生物緩沖液的應用及選擇

生物緩沖液是一種能在加入少量酸或堿時保持溶液的pH值相對穩定的溶液，多數細胞僅能在很窄的pH范圍內進行活動，需要有緩沖體系來抵抗在代謝過程中出現的 pH變化。在生化研究工作中，常常要用到緩沖溶液來維持實驗體系的酸堿度。研究工作的溶液體系pH值的變化往往直接影響到工作的成效，例如若提取酶實驗體 系的pH值變化或變化過大，會使酶活性下降甚至*失活。又比如有許多的酵素反應都涉及H+的釋放，若無緩沖液維持恒定的酸堿度，許多生化反應將無法順利 進行。

生物緩沖液的種類眾多，需根據實際應用選擇合適的體系，惠誠生物作為生物化學試劑行業的供應商，專業提供各類緩沖鹽。 常用生物緩沖液

• 磷酸鹽緩沖液

磷酸鹽是常使用的緩沖溶液之一，由于它們是二級解離，有二個pKa值，所以用它們配制的緩沖液，pH范圍寬，加上磷酸本身就是細胞及許多生物液的成分之一，因此更能提供一種較“天然”的環境。  磷酸鹽緩沖液的優點為：①容易配制成各種濃度的緩沖液；②適用的pH范圍寬；③pH受溫度的影響??；④緩沖液稀釋后pH變化小，如稀釋十倍后pH的變化小于0.1。  缺點為：①易與常見的鈣Ca2+離子、鎂Mg2+離子以及重金屬離子締合生成沉淀；②會抑制某些生物化學過程，如對某些酶的催化作用會產生某種程度的抑制作用。

• TRIS 緩沖液

Tris（三羥甲基氨基甲烷）可算是生化實驗中常使用的緩沖液，尤其在分子生物實驗中常使用。因為它有excellent的緩沖能力、毒性低、對生物反應的干擾極低，而且純度很高。 Tris-HCl緩沖液的優點是： ①因為Tris堿的堿性較強，所以可以只用這一種緩沖體系配制pH范圍由酸性到堿性的大范圍pH值的緩沖液；②對生物化學過程干擾很小，不與鈣、鎂離子及重金屬離子發生沉淀。  缺點是：①緩沖液的pH值受溶液濃度影響較大，緩 沖液稀釋十倍，pH值的變化大于0.1；②溫度效應大，溫度變化對緩沖液pH值的影響很大，所以一定要在使用溫度下進行配制，室溫下配制的Tris- HCl緩沖液不能用于0℃～4℃。 ③易吸收空氣中的CO2，所以配制的緩沖液要蓋嚴密封。④此緩沖液對某些pH電極發生一定的干擾作用，所以要使用與Tris溶液具有兼容性的電極。

• 有機酸緩沖液

這類緩沖液包括了醋酸鹽 (acetate)、甲酸鹽 (formate)、檸檬酸鹽 (citrate) 以及琥珀酸鹽 (succinate) 等等，這類緩沖液提供了 pH 3~6 異于一般緩沖液的緩沖區間。有機酸緩沖液的缺點是：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干擾作用；②檸檬酸鹽和琥珀酸鹽可以和 過渡金屬離子（Fe3+、Zn2+、Mg2+等）結合而使緩沖液受到干擾；③這類緩沖液易與Ca2+離子結合，所以樣品中有Ca2+離子時，不能用這類緩 沖液。

• 硼酸鹽緩沖液及甘氨酸緩沖液

硼酸鹽緩沖液常用的有效pH范圍 是：pH＝8.5～10.0，因而它是堿性范圍內常用的緩沖液，其優點是配制方便，只使用一種試劑，缺點是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復合物而使緩沖液受到干擾。甘氨酸緩沖液常用的pH范圍為9.5~10.1，甘氨酸本身是代謝產物，有可能會干擾部分生物反應，另 外，兩者都不具有UV 吸收能力，且不與二價正離子作用。

• Good’s緩沖液

在 1960 年代中期，N.E.Good鑒于一般的緩沖液系統并不適合生化實驗所使用，必須用人為設計和人工合成的方法來找到專門用于生命科學研究的特定的緩沖體系，這些緩沖體系們都具有以下特質： 1.pKa 在6~8 之間；  2.在水溶液中有高溶解度； 3.鹽效應很小；  4.不易被運送通過細胞膜；  5.不易受溫度、離子組成、濃度等因素影響解離度；  6.不會與金屬離子形成錯合物，或錯合物不沉淀、不干擾生物活性； 7.化學性質穩定。  Good’s緩沖液的主要優點是不參加和不干擾生 物化學反應過程，對酶化學反應等無抑制作用，所以它們專門用于細胞器和極易變性的、對pH敏感的蛋白質和酶的研究工作。其缺點是：①價格昂貴，②對測定蛋 白質含量的雙縮脲法和Lowry法不適用，因為它們會使空白管的顏色加深。