In experimentellen Studien wie Biochemie und MolekularbiologieCAPS (3-Cyclohexylamine-1-Propanesulfonsäure) Pufferlösung wird aufgrund ihrer guten Puffer-Eigenschaften häufig in Experimenten wie Proteinelektrophorese und Enzymaktivitätsbestimmung verwendetIn der Praxis werden die Forscher jedoch oftmals darauf hingewiesen, "wiederholtes Einfrieren und Auftauen zu vermeiden".die chemischen Eigenschaften der CAPS-Pufferlösung, physikalische Veränderungen während des Einfrierens und Auftauchens und mögliche Auswirkungen auf die Versuchsergebnisse.
1- Eigenschaften und Wirkmechanismus der CAPS-Pufferlösung
CAPS ist ein häufig verwendeter biologischer Puffer, dessen molekulare Struktur Sulfonsäure und Amingruppen enthält.die die relative Stabilität des pH-Wertes der Lösung in einer alkalischen Umgebung durch Dissoziation und Protonation aufrechterhalten kannWenn zu der CAPS-Pufferlösung saure oder alkalische Substanzen hinzugefügt werden, binden oder freisetzen die CAPS-Moleküle entsprechend Protonen.und die Wasserstoff-Ionenkonzentration in der Lösung durch ihr eigenes Dissoziationsgleichgewicht anpassen, wodurch der pH-Wert innerhalb eines bestimmten Bereichs kontrolliert wird.
2. Physikalische Auswirkungen des wiederholten Einfrierens und Auftauchens auf die CAPS-Pufferlösung
Wenn die CAPS-Pufferlösung eingefroren wird, kristallisiert das darin enthaltene Wasser allmählich und bildet Eiskristalle.aber wächst vorzugsweise am Rande der Lösung und in Bereichen mit VerunreinigungenWenn sich die Eiskristalle weiter ausdehnen, werden die gelösten Stoffe in der Lösung in den nicht gefrorenen Bereich der Lösung gepresst, wodurch die Konzentration des gelösten Stoffes lokal ansteigt.Während des Auftauprozesses, schmelzen die Eiskristalle und das Lösungsvolumen wird wiederhergestellt, aber zu diesem Zeitpunkt ist die Verteilung der gelösten Stoffe in der Lösung nicht mehr gleichmäßig.Wiederholtes Einfrieren und Auftauen führt dazu, dass sich dieser Prozess ständig wiederholt, und das Lösungsvolumen dehnt sich häufig aus und zieht sich zusammen, wodurch die Einheitlichkeit der Lösung zerstört wird.
3Chemische Wirkungen des wiederholten Einfrierens und Auftauchens auf die CAPS-Pufferlösung
(I) Verringerte Pufferleistung
Wiederholtes Einfrieren und Auftauen kann die Struktur und Stabilität von CAPS-Molekülen zerstören.Schwankungen der Konzentration von gelösten Stoffen und mechanische Auswirkungen von Eiskristallen während des Gefrier- und Auftauprozesses können zu Abbau führenDiese Veränderungen verändern die Dissoziationsmerkmale der CAPS-Moleküle, wodurch ihre Pufferfähigkeit geschwächt oder sogar verloren geht.Wenn die Pufferleistung abnimmt, kann die CAPS-Pufferlösung bei äußeren Säure-Basenveränderungen den pH-Wert nicht wirksam aufrechterhalten, was die Versuchsergebnisse beeinträchtigt, die auf sie angewiesen sind, um eine stabile Umgebung zu schaffen.
(II) Chemische Reaktion mit anderen Bestandteilen
Bei vielen CAPS-Pufferlösungen werden weitere Komponenten hinzugefügt, wenn sie bereit sind, unterschiedliche Versuchsbedürfnisse zu erfüllen.Wiederholtes Einfrieren und Auftauen kann chemische Reaktionen zwischen diesen Bestandteilen oder zwischen CAPS-Molekülen fördernEinige temperaturempfindliche Bestandteile können sich während des Gefrier- und Auftauprozesses zersetzen und neue Verunreinigungen erzeugen.die die biologischen Moleküle im Versuchssystem beeinträchtigen und Abweichungen bei den Versuchsergebnissen verursachen können.
4 Auswirkungen des wiederholten Einfrierens und Auftauchens auf die Versuchsergebnisse
Die Verwendung von CAPS-Pufferlösungen, die wiederholt eingefroren und aufgetaut wurden, kann zu großen Fehlern in den experimentellen Ergebnissen führen.Instabile pH-Umgebungen können die Ladung und Aktivität von Proteinen beeinträchtigen, wodurch die Trennung, Reinigung und Identifizierung von Proteinen ungenau werden.Aber die Richtung des Experiments kann auch irregeführt werden.
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