محلول بافر یک محلول شیمیایی است که از یک اسید ضعیف و نمک آن یا یک باز ضعیف و نمک آن ساخته میشود. محلولهای بافر توانایی حفظ پی‌اچ محلول را حتی در صورت افزودن اندکی باز یا اسید دارند. خون یک نمونه مهم از این نوع محلول‌ها است. بافرها موادی هستند که از تغییرات زیاد پی‌اچ جلوگیری می‌کنند و از جمله آنها می‌توان به پروتئین‌ها در بدن اشاره کرد.
یکی از برند های معتبر تولید کننده بافر کمپانی مرک میباشد که در ایران با نمایندگی شرکت دایا اکسیر قابل تامین میباشد.
انواع محلول های بافری
به طور کلی بافر ها در دو دسته کلی بافرهای اسیدی و بازی طبقه بندی می شوند. در ادامه ویژگی های هر یک از این بافرها و تفاوتشان با یکدیگر را بررسی خواهیم کرد:
بافرهای اسیدی: همانطور که از نام این بافر ها نیز مشخص است، از آن ها برای حفظ PH محلول های اسیدی استفاده می شود. این بافرها دارای PH اسیدی و کمتر از 7 هستند و از ترکیب یک اسید ضعیف به همراه نمک مشتق شده خود از یک باز قوی بدست می آیند. برای مثال، یک محلول بافری تشکیل شده از غلظت های برابری از اسید استیک و استات سدیم، دارای PH معادل 4.74 می باشد.
بافرهای بازی: همانطور که انتظار می رود، از بافرهای بازی برای حفظ و پایداری PH محلول های بازی استفاده می شود. این محلول ها دارای PH قلیایی و بالاتر از 7 هستند و از ترکیب یک باز ضعیف به همراه نمک مشتق شده شان از یک اسید قوی تشکیل می شود. از جمله محلول های بافری بازی می توان به محلول آبی هیدروکسید آمونیوم و کلرید آمونیوم اشاره کرد که دارای PH برابر 9.25 می باشد.
مکانیسم عمل انواع محلول بافر
در محلول بافر اسیدی اضافه شدن یک اسید قوی به محلول اسید ضعیف و باز مزدوج، موجب افزایش میزان یون H+ می شود. بر اساس اصل لوشاتلیه و جهت تعادل با برگشت به سمت چپ موجب کاهش +H می شود . گرایش باز مزدوج بافر به واکنش با یونهای هیدروژن +H علت این امر و برگشت تعادل به سمت چپ است. لذا با در این نوع بافر افزایش اسید غلظت یون هیدروژن را بالاتر نخواهد برد. به محلول بافر اسیدی اگر باز قوی اضافه شود غلظت یون هیدروژن خیلی کمتر از حد معمول کاهش خواهد یافت. زیرا بین یون هیدروژن و هیدروکسید حاصل از باز اضافه شده واکنش تعادلی صورت گرفته و آب تشکیل خواهد شد.
مشابه همین مکانیسم در بافرهای بازی و بر میزان غلظت یون –OH اتفاق می افتد. یعنی اضافه شدن باز قوی به بافر بازی موجب افزایش یون هیدروکسید تولید شده در محیط می شود. طبق اصل لوشاتلیه بازگشت تعادل به سمت چپ می باشد و علت آن واکنش یونهای هیدروکسید اضافه شده به تعادل، با اسید مزدوج محلول بافر بازی است. با این واکنش دوباره باز ضعیف تولید و یون–OH اضافه محلول مصرف و کاهش می یابد.
کاربرد بافرها
محلولهای بافر برای حفظ pH صحیح برای عملکرد آنزیم‌ها در بسیاری از موجودات زنده ضروری هستند.
بسیاری از آنزیم‌ها تنها در شرایط دقیقی کار می‌کنند؛ اگر pH در محدوده بسیار کمی تغییر کند عملکرد آنزیم‌ها کند ویا متوقف میشود و دچار تغییر ماهیت می‌شوند. در بسیاری از موارد تغییر ماهیت می‌تواند به‌طور ثابت فعالیت کاتالیزوری را از کار بیاندازد.
بافر کربنیک اسید (H2CO3) و بیکربنات (-HCO3) در پلاسمای خون موجود است که برای حفظ pH بین 7.35 تا 7.45 به کار می‌رود.
از لحاظ کاری و صنعتی محلولهای بافر در فرآیند تخمیر و درتعیین شرایط مناسب برای رنگ‌های موجود در رنگ آمیزی پارچه بکار می روند.
