Buferšķīdumi ir šķidrumi uz ūdens bāzes, kas satur gan vāju skābi, gan tās konjugēto bāzi. Ķīmiskās īpašības dēļ buferšķīdumi var saglabāt pH (skābumu) gandrīz nemainīgā līmenī pat tad, ja notiek ķīmiskas izmaiņas. Buferu sistēmas rodas dabā, taču tās ir ārkārtīgi noderīgas arī ķīmijā.
Buferšķīdumu lietojumi
Organiskajās sistēmās dabiskie buferšķīdumi uztur nemainīgu pH līmeni, ļaujot bioķīmiskajām reakcijām notikt, nekaitējot organismam. Kad biologi pēta bioloģiskos procesus, viņiem jāuztur nemainīgs nemainīgs pH; lai to izdarītu, viņi izmantoja sagatavotus buferšķīdumus. Buferšķīdumi pirmo reizi tika aprakstīti 1966. gadā; šodien tiek izmantoti daudzi tie paši buferi.
Lai bioloģiskie buferi būtu noderīgi, tiem jāatbilst vairākiem kritērijiem. Konkrēti, tiem jābūt ūdenī šķīstošiem, bet nešķīstošiem organiskos šķīdinātājos. Viņiem nevajadzētu būt iespējai iziet cauri šūnu membrānām. Turklāt tiem jābūt netoksiskiem, inertiem un stabiliem visos eksperimentos, kuriem tie tiek izmantoti.
Buferšķīdumi dabiski rodas asins plazmā, tāpēc asinis uztur nemainīgu pH līmeni no 7,35 līdz 7,45. Buferšķīdumus izmanto arī:
- fermentācijas procesi
- mirstošie audumi
- ķīmiskā analīze
- pH metru kalibrēšana
- DNS ekstrakcija
Kas ir Tris buferšķīdums?
Tris saīsina tris (hidroksimetil) aminometānu - ķīmisku savienojumu, ko bieži izmanto fizioloģiskajā šķīdumā, jo tas ir izotonisks un nav toksisks. Tā kā tai ir Tris, pKa ir 8,1 un pH līmenis ir no 7 līdz 9, Tris buferšķīdumus parasti izmanto arī virknē ķīmisko analīžu un procedūru, ieskaitot DNS ekstrakciju. Ir svarīgi zināt, ka pH tris buferšķīdumā mainās līdz ar šķīduma temperatūru.
Kā sagatavot Tris buferi
Tirdzniecībā pieejamu tris buferšķīdumu ir viegli atrast, taču to ir iespējams izgatavot pats, izmantojot atbilstošu aprīkojumu.
Materiāli:
Aprēķiniet katra nepieciešamā daudzuma daudzumu, pamatojoties uz vēlamā šķīduma molāro koncentrāciju un nepieciešamo buferšķīduma daudzumu.
- tris (hidroksimetil) aminometāns
- destilēts dejonizēts ūdens
- HCl
Procedūra:
- Sākumā nosakiet, kāda koncentrācija (molaritāte) un Tris bufera daudzumu, kuru vēlaties izveidot. Piemēram, fizioloģiskajam šķīdumam izmantotais Tris buferšķīdums svārstās no 10 līdz 100 mM. Kad esat izlēmis, ko veidojat, aprēķiniet nepieciešamo Tris molu skaitu, reizinot bufera molāro koncentrāciju ar izgatavotā bufera tilpumu. (mris Tris = mol / L x L)
- Pēc tam nosakiet, cik gramu Tris tas ir, reizinot molu skaitu ar Tris molekulmasu (121,14 g / mol). gramos Tris = (moli) x (121,14 g / mol)
- Izšķīdiniet Tris destilētā dejonizētā ūdenī, 1/3 līdz 1/2 no jūsu vēlamā gala tilpuma.
- Sajauciet HCl (piemēram, 1M HCl) līdz pH metrs dod jums vēlamo pH līmeni jūsu Tris buferšķīdumam.
- Buferi atšķaida ar ūdeni, lai sasniegtu vēlamo šķīduma tilpumu.
Kad šķīdums ir pagatavots, to var vairākus mēnešus uzglabāt sterilā vietā istabas temperatūrā. Tris buferšķīduma ilgstošais glabāšanas laiks ir iespējams, jo šķīdums nesatur olbaltumvielas.