In cellule e organismi viventi, i fluidi che circondano e all'interno delle cellule sono tenute ad un pH costante. Il pH all'interno di questo sistema è spesso cruciale per le reazioni biochimiche che si verificano all'interno dell'organismo. Per studiare i processi biologici in laboratorio, gli scienziati utilizzano buffer per mantenere il pH corretto durante l'esperimento. Molti tamponi biologici sono stati originariamente descritto da buono e colleghi nel 1966 e sono ancora oggi utilizzate nei laboratori.
Come buffer di lavoro
Un buffer è semplicemente una soluzione contenente un acido debole e la sua base coniugata. Quando un acido viene aggiunto al buffer, reagisce con la base coniugata facendo un acido debole e difficilmente che influenzano il pH della soluzione.
Requisiti di un Buffer
Una serie di caratteristiche rendono un buffer biologico efficace. Dovrebbero essere solubile in acqua, ma non solubili o minimamente solubile in solventi organici. Il buffer non deve essere in grado di passare attraverso la membrana cellulare, come questo potrebbe influenzare il comportamento delle cellule. Buffer deve essere non-tossici, non dovrebbe assorbire radiazioni UV e dovrebbe rimanere inerte e stabile durante tutto il processo sperimentale. Temperatura e composizione ionica non dovrebbe alterare il pH o capacità tampone.
Selezionando un Buffer di tempestivo
Il buffer selezionato dovrebbe avere un pKa nell'intervallo ottima per il processo in fase di studio. Un buffer con una pKa superiore è opportuno, se c'è probabilmente un aumento del pH durante l'esperimento, e viceversa se il pH è previsto a cadere. Concentrazioni di buffer devono essere ottimizzate, in concentrazioni superiori a 25mM può avere capacità tampone meglio ma può inibire l'attività cellulari come gli enzimi. Il metodo determina anche quali buffer da utilizzare; ad esempio, nell'elettroforesi, un buffer con una bassa forza ionica è opportuno impedire la matrice di gel da riscaldare.
Come modificare il pH di un tampone
Perché pH può alterare con variazioni di temperatura, gli scienziati dovrebbero verificare il pH del buffer alla temperatura a cui condurranno l'esperimento. Tris è un buffer particolarmente suscettibile a variazioni nel pH con temperatura. Tutti i misuratori di pH devono essere tarati alla temperatura di esercizio. Additivi possono anche alterare il pH, rendendo necessario rianalizzare. Per modificare il pH viene aggiunto un acido, solitamente acido cloridrico, o base, solitamente sodio o idrossido di potassio, Questo dovrebbe essere fatto lentamente per prevenire inattivazione o cambiamenti chimici nel buffer.
Esempi di tamponi biologici
Buffer di TE, che è di 10 mM Tris · HCl e 1 mM EDTA, è opportuno un certo numero di valori di pH per lo stoccaggio di acidi nucleici. L'elettroforesi è un metodo comune per lo studio delle proteine o acidi nucleici; Questo processo utilizza un numero di buffer, tra cui Tris-acetato-EDTA, Tris-glicina e buffer di Tris-Borato-EDTA. Questi buffer prevenire il riscaldamento della matrice del gel e possono contenere additivi come urea e SDS, a seconda dell'inchiesta.