بافرها همچنین در تجزیه و تحلیل‌های شیمیایی و کالیبراسیون pHسنج‌ها بکار میروند.
از بزرگترین نمونه زیستی (بیولوژیکی) استفاده از آنها می‌توان به تحقیق‌هایی اشاره کرد که در آن مواد در بافر ساخته می‌شوند؛ به ویژه بافر فسفات نمکی (PBS) که در pH=7.4 مورد استفاده قرار می‌گیرد.
علت اصلی استفاده از بافرها این است که سلول‌ها، آنزیم‌ها و باکتری‌ها برای کارکرد درست، نیاز است که در pH مشخصی فعالیت کنند. به همین دلیل نیز از بافرها در بسیاری از کاربردهای زیستی استفاده میشود.
اهمیت بیولوژیکی این محلول
هنگام ورزش در عضلات ما اسید لاکتیک تولید می شود. این اسید با ورود به خون و واکنش با یون بی کربنات خنثی و باعث تولید اسید کربنیک می شود. آنزیمی در خون اسید کربنیک را به آب و دی اکسید کربن می شکند و با تنفس خارج می شود. تنفس نیز به تنظیم pH خون کمک می کند. با کاهش زیاد pH خون، افزایش سرعت تنفس دی اکسید کربن را از خون حذف می کند و موجب تعادل pH خون می شود.
انواع بافر های بیولوژیکی
در آزمایشات با افزودن بافرهای مناسب به مخلوط واکنش می توان در برابر تغییر مقدار pH مقاومت کرد. الکتروفورز ژل، تکنیک اساسی در آزمایش زیست شناسی مولکولی می باشد که برای کار موثر خود به محلول های بافر نیاز دارد. در الکتروفورز، ماتریس ژلی که نمونه‌های DNA از طریق آن حرکت می‌کنند، در محلول بافری غوطه‌ور میشود که امکان هدایت الکتریکی را فراهم می‌کند و pH ثابتی را حفظ می‌کند. بافرهای با غلظت بالاتر به مولکول‌های DNA اجازه می‌دهند سریعتر از طریق ماتریکس ژل مهاجرت کنند. بافرهایی که معمولاً در الکتروفورز ژل استفاده می شوند عبارتند از:
Tris Acetate-EDTA (TAE)
(Tris Borate-EDTA (TBE
بافرTBE چیست
TBE یا Tris Borat EDTA یک محلول بافر حاوی مخلوطی از تریس باز، اسید بوریک و EDTA است. در زیست‌شناسی مولکولی، بافرهای TBE و TAE اغلب در روش‌هایی که شامل اسیدهای نوکلئیک هستند استفاده می‌شوند که رایج‌ترین آنها الکتروفورز است. بافر TBE معمولاً برای الکتروفورز DNA آگارز استفاده می شود.
بافرTEA چیست
بافرTAEیا Tris-acetate-EDTA محلول بافری حاوی مخلوطی از تریس بازی، اسید استیک و EDTA است. در زیست شناسی مولکولی از آن در الکتروفورز آگارز به طور معمول برای جداسازی اسیدهای نوکلئیک مانند DNA و RNA استفاده می شود. TAE ظرفیت بافر کمتری نسبت به TBE دارد و به راحتی می تواند مستهلک شود اما DNA خطی و دو رشته ای در TAE سریعتر اجرا می شود.
بافر TAE هم به عنوان بافر جاری و هم در ژل آگارز استفاده می شود TAE .در غلظت های مختلف برای مطالعه حرکت DNA در محلول با و بدون کلرید سدیم استفاده میشود. با این حال، غلظت بالای کلرید سدیم (و بسیاری از نمک های دیگر) در یک نمونه DNA، حرکت آن را به تاخیر می اندازد. این مسئله ممکن است منجر به تفسیرهای نادرست از الگوی باند DNA شود.
بافر HBSS چیست
محلول نمک متعادل هنکس HBSS یک محلول نمک بافر است. از آن در انواع کاربردهای کشت سلولی مانند آماده سازی سلول ها یا حفظ pH فیزیولوژیکی استفاده می شود.
محلول نمک متعادل هنکس HBSSبرای اولین بار توسط میکروبیولوژیست جان هنکس فرموله شد، که عمدتاً از نمک های معدنی، گلوکز یا پیروات به عنوان منبع انرژی، فنل قرمز به عنوان شاخص pH و بی کربنات سدیم به عنوان تثبیت کننده pH تشکیل شده است HBSS .که برای شستشوی سلول ها و حفظ زنده ماندن آنها استفاده میشود، اغلب با فسفات بافراستفاده می شود تا از pH فیزیولوژیکی و فشار اسمزی بهینه اطمینان حاصل شود. نسخه‌های معرف می‌توانند به صورت محلولهای نمکی حداقل، به استثنای کلسیم، منیزیم، فنل قرمز و بیکربنات سدیم ارائه شوند.
