Буферы товаров - Goods buffers

Буферы Гуда (также Хорошие буферы) двадцать буферные агенты за биохимический и биологический исследование выбрано и описано Норман Гуд и коллеги в 1966–1980 гг.^[1]^[2]^[3] Большинство буферов были новыми цвиттерионный составы, приготовленные и испытанные Гудом и сотрудниками впервые, хотя некоторые (МЧС, ADA, BES, Бицина ) были известными соединениями, ранее не замеченными биологами. До работы Гуда биологам было доступно несколько буферов с ионами водорода между pH 6 и 8, и часто использовались очень неподходящие, токсичные, реактивные и неэффективные буферы. Многие буферы Гуда стали и остаются важнейшими инструментами в современных биологических лабораториях.

Критерий отбора

Гуд стремился определить буферные соединения, которые отвечали нескольким критериям, которые могут иметь значение для биологических исследований.

$п K а$ : Потому что большинство биологических реакций происходят почти нейтрально. pH между 6 и 8 идеальные буферы будут иметь $п K а$ значения в этой области, чтобы обеспечить там максимальную емкость буферизации.
Растворимость: для простоты обращения и поскольку биологические системы находятся в водных системах, требовалась хорошая растворимость в воде. Низкая растворимость в неполярный Растворители (жиры, масла и органические растворители) также считались полезными, так как это может предотвратить накопление буферного соединения в неполярных отсеках биологических систем: клеточные мембраны и другие клеточные отсеки.
Мембранная непроницаемость: в идеале буфер не будет легко проходить через клеточные мембраны, это также уменьшит накопление буферного соединения внутри клетки.
Минимальные солевые эффекты: высокоионные буферы могут вызывать проблемы или осложнения в некоторых биологических системах.
Влияние на диссоциацию: должно быть минимальное влияние концентрации буфера, температуры и ионного состава среды на диссоциацию буфера.
Нормальное взаимодействие катионов: если буферы образуются комплексы с катионный лиганды, образующиеся комплексы должны оставаться растворимыми. В идеале по крайней мере некоторые из буферных соединений не образуют комплексов.
Стабильность: буферы должны быть химически стабильными, стойкими ферментативный и неферментативное разложение.
Биохимическая инертность: буферы не должны влиять на биохимические реакции или участвовать в них.
Оптическое поглощение: буферы не должны поглощать видимые или ультрафиолетовый свет на длинах волн более 230 нм чтобы не мешать обычно используемым спектрофотометрический анализы.
Легкость приготовления: буферы должны быть легко приготовлены и очищены из недорогих материалов.

Список буферов Гуда

В следующей таблице представлены $п K а$ значения при 20 ° C. Значения изменяются на ок. 0,01 на градус температуры. ^[1]^[3] В оригинальной статье Гуда 1966 года было два старых буфера (отмечены курсив) для сравнения. В 1972 году Гуд опубликовал второй список с еще тремя отмеченными буферами, а в 1980 году были добавлены еще пять.

Буфер	$п K а$	Дата добавления
МЧС	6.15	1966
Бис-трис-метан	6.60
ADA	6.62	1966
Бис-трис пропан	6.80
ТРУБЫ	6.82	1966
ACES	6.88	1966
MOPSO	6.95	1980
Холамин хлорид	7.10	1966
MOPS	7.15	1972
BES	7.17	1966
TES	7.5	1966
HEPES	7.55	1966
АЛКАШ	7.6	1980
МОБЫ	7.6
Ацетамидоглицин	7.7	1966
ТАПСО	7.6	1980
ЧАЙ	7.8
POPSO	7.85	1980
HEPPSO	7.9	1980
EPS	8.0
HEPPS	8.1	1972
Трицин	8.15	1966
Трис	8.2	1966
Глицинамид	8.2	1966
Глицилглицин	8.2	1966
HEPBS	8.3
Бицина	8.35	1966
ОТВЕРСТИЯ	8.55	1972
AMPB	8.8
CHES	9.3
КАПСО	9.6
AMP	9.7
ШАПКИ	10.4
КАБИНЫ	10.7

Все буферные агенты выполняют свою функцию, потому что они содержат кислотную группу (ацетат, фосфат, сульфонат ...) или основную группу (амино, пиридил ...). Следствием этого является то, что они могут образовывать комплексы с биологически важными ионами Na⁺, К⁺, Mg²⁺ и Ca²⁺ и может конкурировать за ион металла, содержащийся в металлопротеин. на самом деле, Гуд заявил, что «возможно, поиск универсальной биологической инертности тщетен».

Буферы, содержащие пиперазин (ТРУБЫ, HEPES, POPSO и EPPS ) может образовывать радикалы, и этого следует избегать при изучении окислительно-восстановительных процессов в биохимии.^[4]^[5]

Трицин является фотоокисленный к флавины, а значит, снижает активность флавон ферменты при дневном свете. Свободные кислоты ADA, POPSO и PIPES плохо растворимы в воде, но они хорошо растворимы в виде мононатриевых солей. ADA поглощает УФ-свет ниже 260 нм, а ACES поглощает его при 230 нм и ниже.

