Innhold
- Hvordan buffere fungerer
- Krav til en buffer
- Velge en passende buffer
- Hvordan endre pH i en buffer
- Eksempler på biologiske buffere
I celler og levende organismer holdes væskene som omgir og inne i cellene ved en konstant pH. PH i dette systemet er ofte avgjørende for de biokjemiske reaksjonene som oppstår i organismen. For å studere biologiske prosesser i laboratoriet bruker forskere buffere for å opprettholde riktig pH under eksperimentet. Mange biologiske buffere ble opprinnelig beskrevet av Good og kolleger i 1966 og brukes fremdeles i laboratorier i dag.
Hvordan buffere fungerer
En buffer er ganske enkelt en løsning som inneholder en svak syre og dens konjugatbase. Når en syre tilsettes bufferen, reagerer den med konjugatbasen og danner en svak syre og påvirker neppe pH i løsningen.
Krav til en buffer
En rekke egenskaper gjør en biologisk buffer effektiv. De skal være løselige i vann, men ikke oppløselige eller minimalt oppløselige i organiske løsningsmidler. Bufferen skal ikke kunne passere gjennom cellemembranen, da dette kan påvirke celleoppførselen. Buffere skal være ikke-giftige, skal ikke absorbere UV-stråling og skal forbli inerte og stabile under hele eksperimentprosessen. Temperatur og ionisk sammensetning skal ikke endre pH eller bufferkapasitet.
Velge en passende buffer
Den valgte bufferen skal ha en pKa i området som er optimalt for prosessen som studeres. En buffer med høyere pKa er passende hvis det sannsynligvis vil være en økning i pH under forsøket, og omvendt hvis pH forventes å falle. Bufferkonsentrasjoner bør optimaliseres, da konsentrasjoner høyere enn 25 mM kan ha bedre bufferkapasitet, men kan hemme cellulære aktiviteter som enzymer. Metoden dikterer også hvilken buffer som skal brukes; for eksempel ved elektroforese er en buffer med lav ionestyrke passende for å forhindre gelmatrisen fra å varme opp.
Hvordan endre pH i en buffer
Fordi pH kan endre seg med temperaturendringer, bør forskere teste bufferenes pH ved temperaturen der de vil utføre eksperimentet. Tris er en buffer som er spesielt utsatt for endring i pH med temperatur. Alle pH-målere skal kalibreres ved arbeidstemperatur. Tilsetningsstoffer kan også endre pH, noe som gjør omprøving nødvendig. For å endre pH tilsettes en syre, vanligvis saltsyre eller base, vanligvis natrium- eller kaliumhydroksyd; dette bør gjøres sakte for å forhindre inaktivering eller kjemiske endringer i bufferen.
Eksempler på biologiske buffere
TE-buffer, som er 10 mM Tris · HCl og 1 mM EDTA, er passende ved et antall pH-verdier for lagring av nukleinsyrer. Elektroforese er en vanlig metode for studier av proteiner eller nukleinsyrer; denne prosessen bruker en rekke buffere, inkludert Tris-acetat-EDTA, Tris-glycin og Tris-borate-EDTA buffere. Disse bufferne forhindrer oppvarming av gelmatrisen og kan inneholde tilsetningsstoffer som urea og SDS, avhengig av undersøkelsen.