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HEPES(7365-45-9)和Tris(77-86-1)缓冲体系有哪些不同?

2017-8-23
        在生物化学实验中,缓冲溶液起着不可或缺的作用,它能够抵制外界少量强酸和强碱的影响,为体系维持最贴近生理环境的pH值。HEPES缓冲液和Tris缓冲液都是生物实验中常用的缓冲液,而很多人常常会有疑惑:二者之间有哪些不同呢?本文将进行对比总结。
简介及应用
        HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸):是一种两性离子生物缓冲剂,属于Good’s缓冲液,有效缓冲范围6.8~8.2,可广泛应用于多种生物化学反应,并在某些细胞培养基中用作缓冲试剂。其使用终浓度为10~50mmol/L,一般培养液内含20mmol/L即可达到缓冲能力。此外,由于无细胞毒性,HEPES缓冲液常用于细胞器和极易变性的、对pH敏感的蛋白质和酶的研究工作,以及生化诊断试剂盒、DNA/RNA提取试剂盒及PCR诊断试剂盒里。
        Tris缓冲液:三羟甲基氨基甲烷(Tris)为弱碱性,在25°C下pKa为8.1,其缓冲液的有效缓冲范围在pH7.0~9.2之间,在生物化学实验中常用的pH值为6.8、7.4、8.0、8.8。常在电泳和凝胶实验中起缓冲作用,并被广泛用作核酸和蛋白质的溶剂,还可用于线虫的中间纤维的形成。其衍生的TE、TAE、TBE等缓冲液,常用于DNA的稳定、存储以及提取。
两种缓冲液的特征
        HEPES缓冲液,甚至所有Good’s缓冲液都具有以下特征:
  • pKa值介于6.0和8.0之间;
  • 在水中具有高溶解度;
  • 具有膜不透性,不易穿透生物膜;
  • 对生化反应影响有限,可耐化学作用和酶解作用,且不与金属离子生成复合物或沉淀;
  • 有极低的可见光和紫外光吸收;
  • 离子浓度、溶液组成和温度对解离的影响小;
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         Tris缓冲溶液具有以下特点:
  • 本身呈碱性,只用Tris-HCl缓冲体系即可配制pH范围由酸性到碱性的缓冲液,并且可以与其他物质组成多种缓冲体系,如TE、TBS、TAE、TBE等衍生缓冲液;
  • 对生物化学过程干扰很小,不与钙、镁离子及重金属离子发生沉淀;
  • 受溶液浓度影响大,稀释十倍,pH值变化大于0.1;
  • 受环境影响较大,一般来说,温度每升高一度,pH值下降0.03;易吸收空气中的CO2
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 缓冲液配制方法
        HEPES缓冲溶液的配制,根据用途,一种是单纯的HEPES+NaOH,另一种是HEPES+盐:
HEPES+NaOH (500mL):119.15g 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;
HEPES+盐(500mL):HEPES 6.5g、NaCl 8.0g、Na2HPO4·7H2O 0.198g、用0.5M NaOH 水溶液调节pH值,定容至500mL。
        Tris-HCl缓冲液的配制有两种方法:
一、分别配制0.05mol/L Tris和0.05mol/L HCl溶液,然后按常用表中所列体积混合即可。由于标准浓度的稀盐酸不易配制,所以常用第二种方法;
二、以配置1L 0.1mol/L的Tris-HCl缓冲液为例:称12.11g Tris碱溶于950mL~970mL去离子水中,边搅拌边滴加4N HCl,用pH计测定溶液pH值至所需的pH值,然后再加水补足到1L。
        综上所述,HEPES和Tris缓冲液在缓冲范围、应用领域、以及特征和配制方法上都有一定的差别,在具体实验中,需要对实验条件进行仔细分析,以选择最合适的缓冲体系。另外,需要注意的是,在离子交换层析时,如用阳离子交换柱,要避免使用带正电的Tris缓冲液,而HEPES属于两性离子缓冲液,阴阳两种离子交换层析都适用。
相关链接:三羟甲基氨基甲烷(Tris)
                
4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