十二水合磷酸氢二钠实验室使用指南
十二水合磷酸氢二钠实验室使用指南
di-Sodium hydrogen phosphate dodecahydrate是一种广泛应用的无机磷酸盐,是研究和临床实验室中缓冲液配制、生物培养基及分析化学应用的重要组成成分。
- 化学名称
- 十二水合磷酸氢二钠
- 分子式
- Na2HPO4·12H2O
- 分子量
- 358.14 g/mol
- 外观
- 白色结晶粉末或无色晶体
- 溶解性
- 易溶于水;不溶于乙醇
- 1%水溶液pH
- 约9.0–9.5
- 阿拉丁货号
- D431179
化学性质与鉴别
十二水合磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)是磷酸氢二钠的十二水合物形式,属于二元碱性磷酸钠盐,分子量约为358.14 g/mol,常温下呈白色结晶粉末或无色透明晶体。
该化合物易溶于水,溶液呈弱碱性。新鲜配制的1%(w/v)水溶液pH通常在9.0–9.5范围内。它基本不溶于乙醇及大多数有机溶剂。在35°C以上加热时,十二水合物会失去结晶水并转变为低水合物形式,在更高温度下最终生成无水盐。这种吸湿性和风化特性在称量和储存过程中需加以注意。
磷酸根阴离子(HPO42−)作为磷酸二氢根离子(H2PO4−)的共轭碱,与适当的酸或一元磷酸盐配合使用时,在生理pH范围内具有优良的缓冲能力。
实验室应用
十二水合磷酸氢二钠是生命科学和分析化学实验室中用途最广泛的无机盐之一,主要应用包括:
- 磷酸盐缓冲液(PBS)配制:与氯化钠、氯化钾和磷酸二氢钾配合,磷酸氢二钠是PBS的核心成分,PBS是细胞生物学、免疫学和分子生物学中应用最广泛的等渗缓冲液。
- 缓冲液配方:与磷酸二氢钠(NaH2PO4)组合,可配制适用于pH 5.8–8.0范围的磷酸钠缓冲体系,适合酶活性测定、蛋白质纯化和色谱分离。
- 微生物和细胞培养基:在细菌培养基和哺乳动物细胞培养补充液中用作磷源和pH稳定剂。
- 分析化学:用作HPLC流动相中的离子对试剂,以及离子色谱校准标准品。
- 化学合成:在某些有机合成方案中用作温和碱和相转移催化剂。
由于该化合物含有大量结晶水(约占总质量的60%),研究人员在计算摩尔量时必须考虑水合形式,应使用分子量358.14 g/mol,而非无水盐的分子量(141.96 g/mol)。
缓冲液配制方案
以下介绍使用十二水合磷酸氢二钠(阿拉丁货号:D431179)配制0.1 M磷酸钠缓冲液(pH 7.4)和1× PBS的标准操作步骤。
0.1 M磷酸钠缓冲液,pH 7.4(1 L)
- 称取20.0 g(约55.9 mmol)十二水合磷酸氢二钠,溶于约800 mL超纯水中。
- 另取适量磷酸二氢钠(一水合物或二水合物)配制0.1 M储液。
- 将两种磷酸盐溶液混合,用校准好的pH计监测pH值,调节两者比例使工作温度(通常25°C)下pH达到7.4。
- 用超纯水定容至1 L,再次确认pH值。
- 如用于生物学实验,可高压灭菌或经0.22 µm滤膜过滤除菌。
10× PBS储液(1 L)
- 将以下试剂溶于800 mL超纯水:80 g NaCl、2 g KCl、14.4 g Na2HPO4·12H2O(或约7.2 g无水Na2HPO4)、2.4 g KH2PO4。
- 必要时用HCl或NaOH调节pH至7.4。
- 用超纯水定容至1 L。
- 高压灭菌或过滤除菌;使用时1:10稀释为1×工作液。
注:所有用量均为近似值。请在工作温度下验证pH。使用试剂级或更高纯度材料,以避免干扰灵敏检测。
储存、操作与安全
储存条件:将十二水合磷酸氢二钠储存于密封容器中,置于室温(15–25°C)、避开潮湿和热源的环境中。该十二水合物具有风化性,长时间暴露于干燥空气或较高温度下可能失去结晶水,导致已部分脱水试剂配制溶液的有效摩尔浓度偏差。如试剂储存时间较长,使用前应确认水合状态。
操作注意事项:尽管十二水合磷酸氢二钠被认为是低危害物质,仍应遵守标准实验室防护规范:
- 穿戴适当个人防护装备(PPE):实验室外套、防化学飞溅安全护目镜和丁腈手套。
- 称量时避免产生和吸入粉尘,在通风良好处操作;处理大量样品时佩戴防尘口罩。
- 避免接触眼睛和皮肤;如发生接触,立即用大量清水冲洗。
