Hva er Biologiske Buffere?
I celler og levende organismer, er de væskene som omgir og i cellene holdes på et konstant pH. PH-verdien innenfor dette systemet er ofte avgjørende for de biokjemiske reaksjoner som finner sted inne i organismen. For å studere biologiske prosesser i laboratoriet, har forskere bruke buffere for å opprettholde den korrekte pH under eksperimentet. Mange biologiske buffere ble opprinnelig beskrevet av God og kolleger i 1966 og er fortsatt brukes i laboratorier i dag.
Hvordan Buffere Work
En buffer er rett og slett en oppløsning inneholdende en svak syre og dens korresponderende base. Når en syre blir tilsatt til bufferen, reagerer det med den korresponderende base lage en svak syre og neppe påvirker pH-verdien av oppløsningen.
Krav av en buffer
En rekke egenskaper gjør en biologisk buffer effektiv. De bør være oppløselige i vann, men ikke oppløselige eller minimalt oppløselig i organiske oppløsningsmidler. Bufferen bør ikke være i stand til å passere gjennom cellemembranen, da dette kan påvirke cellen oppførsel. Buffere bør være ikke-giftig, ikke bør absorbere UV-stråling og bør forbli inert og stabil gjennom hele forsøksprosessen. Temperatur og ionisk sammensetning bør ikke endre pH eller bufferkapasitet.
Velge En appopriate Buffer
Den valgte buffer bør ha en pKa i området optimalt for prosessen under studien. En buffer med en pKa-verdi høyere er aktuelt dersom det er sannsynlig å være en økning i pH under eksperimentet, og omvendt hvis pH er forventet å falle. Bufferkonsentrasjonen skal optimaliseres, som konsentrasjoner høyere enn 25 mM, kan ha bedre bufferkapasitet, men kan inhibere cellulære aktiviteter så som enzymer. Fremgangsmåten dikterer også som buffer til å bruke; for eksempel i elektroforese, en buffer med lav ionestyrke er hensiktsmessig for å hindre at gelmatriksen blir for varm.
Hvordan endrer pH i en buffer
Fordi pH-verdien kan endres med temperaturendringer, bør forskere teste pH i buffere ved den temperatur ved hvilken de skal utføre forsøket. Tris er et buffer spesielt utsatt for endringer i pH-verdien med temperaturen. Alle pH-meter bør kalibreres ved arbeidstemperaturen. Additiver kan også endre pH, noe som gjør retesting nødvendig. For å endre pH-verdien av en syre, vanligvis saltsyre, eller base, vanligvis natrium- eller kaliumhydroksyd, tilsettes; Dette bør skje langsomt for å forhindre inaktivering eller kjemiske endringer i buffer.
Eksempler på biologiske buffere
TE-buffer, som er 10 mM Tris-HCl og 1 mM EDTA, er hensiktsmessig på en rekke pH-verdier, for lagring av nukleinsyrer. Elektroforese er en vanlig metode for studiet av proteiner eller nukleinsyrer; denne prosessen bruker en rekke buffere, inkludert Tris-acetat-EDTA, Tris-glycin og Tris-borat-EDTA-buffer. Disse buffere hindre oppvarming av gelmatriksen, og kan inneholde tilsetningsstoffer som for eksempel urea og SDS, avhengig av undersøkelsen.