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生化领域常用的几种缓冲溶液及配制方法

2019-01-07 10:07 作者:洛辰 来源:上海远慕生物试剂
     缓冲溶液一般是由溶度较大的弱碱(或弱酸)及其共轭酸(或共轭碱)组成,可通过弱酸解离平衡的移动达到消耗掉外来少量强酸、强碱,或对抗稍加稀释的作用,使溶液pH值不发生明显的变化,在科研工作、工业生产以及一切生命过程中,都是非常重要的。本文将对生化实验中常用的缓冲溶液及配制方法进行简单的介绍。
 
PB和PBS缓冲溶液
        PB和PBS是生化实验中最为常用的缓冲液,0.1mol/L的磷酸盐缓冲液(PB)常用于配制固定液、蔗糖等;0.01mol/L的磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)主要用于漂洗组织标本、稀释血清等,其pH应在7.25~7.35之间。
1.磷酸盐缓冲液(Phosphate Buffer, PB)
        配制时,常先配制0.2mol/L的 NaH2PO4和0.2mol/L的Na2HPO4,两者按一定比例混合即成0.2mol/L的磷酸盐缓冲液(PB),根据需要可配制不同浓度的PB(见表1)。
2.磷酸盐缓冲生理盐水(Phosphate Buffered Saline, PBS)
        称取NaCl 8.5~9g及0.2mol/L的PB 50mL,加入1000mL的容量瓶中,最后加重蒸水至1000mL,充分摇匀即可得到0.01mol/L的PBS。一般情况下,0.2mol/L PB的pH值稍高些,稀释成0.01mol/L的PBS时,常可达到要求的pH值,如果需要调整,通常通过调整PB的pH来实现。
表1. 0.2mol/L磷酸盐缓冲液(pH5.7~8.0)
pH
0.2mol/L NaH2PO4(mL)
0.2mol/L Na2HPO4(mL)
5.7
93.5
6.5
5.8
92.0
8.0
5.9
90.0
10.0
6.0
87.7
12.3
6.1
85.0
15.0
6.2
81.5
18.5
6.3
77.5
22.5
6.4
73.5
26.5
6.5
68.5
31.5
6.6
62.5
37.5
6.7
56.5
43.5
6.8
51.0
49.0
6.9
45.0
55.0
7.0
39.0
61.0
7.1
33.0
67.0
7.2
28.0
72.0
7.3
23.0
77.0
7.4
19.0
81.0
7.5
16.0
84.0
7.6
13.0
87.0
7.7
10.5
89.5
7.8
8.5
91.5
7.9
7.0
93.0
8.0
5.3
94.7
 
Tris缓冲溶液
        Tris缓冲液除被广泛用作核酸和蛋白质的溶剂外,还被用于不同pH条件下的蛋白质晶体生长和线虫核纤层蛋白中间纤维的形成,同时也是蛋白质电泳缓冲液的主要成分之一。
1. Tris-HCl缓冲液
        生化实验中常用的Tris-HCl缓冲液浓度为0.05mol/L,pH=7.6,主要用于配制Tris缓冲生理盐水(TBS)、DAB显色液。配制时,先以少量重蒸水(300~500mL)溶解60.57g Tris,加入HCl后,用1N的HCl或1N的NaOH将pH调至7.6,最后加重蒸水至1000mL,得储备液,于4℃冰箱中保存。用时取储备液稀释10倍即可(见表2)。
表2. 0.05mol/L Tris-HCl缓冲液(pH7.19~9.10)
pH
0.2mol/L Tris(mL)
0.2mol/L HCl(mL)
H2O
7.19
10.0
18.0
12.0
7.36
10.0
17.0
13.0
7.54
10.0
16.0
14.0
7.66
10.0
15.0
15.0
7.77
10.0
14.0
16.0
7.87
10.0
13.0
17.0
7.96
10.0
12.0 18.0
8.05
10.0
11.0 19.0
8.14
10.0
10.0 20.0
8.23
10.0
9.0 21.0
8.32
10.0
8.0 22.0
8.41
10.0
7.0 23.0
8.51
10.0
6.0 24.0
8.62
10.0
5.0 25.0
8.74
10.0
4.0 26.0
8.92
10.0
3.0 27.0
9.10
10.0
2.0 28.0
 
