即pH=3.0~6.0,最常用的是乙酸-乙酸鈉、檸檬酸-檸檬酸鈉緩衝體係。

有機酸緩衝液的缺點:①所有這些羧酸都是天然的代謝產物,因而對生化反應過程可能發生幹擾作用;②檸檬酸鹽可以和一些金屬離子如Ca2+、Fe3+、Zn2+和Mg2+等結合而使緩衝液受到幹擾。

4.硼酸鹽緩衝液

硼酸鹽緩衝液是堿性範圍內最常用的緩衝液,其有效pH範圍是8.5~10.0。但是硼酸鹽緩衝液能與很多代謝產物形成絡合物,尤其是能與糖類的羥基反應生成穩定的複合物而使緩衝液受到幹擾。

5.氨基酸緩衝液

此類緩衝液的使用範圍寬,一般為pH=2.0~11.0。常用的有:

甘氨酸-Tris緩衝液:pH=8.0~11.0(此緩衝液用於廣泛使用的SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的電極緩衝液);

甘氨酸-HCl緩衝液:pH=2.0~5.0;

甘氨酸-NaOH緩衝液:pH=8.0~11.0;

此類緩衝體係能為細胞組分和各種提取液提供更接近天然的環境。但是,此類緩衝體係與羧酸鹽和磷酸鹽緩衝體係相似,也會幹擾某些生化代謝過程。

根據具體試驗需要,緩衝液中往往加入以下成分:

(1)鹽通常用0.1~0.2mol/L KCl或NaCl來模擬生理狀況下的離子強度。

(2)螯合劑為了避免金屬離子的幹擾,應在溶液中加入特異金屬離子的螯合劑,但應注意金屬離子螯合劑同時能使蛋白酶失活。為了除去緩衝液中存在的痕量金屬離子,可在其中加入0.1~5mmol/L的乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)。EDTA對大多數金屬離子有非特異的親和性。

(3)還原劑在細胞中有許多種還原成分,如穀氨酰胺可防止蛋白質氧化。但是一旦細胞破碎,由於和氧的接觸以及稀釋作用而引起抗氧化成分的減少,使許多蛋白質因巰基被氧化形成二硫鍵而失去活性。因此,常常通過加入β-巰基乙醇來保護蛋白質的巰基不被氧化。β-巰基乙醇一般以溶液形式貯存在4℃,其使用濃度為5~20mmol/L。在加入緩衝液中24h內, β-巰基乙醇被氧化,其後可加速蛋白質的失活。二硫蘇糖醇(DTT,一般保存在-20℃)也被廣泛用來保護蛋白質的巰基。DTT的使用濃度為0.5~1.0mmol/L,氧化後可形成穩定的分子內二硫鍵,並不危及蛋白質的巰基。在實際使用時,在蛋白質或酶液製備過程中,可用大約12mmol/L的β-巰基乙醇,而在長期儲存時可加入1~5mmol/L DTT。