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分子生物学用缓冲液buffer

       分子生物学缓冲液是用于维持生物分子在特定pH条件下的稳定性和反应速率的一种溶液。常用的分子生物学缓冲液包括Tris缓冲液、Phosphate缓冲液、HEPES缓冲液、MES缓冲液、MOPS缓冲液等。不同的缓冲液适用于不同的实验条件和分子生物学应用。分子生物学缓冲体系是指用于分子生物学实验中的所有缓冲液的集合。分子生物学实验中经常需要使用多种缓冲液来适应不同的反应条件和实验需求。因此，一个完整的分子生物学缓冲体系应该包括不同种类的缓冲液、不同浓度的缓冲液以及相应的pH调节剂。在实验中，操作人员需要根据实验需要选择合适的缓冲液和配方来实现最佳实验效果。

 

在生化研究工作中，常常需要使用缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度。研究工作的溶液体系pH值的变化往往直接影响到研究工作的成效。如果“提取酶”实验体系的pH值变动或大幅度变动，酶活性就会下降甚至完全丧失。所以配制缓冲溶液是一个不可或缺的关键步骤。
 

缓冲溶液是无机化学及分析化学中的重要概念，缓冲溶液的pH值在一定的范围内不因稀释或外加少量的酸或碱而发生显著的变化，缓冲溶液依据共轭酸碱对及其物质的量不同而具有不同的pH值和缓冲容量。分析测试中，在络合滴定和分光光度法等许多反应里都要求溶液的pH值保持在一个范围内，以保证指示剂的变色和显色剂的显色等，这些条件都是通过加入一定量的缓冲溶液达到的，所以缓冲溶液是分析测试中经常需要的一种试剂。 采用电位滴定法测定外加酸或碱对不同配比同一种缓冲溶液的滴定曲线，不仅有助于理解缓溶液及缓冲容量的概念而且对分析测试中正确选缓冲溶液的配制方法及用量具有指导意义。
 

采用电位滴定法测定缓冲溶液的滴定曲线，选择 了常见的NH。-NH C1缓冲溶液，分别按照不同的配 比得到4种缓冲溶液，实验测定了强酸、强碱对缓冲 溶液的滴定曲线，滴定结果直观清晰，对理解缓冲容 量的概念及实践中缓冲溶液的选择有积极的意义。
 

1、组成
 

缓冲体系由

1、弱酸和它的盐（如HAc---NaAc）

2、弱碱和它的盐（NH3·H2O---NH4Cl）

3、多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐（如NaH2PO4---Na2HPO4）

的水溶液组成。
 

2、配制
 

只要知道缓冲对的PK值，和要配制的缓冲液的pH值（及要求的缓冲液总浓度），就能按公式计算[盐]和[酸]的量。这个算法涉及对数换算，较麻烦，前人为减少后人的计算麻烦，已为我们总结出pH值与缓冲液对离子用量的关系并列出了表格。只要我们知道要配制的缓冲液的pH，经查表便可计算出所用缓冲剂的比例和用量。例如配制500nmpH5.8浓度为0.1M磷酸缓冲液。

经查表知pH5.8浓度为0.2M Na2HPO48.0毫升，而0.2M Na2HPO492.0毫升。依此可推论出配制100ml0.1M的磷酸缓冲液需要0.1M Na2HPO48.0毫升，而0.1M Na2HPO4需要92.0毫升。

计算好后，按计算结果准确称好固态化学成分，放于烧杯中，加少量蒸馏水溶解，转移入50ml容量瓶，加蒸馏水至刻度，摇匀，就能得到所需的缓冲液。

各种缓冲溶液的配制，均按表格按比例混合，某些试剂，必须标定配成准确浓度才能进行，如醋酸、氢氧化钠等。另外，所有缓冲溶剂的配制计量都能从以上的算式准确获得。
 

3、PH影响
 

设缓冲系统的弱酸的电离常数为Ka（平衡常数），平衡时弱酸的浓度为[酸]，弱酸盐的浓度为[盐]，则由弱酸的电离平衡式可得下式：

[H+] = Ka {[弱酸]/[共轭碱]}

pH = pKa + lg {[共轭碱]/[弱酸]}

这就是Henderson-Hasselbach 等式。

如果[弱酸] = [共轭碱]，则

pH =pKa

根据此式可得出下列几点结论：

1 缓冲液的pH值与该酸的电离平衡常数Ka及盐和酸的浓度有关。弱酸的pKa值衡定，但酸和盐的比例不同时，就会得到不同的pH值。酸和盐浓度相等时，溶液的pH值与PKa值相同。

2 酸和盐浓度等比例增减时，溶液的pH值不变。

3 酸和盐浓度相等时，缓冲液的缓冲效率为最高，比例相差越大，缓冲效率越低，缓冲液的一般有效缓冲范围为pH=pKa+-1,pOH=pKb+-1。
 

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