Innehåll
- Hur buffertar fungerar
- Krav på buffert
- Välja en lämplig buffert
- Hur man ändrar pH på en buffert
- Exempel på biologiska buffertar
I celler och levande organismer hålls vätskorna som omger och inom cellerna vid ett konstant pH. PH i detta system är ofta avgörande för de biokemiska reaktionerna som inträffar i organismen. För att studera biologiska processer i laboratoriet använder forskare buffertar för att bibehålla korrekt pH under experimentet. Många biologiska buffertar beskrevs ursprungligen av Good och kollegor 1966 och används fortfarande i laboratorier idag.
Hur buffertar fungerar
En buffert är helt enkelt en lösning som innehåller en svag syra och dess konjugatbas. När en syra sätts till bufferten reagerar den med konjugatbasen och bildar en svag syra och påverkar knappast pH i lösningen.
Krav på buffert
Ett antal egenskaper gör en biologisk buffert effektiv. De bör vara lösliga i vatten, men inte lösliga eller minimalt lösliga i organiska lösningsmedel. Bufferten bör inte kunna passera genom cellmembranet, eftersom det kan påverka cellbeteendet. Buffertar ska vara icke-toxiska, ska inte absorbera UV-strålning och ska förbli inerta och stabila under hela experimentprocessen. Temperatur och jonkomposition bör inte förändra pH eller buffertkapacitet.
Välja en lämplig buffert
Den valda bufferten bör ha en pKa inom området som är optimalt för processen som studeras. En buffert med högre pKa är lämplig om det troligtvis kommer att öka pH under experimentet och vice versa om pH förväntas sjunka. Buffertkoncentrationer bör optimeras, eftersom koncentrationer högre än 25 mM kan ha bättre buffringskapacitet men kan hämma cellulära aktiviteter såsom enzymer. Metoden dikterar också vilken buffert som ska användas; till exempel i elektrofores är en buffert med låg jonstyrka lämplig för att förhindra gelmatrisen från att värmas upp.
Hur man ändrar pH på en buffert
Eftersom pH kan förändras med temperaturförändringar, bör forskare testa buffertens pH vid den temperatur vid vilken de kommer att genomföra experimentet. Tris är en buffert som är särskilt mottaglig för förändring i pH med temperatur. Alla pH-mätare ska kalibreras vid arbetstemperaturen. Tillsatser kan också förändra pH, vilket gör omprovning nödvändig. För att förändra pH tillsätts en syra, vanligtvis saltsyra eller bas, vanligtvis natrium- eller kaliumhydroxid; detta bör göras långsamt för att förhindra inaktivering eller kemiska förändringar i bufferten.
Exempel på biologiska buffertar
TE-buffert, som är 10 mM Tris-HCl och 1 mM EDTA, är lämplig vid ett antal pH-värden för lagring av nukleinsyror. Elektrofores är en vanlig metod för att studera proteiner eller nukleinsyror; denna process använder ett antal buffertar, inklusive Tris-acetat-EDTA, Tris-glycin och Tris-borate-EDTA-buffertar. Dessa buffertar förhindrar uppvärmning av gelmatrisen och kan innehålla tillsatser såsom urea och SDS, beroende på undersökningen.