С годами $п K а s$ и другие термодинамические значения многих буферов Гуда были тщательно исследованы и переоценены.^[6]В целом Норман Гуд и его сотрудники привлекли внимание научного сообщества к возможности и преимуществам использования цвиттерионный буферы в биологических исследованиях. С тех пор другие цвиттерионные соединения, включая AMPSO, CABS, CHES, CAPS и CAPSO, были исследованы на предмет использования в биологическом контексте.

Смотрите также

Буферный раствор

Рекомендации

^ ^а ^б Хорошо, Норман Э .; Уингет, Дж. Дуглас; Зима, Вильгельмина; Коннолли, Томас Н .; Идзава, Сэйкичи; Сингх, Райзада М. М. (1966). «Буферы с ионами водорода для биологических исследований». Биохимия. 5 (2): 467–477. Дои:10.1021 / bi00866a011. PMID 5942950.
^ Хорошо, Норман Э .; Идзава, Сэйкичи (1972). «Буферы для ионов водорода». Методы Энзимол. 24: 53–68. Дои:10.1016 / 0076-6879 (72) 24054-х. PMID 4206745.
^ ^а ^б Ferguson, W. J .; Брауншвейгер, К. I .; Брауншвейгер, W. R .; Smith, J. R .; McCormick, J. J .; Wasmann, C.C .; Jarvis, N.P .; Bell, D. H .; Хорошо, Н. Э. (1980). «Буферы с ионами водорода для биологических исследований». Анальный. Биохим. 104 (2): 300–310. Дои:10.1016/0003-2697(80)90079-2. PMID 7446957.
^ Grady, J. K .; Chasteen, N.D .; Харрис, Д. К. (1988). "Радикалы из" буферов "Гуда. Анальный. Биохим. 173 (1): 111–115. Дои:10.1016/0003-2697(88)90167-4. PMID 2847586.
^ Кирш, М .; Ломоносова, Е.Е .; Korth, H.-G .; Sustmann, R .; де Гроот, Х. (1998). «Образование пероксида водорода в результате реакции пероксинитрита с HEPES и родственными третичными аминами. Значение для общего механизма». J. Biol. Chem. 273 (21): 12716–12724. Дои:10.1074 / jbc.273.21.12716. PMID 9582295.
^ Goldberg, R .; Кишор, Н .; Леннен, Р. (2002). «Термодинамические величины для реакций ионизации буферов» (PDF). J. Phys. Chem. Ref. Данные. 31 (2): 231–370. Bibcode:2002JPCRD..31..231G. Дои:10.1063/1.1416902. Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-10-06.

[G1-1] а ^б Хорошо, Норман Э .; Уингет, Дж. Дуглас; Зима, Вильгельмина; Коннолли, Томас Н .; Идзава, Сэйкичи; Сингх, Райзада М. М. (1966). «Буферы с ионами водорода для биологических исследований». Биохимия. 5 (2): 467–477. Дои:10.1021 / bi00866a011. PMID 5942950.

[2] Хорошо, Норман Э .; Идзава, Сэйкичи (1972). «Буферы для ионов водорода». Методы Энзимол. 24: 53–68. Дои:10.1016 / 0076-6879 (72) 24054-х. PMID 4206745.

[G2-3] а ^б Ferguson, W. J .; Брауншвейгер, К. I .; Брауншвейгер, W. R .; Smith, J. R .; McCormick, J. J .; Wasmann, C.C .; Jarvis, N.P .; Bell, D. H .; Хорошо, Н. Э. (1980). «Буферы с ионами водорода для биологических исследований». Анальный. Биохим. 104 (2): 300–310. Дои:10.1016/0003-2697(80)90079-2. PMID 7446957.

[4] Grady, J. K .; Chasteen, N.D .; Харрис, Д. К. (1988). "Радикалы из" буферов "Гуда. Анальный. Биохим. 173 (1): 111–115. Дои:10.1016/0003-2697(88)90167-4. PMID 2847586.

[5] Кирш, М .; Ломоносова, Е.Е .; Korth, H.-G .; Sustmann, R .; де Гроот, Х. (1998). «Образование пероксида водорода в результате реакции пероксинитрита с HEPES и родственными третичными аминами. Значение для общего механизма». J. Biol. Chem. 273 (21): 12716–12724. Дои:10.1074 / jbc.273.21.12716. PMID 9582295.

[6] Goldberg, R .; Кишор, Н .; Леннен, Р. (2002). «Термодинамические величины для реакций ионизации буферов» (PDF). J. Phys. Chem. Ref. Данные. 31 (2): 231–370. Bibcode:2002JPCRD..31..231G. Дои:10.1063/1.1416902. Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-10-06.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]