Conţinut
- Cum funcționează tampoanele
- Cerințele unui tampon
- Selectarea unui tampon de aplicație
- Cum se poate modifica pH-ul unui tampon
- Exemple de tampoane biologice
În celule și organisme vii, fluidele din jur și din interiorul celulelor sunt păstrate la un pH constant. PH-ul din acest sistem este adesea crucial pentru reacțiile biochimice care apar în interiorul organismului. Pentru a studia procesele biologice în laborator, oamenii de știință folosesc tampoane pentru a menține pH-ul corect în timpul experimentului. Multe tampoane biologice au fost descrise inițial de Good și colegi în 1966 și sunt încă utilizate în laboratoare astăzi.
Cum funcționează tampoanele
Un tampon este pur și simplu o soluție care conține un acid slab și baza sa conjugată. Când se adaugă un acid în tampon, acesta reacționează cu baza conjugată făcând un acid slab și afectând cu greu pH-ul soluției.
Cerințele unui tampon
O serie de caracteristici fac eficient un tampon biologic. Ele trebuie să fie solubile în apă, dar nu solubile sau minim solubile în solvenți organici. Tamponul nu ar trebui să poată trece prin membrana celulară, deoarece acest lucru ar putea afecta comportamentul celulei. Tampoanele trebuie să fie non-toxice, nu ar trebui să absoarbă radiațiile UV și ar trebui să rămână inerte și stabile pe tot parcursul procesului experimental. Temperatura și compoziția ionică nu ar trebui să modifice pH-ul sau capacitatea de tamponare.
Selectarea unui tampon de aplicație
Tamponul ales ar trebui să aibă un pKa în intervalul optim pentru procesul studiat. Un tampon cu pKa mai mare este adecvat dacă este probabil să existe o creștere a pH-ului în timpul experimentului și invers dacă se preconizează că scade pH-ul. Concentrațiile tampon trebuie optimizate, deoarece concentrațiile mai mari de 25 mM pot avea o capacitate mai bună de tamponare, dar pot inhiba activitățile celulare, cum ar fi enzimele. Metoda dictează, de asemenea, ce tampon să folosească; de exemplu, în electroforeză, un tampon cu o rezistență ionică scăzută este adecvat pentru a împiedica matricea de gel să se încălzească.
Cum se poate modifica pH-ul unui tampon
Deoarece pH-ul se poate modifica cu modificările de temperatură, oamenii de știință ar trebui să testeze pH-ul tampoanelor la temperatura la care vor conduce experimentul. Tris este un tampon în special susceptibil la modificarea pH-ului cu temperatura. Toți apometrele trebuie calibrate la temperatura de lucru. Aditivii pot modifica de asemenea pH-ul, făcând testarea necesară. Pentru a modifica pH-ul, se adaugă un acid, de obicei acid clorhidric, sau bază, de obicei hidroxid de sodiu sau de potasiu; acest lucru trebuie făcut lent pentru a preveni inactivarea sau modificările chimice ale tamponului.
Exemple de tampoane biologice
Tampon TE, care este 10 mM Tris · HCl și 1 mM EDTA, este adecvat la un număr de valori de pH pentru stocarea acizilor nucleici. Electroforeza este o metodă comună pentru studiul proteinelor sau acizilor nucleici; acest proces folosește o serie de tampoane, inclusiv tampoane Tris-acetat-EDTA, Tris-glicină și Tris-borat-EDTA. Aceste substanțe tampon împiedică încălzirea matricei de gel și pot conține aditivi precum uree și SDS, în funcție de anchetă.