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生物缓冲剂有很多类型,常用的如Tris、Bicine、磷酸盐缓冲液等,在选择缓冲剂的时候通常主要考虑的就是缓冲液的pH缓冲范围和是否对实验体系产生干扰,其离子强度虽然影响不大,但这一些特定实验中还是不容忽视的。
严格来说同一种缓冲剂的离子强度不是固定的,与特定温度压强下的解离常数是定值不一样,离子强度受缓冲液的浓度以及缓冲比的影响。比如Bicine缓冲剂,其离子强度受溶液中Bicine的浓度以及解离的部分与完整分子的比值共同影响。但是通常使用的,不同缓冲剂的离子强度是有明显差距的。
缓冲剂离子强度比较:
比较常见的就是三羟甲基氨基甲烷Tris,它是弱电解质,Tris缓冲液中是由氨基结合水中的氢电离出氢氧根离子,体系中不含金属阳离子,电离程度低,会对着体系pH的改变而改变解离平衡。而HEPES缓冲液除了电离出氢离子还加入了强电解质氢氧化钠,所以相同条件下Tris缓冲液比HEPES缓冲液离子强度低。
同样地,Tris体系中的其它缓冲剂,如Bis-Tris,Bis-Tris丙烷等也属于离子强度相对较低的缓冲剂。
同条件下如果都是Tris的缓冲体系,如Tris-HCl缓冲液、Tris醋酸缓冲液或Tris甘氨酸缓冲液,由于盐酸是强电解质,醋酸或甘氨酸是弱电解质,所以Tris醋酸和Tris甘氨酸比Tris盐酸离子强度更低,适合要求更高更精密的生物学实验。
相比于Tris缓冲液,磷酸盐缓冲液通常离子强度就比较大,所以现在很多生物学实验都用Tris系列的缓冲液代替了磷酸盐缓冲液。当然Tris的应用增加也不全是离子强度的原因,在核酸电泳缓冲液中使用Tris醋酸缓冲液的同时,还会添加氯化钠,增加了离子强度和导电率,加快电泳速度。
其实计算缓冲溶液离子强度计算挺繁琐的,大致了解缓冲液离子强度大小即可,如果实验需要配制特定离子强度的缓冲液,可以用网站或软件上的计算工具,采购缓冲剂原料可以找像德晟这样的生产厂家。