HBSS در بطری های PETG یا PETE استریل اشعه گاما عرضه می شود. توصیه میشود که HBSS در دمای 2-8 درجه سانتیگراد نگهداری و از نور شدید محافظت می شود.
بافر HEPES چیست
HEPES یک بافر بیولوژیکی بوده که اغلب در تحقیقات بیولوژیکی و بیوشیمیایی استفاده میشود.
موارد استفاده بافرHEPES
برای اکثر مطالعات با یون های فلزی، به عنوان یک جایگزین خوب برای تریس و فسفات بوده، برای مطالعات زیست محیطی، تحلیلی و بیولوژیکی، به عنوان یک بافر اتصال و یک شوینده در طول کروماتوگرافی تبادل کاتیونی، به عنوان بافر آسیاب در مطالعات گیاهی از جمله مطالعات مربوط به اثرات pH بر جوانه زنی بذر ، به عنوان یک بافر در حال اجرا در الکتروفورز ژل، به عنوان یک بافر در الکتروپوریشن،برای بافر کشت سلولی پستانداران، به عنوان بافر برای لقاح آزمایشگاهی و کشت جنین، برای سنجش برادفورد یا بیسینکونیک اسیداستفاده میشود. این بافر در استخراج از خون برای جلوگیری از آسیب پروتئین ها در گلبول های قرمز معرفی شده است.
قبل از انتخاب Hepes برای تحقیق خود باید به نکات زیر توجه کرد:
بر پتانسیل های غشایی در سلول های عصبی تأثیر می گذارد.
با سنجش پروتئین Lowry تداخل دارد.
برای مطالعات ردوکس مناسب نیست.
برای سخت پوستان کوچک (کک آب) مانند دافنیا مگنا و دافنیا پولکس سمی است.
با اکسیداسیون فنلی توسط پراکسیدازها تداخل دارد.
می تواند بر میزان اتوکسیداسیون آهن تأثیر بگذارد.
هنگامی که یک آزمایش پروتئین با استفاده از معرف فولین انجام می شود، استفاده از این بافر توصیه نمی‌شود.
نکات مفید در مورد HEPES
- در آب بسیار محلول است.
- اتصال یون فلزی ناچیزی دارد.
بافر PBS چیست
PBSیا سالین بافر فسفات یک محلول بافر است که معمولاً در تحقیقات بیولوژیکی استفاده می شود. این محلول نمکی مبتنی بر آب است که حاوی دی سدیم هیدروژن فسفات، کلرید سدیم و در برخی فرمولاسیون ها، کلرید پتاسیم و دی هیدروژن فسفات پتاسیم است. این بافر ایزوتونیک است که اغلب در کاربردهای بیولوژیکی مانند شستشوی سلول ها، حمل و نقل بافت ها و تهیه رقت ها استفاده می شود .از آنجایی که برای سلول‌ها سمی نیست، به طور گسترده برای شستشوی ظروف سلولی و سایر آماده‌سازی‌هایی که ممکن است باقیمانده به جا بگذارند، استفاده میشود. تهیه آن ساده است و ماندگاری خوبی دارد، اما در حضور یون روی رسوب می کند.
بسته به کاربرد آن ممکن است استریلیزاسیون لازم نباشد. PBS را می توان در دمای اتاق یا در یخچال نگهداری کرد. با این حال، محلولهای ذخیره غلیظ ممکن است هنگام سرد شدن رسوب کنند، در این صورت باید در دمای اتاق نگهداری شوند تا زمانی که رسوب قبل از استفاده کاملاً حل شود.
ارتباط با دایا اکسیر مرکز فروش مواد شیمیایی در تهران
شما میتوانید جهت استعلام قیمت مواد شیمیایی و اطلاعات بیشتر در مورد انواع مواد شیمیایی با کارشناسان شرکت دایا اکسیر تماس حاصل بفرمایید. همچنین این شرکت نمایندگی سیگما آلدریچ و مرک در ایران میباشد که از طریق فروشگاه اینترنتی مواد شیمیایی امکان خرید محصولات سیگما آلدریچ و مرک با قیمت های مناسب فراهم گردیده است.
شماره تماس فروش مواد شیمیایی:
شماره تماس 22327043-021
تلگرام، واتساپ و پیامک 09017777023
کارشناسان ما سریعا پاسخگو میباشند.