废弃处置:稀释的水溶液通常可按照当地机构和市政法规要求排入下水道。具体处置方式请咨询所在机构的环境健康与安全(EHS)部门。
不相容性:避免与强酸、强氧化剂以及可能生成难溶磷酸盐沉淀的碱土金属盐接触。
质量、规格与采购指南
在为研究应用选择十二水合磷酸氢二钠时,纯度等级是关键考量因素。对于大多数生化和细胞生物学应用,推荐使用ACS试剂级(≥99.0%)或更高纯度。对于HPLC或痕量金属分析等灵敏分析技术,应考虑超纯级或无痕量金属级产品。
收货时需核实的关键规格参数包括:
- 含量(纯度):基于滴定法或重量法,≥99.0%(ACS级)
- 溶液pH:在规定浓度下符合指定范围
- 重金属:≤5 ppm(标准试剂级)
- 不溶物:≤0.005%
- 氯化物(Cl):≤0.0005%
阿拉丁科学提供货号为D431179的十二水合磷酸氢二钠,参考Sigma目录号1.06579。采购团队在将其用于受监管或GMP相关工作流程前,应核实每批次的当前分析证书(CoA),以确认符合内部质量标准。
如需大批量或定制订单,请联系阿拉丁科学销售团队获取批量定价和文件支持。
常见问题
十二水合磷酸氢二钠与无水磷酸氢二钠有什么区别?
两种化合物含有相同的活性磷酸根阴离子(HPO4²⁻),但结晶水含量和分子量不同。十二水合物(Na2HPO4·12H2O)分子量为358.14 g/mol,质量中约60%为水;而无水形式(Na2HPO4)分子量为141.96 g/mol。配制溶液时,必须使用手头特定水合物形式对应的正确分子量,才能达到所需摩尔浓度。
如何储存十二水合磷酸氢二钠以防止变质?
将试剂储存于密封容器中,置于室温(15–25°C),避免过热和潮湿。由于十二水合物具有风化性,长时间暴露于干燥空气或35°C以上温度会导致结晶水流失,从而改变溶液的有效质量浓度。每次使用后应立即重新密封容器,并在使用前检查晶体的外观状态。
十二水合磷酸氢二钠可以用于配制细胞培养用PBS吗?
是的,十二水合磷酸氢二钠是配制细胞培养用磷酸盐缓冲液(PBS)的标准组分。配制细胞培养用PBS时,应使用试剂级或更高纯度的材料,以超纯水或细胞培养级用水配制溶液,并通过高压灭菌或0.22 µm滤膜过滤进行除菌。使用前需确认最终pH值(通常为7.2–7.4)。
为什么我的十二水合磷酸氢二钠出现结块或潮湿现象?
结块或表面潮湿通常是由于暴露在潮湿空气中所致,因为十二水合物具有吸湿性。相反,若储存在极干燥的条件下,该盐可能会风化,呈粉末状或不透明,表明结晶水部分流失。无论哪种情况,都应仔细重新称量,并考虑有效纯度可能发生的变化。如怀疑有明显改变,应更换新批次以确保实验重现性。
使用十二水合磷酸氢二钠配制的磷酸钠缓冲液可实现什么pH范围?
将磷酸氢二钠(二元)与磷酸二氢钠(一元,NaH2PO4)混合配制的磷酸钠缓冲体系,可在约5.8至8.0的pH范围内有效缓冲,最佳缓冲能力在pH 7.2左右。该范围涵盖了大多数生理和生化检测的需求。
参考文献
- Merck KGaA / Sigma-Aldrich. Product Information: di-Sodium hydrogen phosphate dodecahydrate. Catalog No. 1.06579.
- Gomori, G. (1955). Preparation of buffers for use in enzyme studies. Methods in Enzymology, 1, 138–146.
- Dulbecco, R. & Vogt, M. (1954). Plaque formation and isolation of pure lines with poliomyelitis viruses. Journal of Experimental Medicine, 99(2), 167–182.
- Lide, D.R. (Ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition. CRC Press, Boca Raton, FL.
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