Περιεχόμενο
- Πώς λειτουργούν τα ρυθμιστικά
- Απαιτήσεις ενός μπουτόν
- Επιλέγοντας ένα προσωρινό buffer
- Πώς να αλλάξετε το pH ενός ρυθμιστικού
- Παραδείγματα βιολογικών ρυθμιστικών
Στα κύτταρα και τους ζωντανούς οργανισμούς, τα υγρά που περιβάλλουν και μέσα στα κύτταρα διατηρούνται σε σταθερό pH. Το ρΗ εντός αυτού του συστήματος είναι συχνά σημαντικό για τις βιοχημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στον οργανισμό. Για να μελετήσουν τις βιολογικές διεργασίες στο εργαστήριο, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ρυθμιστικά διαλύματα για να διατηρούν το σωστό pH κατά τη διάρκεια του πειράματος. Πολλά βιολογικά αποθέματα περιγράφηκαν αρχικά από τους Good και συνεργάτες το 1966 και χρησιμοποιούνται ακόμα σε εργαστήρια σήμερα.
Πώς λειτουργούν τα ρυθμιστικά
Ένα ρυθμιστικό διάλυμα είναι απλώς ένα διάλυμα που περιέχει ένα ασθενές οξύ και τη συζευγμένη βάση του. Όταν ένα οξύ προστίθεται στο ρυθμιστικό, αντιδρά με τη συζευγμένη βάση κάνοντας ένα ασθενές οξύ και επηρεάζοντας ελάχιστα το ρΗ του διαλύματος.
Απαιτήσεις ενός μπουτόν
Ορισμένα χαρακτηριστικά καθιστούν ένα βιολογικό ρυθμιστικό αποτελεσματικό. Θα πρέπει να είναι διαλυτά στο νερό, αλλά όχι διαλυτά ή ελάχιστα διαλυτά σε οργανικούς διαλύτες. Το ρυθμιστικό διάλυμα δεν πρέπει να μπορεί να διέλθει από τη μεμβράνη κυττάρων, καθώς αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει τη συμπεριφορά των κυττάρων. Τα ρυθμιστικά διαλύματα πρέπει να είναι μη τοξικά, να μην απορροφούν την ακτινοβολία UV και να παραμένουν αδρανή και σταθερά καθ 'όλη τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας. Η θερμοκρασία και η ιοντική σύνθεση δεν πρέπει να μεταβάλλουν το pH ή την ικανότητα ρύθμισης.
Επιλέγοντας ένα προσωρινό buffer
Το επιλεγμένο ρυθμιστικό διάλυμα θα πρέπει να έχει pKa στο βέλτιστο εύρος για τη διεργασία που εξετάζεται. Ένα ρυθμιστικό διάλυμα με υψηλότερο ρΚα είναι κατάλληλο αν υπάρχει πιθανότητα αύξησης του pH κατά τη διάρκεια του πειράματος και αντίστροφα εάν το ρΗ αναμένεται να μειωθεί. Οι συγκεντρώσεις του ρυθμιστικού διαλύματος πρέπει να βελτιστοποιηθούν, καθώς οι συγκεντρώσεις μεγαλύτερες από 25mM μπορεί να έχουν καλύτερη ρυθμιστική ικανότητα, αλλά μπορούν να παρεμποδίσουν τις κυτταρικές δραστηριότητες όπως τα ένζυμα. Η μέθοδος καθορίζει επίσης ποιο buffer θα χρησιμοποιηθεί. για παράδειγμα, στην ηλεκτροφόρηση, ένα ρυθμιστικό διάλυμα με χαμηλή ιοντική ισχύ είναι κατάλληλο για την πρόληψη της θέρμανσης της μήτρας γέλης.
Πώς να αλλάξετε το pH ενός ρυθμιστικού
Επειδή το pH μπορεί να μεταβληθεί με μεταβολές θερμοκρασίας, οι επιστήμονες θα πρέπει να ελέγξουν το pH των ρυθμιστικών σε θερμοκρασία στην οποία θα διεξαγάγουν το πείραμα. Το Tris είναι ένα ρυθμιστικό διάλυμα ιδιαίτερα επιδεκτικό σε αλλαγή του ρΗ με τη θερμοκρασία. Όλοι οι μετρητές pH πρέπει να βαθμονομηθούν στη θερμοκρασία λειτουργίας. Τα πρόσθετα μπορούν επίσης να μεταβάλλουν το pH, καθιστώντας απαραίτητη τη νέα δοκιμή. Για να μεταβάλλεται το ρΗ, προστίθεται οξύ, συνήθως υδροχλωρικό οξύ ή βάση, συνήθως υδροξείδιο νατρίου ή καλίου. αυτό πρέπει να γίνει αργά για να αποφευχθεί η απενεργοποίηση ή οι χημικές αλλαγές στο ρυθμιστικό.
Παραδείγματα βιολογικών ρυθμιστικών
Το ρυθμιστικό ΤΕ, το οποίο είναι 10 mM Tris-HCl και 1 mM EDTA, είναι κατάλληλο σε αριθμό τιμών ρΗ για την αποθήκευση νουκλεϊνικών οξέων. Η ηλεκτροφόρηση είναι μια κοινή μέθοδος για τη μελέτη πρωτεϊνών ή νουκλεϊνικών οξέων. αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί έναν αριθμό ρυθμιστικών διαλυμάτων, συμπεριλαμβανομένων των ρυθμιστικών διαλύματος Τπδ-οξικό-ΕϋΤΑ, Τπδ-γλυκίνη και Τπδ-βορικό-ΕϋΤΑ. Αυτά τα ρυθμιστικά παρεμποδίζουν τη θέρμανση της μήτρας πηκτής και μπορούν να περιέχουν πρόσθετα όπως ουρία και SDS, ανάλογα με την έρευνα.