2. Tris缓冲生理盐水(Tris Buffered Saline,TBS)
        TBS主要用于漂洗标本,常用于免疫酶技术中。先以重蒸水少许溶解3.5~9g NaCl,再加0.5mol/L Tris-HCl缓冲液 100mL,最后加重蒸水至1000mL,充分摇匀使Tris终浓度为0.05mol/L。
3. Tris-TBS (PBS)
       常用浓度为1%和0.3%,1%Tris-TBS主要用于漂洗标本,3%Tris-TBS主要用于稀释血清。先以重蒸水少许溶解8.5~9g NaCl后,加入10mL (1%)或3mL (0.3%) Triton X-100及0.5mol/L Tris缓冲液1000mL(50mL)或(0.2mol/L的PB),最后加重蒸水至1000mL,充分摇匀。
二甲胂酸缓冲液
        先称取二甲胂酸钠(MW:214)42.8g,加蒸馏水至1000mL,获得0.2mol/L的二甲胂酸钠溶液;再取HCl 1.7mL加蒸馏水至1000mL ,配成0.1N,最后取0.2mol/L二甲胂酸钠溶液500mL及0.1N HCl 28mL混合,加蒸馏水至1000mL,即为0.1mol/L的二甲胂酸钠缓冲液。不同pH值的配制方法见表3。
表3. 0.1mol/L二甲胂酸钠缓冲液(pH5.0~7.4)
pH
0.2mol/L二甲胂酸钠(mL)
0.2N HCl(mL)
蒸馏水
5.0
25
23.5
51.5
5.2
25
22.5
52.5
5.4
25
21.5
53.5
5.6
25
19.6
55.5
5.8
25
17.4
57.5
6.0
25
14.8
60.3
6.2
25
11.9
63.1
6.4
25
9.2
65.8
6.6
25
6.7
68.3
6.8
25
4.7
70.3
7.0
25
3.2
71.8
7.2
25
2.1
72.9
7.4
25
1.4
72.9
HEPES缓冲溶液
        HEPES是一种非离子两性缓冲液,其在pH 7.2~7.4 范围内具有较好的缓冲能力,常用在生化诊断试剂盒、DNA/RNA提取试剂盒及PCR诊断试剂盒里,其最大优点是在开放式培养或细胞观察时能维持较恒定的PH值,并对细胞无毒性作用。使用终浓度为10~50mmol/L。关于HEPES 缓冲溶液的配制,根据用途,有以下几种方法:
(1)119.15 g HEPES 溶解在400mL蒸馏水中,加0.5~1M 的NaOH水溶液调节至少所需pH,然后用蒸馏水定容至500mL,得1 M HEPES, pH = 7.0,于4°C保存;
(2) HEPES 6.5g、NaCl 8.0g、Na2HPO4·7H2O 0.198g、用0.5M NaOH 水溶液调节pH值,最后定容;
(3)将1.6g NaCl、0.074g KCl、0.027g Na2HPO4·2H2O、0.2g葡聚糖和1g HEPES溶解在90mL的蒸馏水,用0.5M NaOH调节至所需pH值,再用蒸馏水定容至100mL即可。
MOPS
        MOPS Buffer,即3-吗啉丙磺酸缓冲液,属于生物缓冲剂,可作为二维凝胶电泳中等电聚焦电泳(IEF)的电解质系统成分;还可应用于Northern杂交,作为RNA的分离和转膜时的缓冲液。常用的10×MOPS Buffer配制方法如下:
(1)称量41.8 g MOPS,溶解于约700mL DEPC处理水中;
(2)使用2 N NaOH 调节pH值至7.0;
(3)向溶液中加入DEPC处理的1M NaOAC 20mL、0.5M EDTA(pH8.0) 20mL;
(4)定容至1 L,用0.45 μm 滤膜过滤除去杂质,室温避光保存。
        缓冲溶液在科研、医学、工农业中都有及其广泛的应用,研究工作的溶液体系pH值的变化往往会直接影响到研究工作的成效。在选择和配制缓冲溶液时,要(1)选择合适的缓冲系,确定pH位于缓冲范围内,并且不干扰主反应;(2)有较好的缓冲能力,使缓冲体系有较大的缓冲容量;(3)浓度合适:总浓度过低,缓冲容量过小,总浓度过高,渗透压过大。配制出合适的缓冲溶液,才能够达到预期的实验目的。
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