解锁缓冲液HEPES在细胞培养基中的奥秘

什么时候应该在细胞培养基中使用HEPES？

HEPES（4-羟乙基哌嗪乙磺酸）是一种常用的两性离子缓冲液，在37°C下的pKa为7.3。在培养基中我们除了碳酸氢钠外，还应使用HEPES，因为重要的是要在培养基中保持足够的碳酸氢盐以达到营养目的。如果需要，HEPES可以以10mM至25mM的最终浓度添加到细胞培养基中，以提供额外的缓冲能力。较低的浓度通常不足以控制pH的波动，而较高的浓度通常是有毒的。

由于HEPES的缓冲能力与CO2浓度无关，因此当细胞培养需要在CO2之外进行长时间操作时，它是维持培养pH的理想缓冲液孵化器。HEPES缓冲介质可抵抗急剧的pH急剧变化，但不能完全阻止pH的变化。由于高含量的HEPES会引起细胞毒性，因此如果对特定细胞系或原代细胞培养物有明显毒性，则应降低这种有机缓冲液的浓度。

为什么要使用HEPES？

由于培养中细胞的生长和代谢会导致培养基的环境pH值发生剧烈变化，因此，为了维持可以稳定培养细胞的环境，有必要向其中添加适量的某些生物缓冲液。但是，市场上有如此多的生物缓冲液和替代品可用于细胞培养，为什么要使用HEPES？

通常，大多数细胞的zui佳培养环境是pH7.2-pH7.4，HEPES的缓冲范围恰好在pH6.8-pH 8.2内，这对于细胞培养是有利的。与其他缓冲液（例如PBS（磷酸盐缓冲盐水）和TRIS）相比，HEPES在维持细胞培养基的pH值方面具有更高的稳定性。这也是HEPES广泛用于细胞培养，组织培养，蛋白质纯化和提取，免疫沉淀，细胞裂解，活细胞成像和其他生物/生化研究的原因。

使用HEPES的好处有哪些？

HEPES在低温条件下作为酶的缓冲剂

通常生物缓冲剂的使用条件是室温25摄氏度，或者更高的温度（依据酶的最适pH范围），但有时候需要在低温条件下实验，有些缓冲剂受低温影响明显不宜使用。HEPES分解能力可随温度的升高而增强，随温度的降低而减弱，但与其他缓冲剂相比，它的分解常数随温度变化不大，这使HEPES缓冲液成为在低温时可较好地保持酶的结构和功能的缓冲剂。

HEPES对细胞无毒副作用

HEPES缓冲剂能较长时间控制恒定的pH范围，低浓度的HEPES对细胞无毒性作用，常用于细胞培养，比如各种细菌、真菌的培养液或病毒保存液中可以通过添加HEPES来维持细胞、细菌、病毒所需的pH环境。