实验方案(Protocols)
CHES缓冲液制备与使用规程 | pH 8.6–10
CHES缓冲液制备与使用规程 | pH 8.6–10
CHES是一种两性离子Good缓冲液,广泛用于生化研究,可在pH 8.6–10.0的碱性范围内维持稳定的pH环境。
- 化学名称
- 2-(环己氨基)乙磺酸
- CAS号
- 103-47-9
- 有效pH范围
- 8.6 – 10.0
- pKa(25 °C)
- ~9.3
- 分子量
- 207.29 g/mol
- 离子干扰
- 不螯合二价金属离子;在260/280 nm处紫外吸收极低
材料与试剂
实验开始前,请准备以下材料:
- CHES(C110897)——阿拉丁科学,纯度≥99%
- 高纯度(18.2 MΩ·cm)去离子水
- 1 M NaOH溶液(用于pH调节)
- 1 M HCl溶液(如需pH修正)
- 经过校准的pH计(电极适用于碱性范围)
- 分析天平(读数精度±0.1 mg)
- 容量瓶(100 mL或1 L,视需要选择)
- 磁力搅拌器及搅拌子
- 0.22 µm滤膜(如需无菌过滤)
缓冲液配制操作步骤
以下操作步骤用于配制1 L浓度为100 mM、目标pH(例如pH 9.0)的CHES缓冲液:
- 计算并称量CHES:配制100 mM溶液,需在分析天平上称取20.73 g CHES(MW = 207.29 g/mol)。
- 溶解:将CHES粉末转移至含约800 mL去离子水的1 L烧杯中,搅拌至完全溶解。
- 调节pH:将经校准的pH计探头插入溶液,在搅拌条件下逐滴加入1 M NaOH,将pH升至目标值(如9.0)。在距目标pH 0.2个单位时进行精细调节。
- 转移并定容:将溶液定量转入1 L容量瓶,加去离子水定容至刻度线,充分混匀。
- 复核pH:对最终溶液重新检测pH值,必要时再行调节。注意pH随温度变化,需记录测定温度。
- 过滤(可选):若用于细胞培养或灵敏检测,在无菌条件下通过0.22 µm滤膜过滤缓冲液。
- 标记并储存:标注浓度、pH、配制日期及操作者姓名。于4 °C保存,可保存最长1个月;如出现浑浊或沉淀,应及时丢弃。
注意:CHES的pKa具有明显温度系数(约−0.009 pH单位/°C),因此务必在实际工作温度下调节pH。
故障排除与关键提示
- pH难以稳定:每次加入NaOH后需充分等待平衡(≥30秒)。确保pH电极已使用pH 7.0和10.0标准缓冲液新鲜校准。
- 出现沉淀:CHES通常溶解性极好;若出现沉淀,可能提示受到污染或使用了硬水。建议使用18.2 MΩ·cm去离子水重新配制。
- 酶活性抑制:CHES与大多数酶兼容,且不螯合二价阳离子(如Mg²⁺、Zn²⁺),适用于金属酶研究。
- 紫外干扰:CHES在260–280 nm附近紫外吸收极低,适用于核酸和蛋白质的吸光度法定量检测。
- 高压灭菌兼容性:CHES缓冲液可进行高压灭菌;但高压灭菌后应重新核验pH,因可能发生轻微偏移。
应用与储存
CHES缓冲液适用于碱性pH范围内多种研究应用:
- 凝胶电泳:作为天然PAGE及需要碱性条件的琼脂糖凝胶的电泳运行缓冲液。
- 酶动力学:用于碱性磷酸酶、蛋白酶及其他在pH 8.5以上具有活性的酶的反应缓冲液。
- 蛋白质晶体学:用于稀疏矩阵结晶筛选试剂盒中的碱性pH条件筛选缓冲液。
- Western印迹:碱性转移方案中的转膜缓冲液组分。
- 毛细管电泳:pH 9.0–10.0条件下的背景电解质。
储存:干燥CHES粉末应在室温(15–30 °C)下储存,避免受潮和光照。配制好的缓冲液溶液应在4 °C储存,并在一个月内使用完毕。如需长期储存,可分装后于−20 °C冷冻保存。
常见问题
CHES缓冲液的有效pH范围是多少?
CHES在pH 8.6至10.0范围内具有良好的缓冲效果,在25 °C下其pKa约为9.3。它在磷酸盐或Tris缓冲液效果不佳的碱性范围内提供出色的缓冲能力。
CHES是否会干扰依赖金属离子的酶活检测?
不会。与含EDTA的缓冲液不同,CHES不会螯合二价金属离子(如Mg²⁺、Ca²⁺或Zn²⁺),因此非常适合用于金属辅助因子必须保持可用状态的金属酶活性检测。
CHES缓冲液配制后应如何储存?
配制好的CHES缓冲液应在4 °C下储存,并在一个月内使用完毕。如需更长时间储存,可将溶液分装并于−20 °C冷冻保存。使用前务必检查是否出现浑浊或沉淀,若有则应丢弃。
为什么CHES缓冲液高压灭菌后pH会发生变化?
与大多数Good缓冲液一样,CHES的pKa具有温度依赖性。高压灭菌过程中,高温及随后的冷却可能导致pH发生轻微偏移。若实验对pH要求严格,高压灭菌后务必重新测定并调节pH。
CHES是否可用于基于紫外的分光光度法检测?
可以。CHES在260–280 nm范围内紫外吸收极低,与基于吸光度的核酸和蛋白质定量方法(如NanoDrop检测)兼容。
参考文献
- Good, N.E. et al. (1966) Hydrogen ion buffers for biological research. Biochemistry, 5(2), 467–477. doi:10.1021/bi00866a011
- Sigma-Aldrich / Merck. CHES Product Information Sheet. (General physicochemical properties of CHES.)
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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