緩沖液與稀釋液

1、緩沖液緩沖液是一種能在加入少量酸或堿時(shí)抵抗pH改變的溶液。PH緩沖系統(tǒng)對(duì)維持生物的正常pH值，正常生理環(huán)境起重要作用。多數(shù)細(xì)胞僅能在很窄的pH范圍內(nèi)進(jìn)行活動(dòng)，而且需要有緩沖體系來(lái)抵抗在代謝過(guò)程中出現(xiàn)的pH變化。在生物體中有三種主要的pH緩沖體系，它們時(shí)蛋白質(zhì)、重碳酸鹽緩沖體系。每種緩沖體系所占的分量在各類細(xì)胞和器官中是不同的。在生化研究工作中，常常要用到緩沖溶液來(lái)維持實(shí)驗(yàn)體系的酸堿度。研究工作的溶液體系pH值的變化往往直接影響到我們工作

2、的成效。如果提取酶實(shí)驗(yàn)體系的pH值變化或變化過(guò)大，會(huì)使酶活性下降甚至完全失活。所以我們要學(xué)會(huì)配制緩沖溶液。由弱酸及其鹽組合一起使具有緩沖作用。生化實(shí)驗(yàn)室常常用的緩沖系主要有磷酸、檸檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tiris（三羥甲基氨基甲烷）等系統(tǒng)，在生化實(shí)驗(yàn)或研究工作中要慎重地選擇緩沖體系，因?yàn)橛袝r(shí)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素并不是緩沖液的pH值，而是緩沖液中的某種離子。如硼酸鹽、檸檬酸鹽、磷酸鹽和三羥甲基甲烷等緩沖劑都可能產(chǎn)生不需要的反應(yīng)。硼酸鹽

3、：硼酸鹽與許多化合物形成復(fù)鹽、如蔗糖。檸檬酸鹽：檸檬酸鹽離子容易與鈣結(jié)合，所以存在有鈣離子的情況下不能使用。磷酸鹽：在有些實(shí)驗(yàn)，它是酶的抑止劑或甚至是一個(gè)代謝物，重金屬易以磷酸鹽的形式從溶液中沉淀出來(lái)。而且它在pH7.5以上時(shí)緩沖能力很小。三羥甲基氨基甲烷：它可以和重金屬一起作用，但在有些系統(tǒng)中也起抑止的作用。其主要缺點(diǎn)時(shí)溫度效應(yīng)。這點(diǎn)往往被忽視，在室溫pH是7.8的Tris一緩沖液，在4℃時(shí)是8.4，在37℃時(shí)是7.4，因此，4℃配制

4、的緩沖液拿到37℃測(cè)量時(shí)，其氫離子濃度就增加了10倍。而且它在pH7.5以下，緩沖能力很差。緩沖液的pH值由哪些因素決定？設(shè)緩沖系統(tǒng)的弱酸的電離常數(shù)為K（平衡常數(shù)），平衡時(shí)弱酸的濃度為[酸]，弱酸鹽的濃度為[鹽]，則由弱酸的電離平衡式可得下式：根據(jù)此式可得出下列幾點(diǎn)結(jié)論：（1）緩沖液的pH值與該酸的電離平衡常數(shù)K及鹽和酸的濃度有關(guān)。弱酸一定，但酸和鹽的比例不同時(shí)，可以得到不同的pH值。當(dāng)酸和鹽濃度相等時(shí)，溶液的pH值與PK值相同。（2）

5、酸和鹽濃度等比例也增減時(shí)，溶液的pH值不便。（3）酸和鹽濃度相等時(shí)，緩沖液的緩沖效率為最高，比例相差越大，緩沖效率越低，一般地說(shuō)緩沖液有效緩沖范圍為PK1pH。從上述可知，只要知道緩沖對(duì)的PK值，和要配制的緩沖液的pH值（及要求的緩沖液總濃度）時(shí)，可按公式計(jì)算出[鹽]和[酸]的量。這樣算涉及到對(duì)數(shù)的換算，較麻煩，前人為減少后人的計(jì)算麻煩，經(jīng)計(jì)算已為我們總結(jié)出pH值與緩沖液對(duì)離子用量的關(guān)系列出了表格。講義附錄部分節(jié)錄有磷酸緩沖液的配制表。

6、只要我們知道要配制的緩沖液的pH，經(jīng)查表便可計(jì)算處所用緩沖劑的比例和用量。例如配制500nmpH5.8濃度為0.1M磷酸緩沖液。經(jīng)查表知pH5.8濃度為0.2MNa2HPO48.0毫升，而0.2MNa2HPO492.0毫升。依此可推論6.242.008.007.388.002.009.1810.000.006.473.007.00(3)Tris緩沖溶液緩沖溶液貯備液溶液A：0.2MTris（三羥甲基氨基甲烷）溶液B：0.2MHCl50m

7、lA＋XmlB，用蒸餾水稀釋到200mlpHX（ml）pHX（ml）7.244.28.221.97.441.48.416.57.638.48.612.27.832.58.88.18.026.89.05.0（4）磷酸鹽－檸檬酸緩沖液的配制）磷酸鹽－檸檬酸緩沖液的配制0.2MNa2HPO42H2O溶液及0.1M檸檬酸溶液，并依不同比例混合（見(jiàn)表）pHNa2HPO4（ml）檸檬酸（ml）pHNa2HPO4（ml）檸檬酸（ml）2.20.401