Bei biochemischen Experimenten und Zellkulturen ist die Auswahl des geeigneten Puffers einer der wichtigsten Schritte, um die Genauigkeit und Stabilität des Experiments zu gewährleisten.N'-bis ((2-Ethansulfonsäure)) und HEPES (4- ((2-Hydroxyethyl)-1-Piperazinetansulfonsäure) sind zwei häufig verwendete PufferObwohl sie alle eine wichtige Rolle bei der Anpassung des pH-Wertes von Lösungen spielen, unterscheiden sich ihre Eigenschaften, Anwendungsszenarien und Vorsichtsmaßnahmen sehr.Im Folgenden wird eine detaillierte Analyse der wesentlichen Unterschiede zwischen PIPES und HEPES vorgelegt, um wissenschaftlichen Forschern und Labortechnikern zu helfen, diese beiden Puffer korrekt auszuwählen und zu verwenden..
一Chemische Eigenschaften und Löslichkeit von PIPES und HEPES
1. HEPES
(1) Chemische Eigenschaften: HEPES ist ein zwitterionischer Puffer, der in seiner molekularen Struktur Aminosäure- und Sulfonsäuregruppen enthält.Dies ermöglicht es, Veränderungen der Wasserstoff-Ionenkonzentration über einen weiten pH-Bereich hinweg zu puffern (6.8-8.2) und beibehalten die Stabilität des pH-Wertes der Lösung.
(2) Löslichkeit: HEPES ist sehr wasserlöslich, so dass es in verschiedenen biochemischen Versuchssystemen ohne zusätzliche Lösungsschritte leicht verwendet werden kann.
2. PIPE
(1) Chemische Eigenschaften: PIPES ist auch ein idealer Puffer mit einem etwas engeren pH-Pufferbereich als HEPES bei 6,1-7.5Der Piperazinring und die Sulfonsäuregruppen in seiner molekularen Struktur verleihen ihm die Fähigkeit, den pH-Wert unter bestimmten Bedingungen zu puffern.
(2) Löslichkeit: Im Gegensatz zu HEPES ist PIPES selbst unlöslich in Wasser, aber löslich in NaOH-Wasserlösung.und seine Löslichkeitseigenschaften müssen in tatsächlichen Experimenten berücksichtigt werden.
2- Anwendungsszenarien und funktionelle Unterschiede zwischen PIPES und HEPES
1Anwendung von HEPES
(1) Zellkultur: HEPES wird in Zellkulturmedien verschiedener Arten von Organismen weit verbreitet, da es für Zellen nicht toxisch ist und die normalen biochemischen Reaktionen nicht beeinträchtigt.Vor allem in Versuchssystemen, bei denen eine lange Zeit erforderlich ist, um einen stabilen pH-Wert zu erhalten..
(2) Protein- und Enzymforschung: Bei der Stabilitätsforschung von Proteinen wird HEPES häufig als Puffer verwendet, da es den pH-Wert der Lösung lange Zeit konstant halten kann.der für die Aufrechterhaltung der Proteinstruktur und -funktion von Vorteil istGleichzeitig wird es auch bei der Erforschung hochflüchtiger und pH-empfindlicher Proteine und Enzyme eingesetzt.
(3) Molekularbiologie: Bei der DNA/RNA-Extraktion, PCR-Diagnosekits und biochemischen Diagnosekits ist HEPES eine wichtige Pufferkomponente, um die Stabilität des pH-Wertes während des Experiments zu gewährleisten.
2Anwendung von PIPES
(1) Proteinreinigung: PIPES hat spezielle Anwendungen im Bereich der Proteinreinigung.wie die Reinigung von Tubulin mit Phosphocellulosechromatographie und die Reinigung der rekombinanten GTP-bindenden Proteine ARF1 und ARF2 durch GelfiltrationDie Eigenschaft, dass es mit den meisten Metallionen keine stabilen Komplexe bildet, macht es gut in Lösungssystemen mit Metallionen.
(2) Chromatographische Analyse: Bei der Kationenaustauschchromatographie wird PIPES häufig als Bestandteil eines Bindungspuffers oder Eluents verwendet.Die Konzentration muss jedoch streng kontrolliert werden, um Versuchsfehler zu vermeiden, die durch übermäßige Ionenstärke oder Veränderungen des pKa-Wertes verursacht werden..
(3) Spezifische biochemische Versuche: Obwohl der Anwendungsbereich von PIPES relativ begrenzt ist, spielt er in bestimmten spezifischen Versuchen eine unersetzliche Rolle als Puffer.wie z. B. Calciumphosphat- und DNA-Verschlagungssystem, AFM und Elektroporationsversuche.
III. Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von PIPES- und HEPES-Puffern
1Vorsichtsmaßnahmen für HEPES
(1) Interferenz: Obwohl HEPES in den meisten Fällen keine biochemischen Prozesse beeinträchtigt, beeinträchtigt es die Reaktion zwischen DNA und Restriktionsenzymen.Es ist daher nicht für Experimente geeignet, bei denen eine genaue Kontrolle des DNA-Enzymschnitts erforderlich ist.Gleichzeitig ist es für die Bestimmung des Proteingehalts mit der Lowry-Methode nicht geeignet, was die Genauigkeit der Bestimmungsergebnisse beeinträchtigen kann.
(2) Konzentrationswahl: Bei Verwendung von HEPES sollte die geeignete Konzentration entsprechend den Versuchsanforderungen ausgewählt werden.Das Kulturmedium enthält häufig 20 mmol/L HEPES, um eine ausreichende Pufferkapazität zu erreichen..
2. Vorsichtsmaßnahmen für PIPES
(1) Löslichkeit: Vor der Verwendung von PIPES ist sicherzustellen, dass es vollständig in der NaOH-Wasserlösung gelöst ist, um Störungen durch nicht gelöste Partikel im Experiment zu vermeiden.
(2) Bildung freier Radikale: PIPES kann freie Radikale bilden, daher ist es nicht geeignet für Experimente, bei denen Redoxreaktionen vermieden werden müssen.
(3) Konzentrationsabhängigkeit: Der pKa-Wert von PIPES hängt von der Konzentration ab und seine Ionenstärke ist relativ hoch.Besondere Aufmerksamkeit sollte der Auswahl und Kontrolle der Konzentration gewidmet werden..
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