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HEPES für Pufferlösungen
A1069
130 Produkte verfügbar
- 2-Amino-2-methyl-1-propanol für PufferlösungenA0838,4000 · 124-68-5
- ACES für Pufferlösungen A1060,9010 · 7365-82-4
- ACES für Pufferlösungen A1060,1000 · 7365-82-4
- Bis-Tris für Pufferlösungen A1025,1000 · 6976-37-0
- Bis-Tris für Pufferlösungen A1025,0500 · 6976-37-0
- Bis-Tris für Pufferlösungen A1025,0250 · 6976-37-0
- CHES für Pufferlösungen A1065,0250 · 103-47-9
- CTAB - Lysepuffer BioChemica A4150,0500 ·
- CTAB - Lysepuffer BioChemica A4150,1000 ·
- di-Kaliumhydrogenphosphat wasserfrei BioChemicaA1042,1000 · 7758-11-4
- di-Natriumhydrogenphosphat wasserfrei BioChemicaA1046,5000 · 7558-79-4
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- EDTA - Dinatriumsalz - Dihydrat für die MolekularbiologieA2937,0500 · 6381-92-6
- EDTA - Dinatriumsalz - Dihydrat für die MolekularbiologieA2937,1000 · 6381-92-6
- EDTA - Lösung pH 8,0 (0,5 M) für die MolekularbiologieA4892,0100 ·
Biologische Puffer
Viele biochemische Prozesse werden schon durch kleine Änderungen des pH-Werts erheblich beeinträchtigt. Daher ist es in der Regel erforderlich, den pH-Wert durch Zugabe eines geeigneten Puffers zum Medium zu stabilisieren, ohne das zu untersuchende System zu beeinträchtigen. Ein Puffer hält den pH-Wert einer Lösung konstant, indem er Protonen absorbiert, die bei Reaktionen freigesetzt werden, oder indem er Protonen freisetzt, wenn Reaktionen sie verbrauchen. Die Entdeckung, dass teilweise neutralisierte Lösungen schwacher Säuren oder Basen bei Zugabe geringer Mengen starker Säuren oder Basen resistent gegen pH-Änderungen sind, führte zur Entwicklung des Begriffs "Pufferlösung".Einen allgemeinen Überblick über Säuren und Basen sowie die grundlegenden Informationen zu deren Verständnis und zur Bedeutung von Puffern finden Sie unter:
https://www.itwreagents.com/germany/de/saeuren-basen
https://www.itwreagents.com/germany/de/puffer
Die in der Literatur beschriebenen Puffersysteme werden häufig in Experimenten verwendet, um die Ergebnisse direkt vergleichen zu können. Es zeigt sich immer wieder, dass die Versuchsbedingungen auch in Standardanlagen optimiert werden können.
In der folgenden Tabelle sind die gängigsten biologischen Puffer nach ihrem optimalen pH-Bereich geordnet. Die Tabelle enthält auch einige Hinweise auf mögliche Anwendungen sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Puffersubstanzen.
Biologische Puffer - Eigenschaften
BEZEICHNUNG | pKa (100mM, 25°C) | OPTIMALER pH-BEREICH |
BEMERKUNG |
Maleat (Maleinsäure) | pK1=1,97 | 1,2 – 2,6 | Maleinsäure zeigt eine Absorption im UV-Spektrum. |
Phosphat | pK1=2,15 | 1,7 – 2,9 | Natriumdihydrogenphosphat; Substrat/Inhibitor mehrerer Enzyme; fällt die Bindung von zweiwertigen Kationen aus; pKa steigt mit der Verdünnung, ist aber nur geringfügig temperaturabhängig. Beeinträchtigt BCA- und Lowry-Assays bei Konzentrationen >250 mM. |
Glycin | pK1=2,35 | 2,2 – 3,6 | Bestandteil des Laemmli-Puffers für die SDS-PAGE von Proteinen; stört Protein-Assays nach Lowry (>1 mM) und Bradford (> 100 mM). |
Citrat | pK1=3,13 pK2=4,76 |
2,0 – 6,5 | Mononatriumsalz der Zitronensäure. Bindet an verschiedene Proteine und bildet Komplexe mit Metallionen; stört Lowry- (>2,5 mM), Bradford- (>50 mM) und BCA- (<1 mM) Proteintests. |
Glycylglycin | pK1=3,14 | 2,5 – 3,8 | Bindet Cu2+-Ionen und stört den Lowry-Protein-Assay (>100 µM). |
Acetat | 4,76 | 3,7 – 5,6 | Natriumsalz der Essigsäure. Wird häufig zusammen mit Ethanol für die Ausfällung von Nukleinsäuren verwendet. Wir bieten eine Auswahl verschiedener Qualitäten von Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Ammoniumacetat an. |
Pyridin | 5,23 | 4,9 – 5,9 | Nicht autoklavieren. |
MES | 6,1 | 5,5 – 6,7 | Good's zwitterionischer Puffer; Kakodylsäure-Ersatz. Wird in Pflanzenzellkulturmedien verwendet; wird von Bakterien und eukaryotischen Zellen nicht verstoffwechselt. Beeinträchtigt den Lowry-Protein-Assay, nicht aber den BCA-Assay. |
Citrat | pK3=6,40 | 5,5 – 7,2 | Mononatriumsalz der Zitronensäure. Bindet an verschiedene Proteine und bildet Komplexe mit Metallionen; stört Protein-Assays nach Lowry (>2,5 mM), Bradford (>50 mM) und den BCA-Assay (<1mM). Der pH-Bereich wird durch Mischen von Zitronensäure und Natriumcitrat festgelegt. Beide Produkte sind in verschiedenen Qualitätsstufen erhältlich. |
Bis-Tris | 6,46 | 5,8 – 7,2 | Wichtiger Puffer für Protein- und Nukleinsäuresysteme. Wird als Ersatz für Kakodylsäure-Puffersysteme bei IEF (isoelektrische Fokussierung) und 2D-Gelelektrophorese verwendet. Beeinträchtigt den BCA-Test. |
Phosphat (Hydrogenphosphat) | pK2=7,20 | 5,8 – 8,0 | Di-Natriumhydrogenphosphat; Substrat/Inhibitor mehrerer Enzyme; fällt zweiwertige Kationen aus; pKa steigt mit der Verdünnung, ist aber nur geringfügig temperaturabhängig. PBS (phosphatgepufferte Kochsalzlösung, erhältlich in Tablettenform) wird häufig in der Biochemie, Mikrobiologie, Immunologie und Zellbiologie verwendet. Bei Konzentrationen von mehr als 250 mM stört es BCA- und Lowry-Assays. |
PIPES | 6,76 | 6,1 – 7,5 | Good's zwitterionischer Puffer. Stört den Protein-Assay nach Lowry. Kann Radikale bilden, nicht geeignet für Redox-Studien. |
ACES | 6,78 | 6,1 – 7,5 | Good's zwitterionischer Puffer; bindet an Cu2+-Ionen und stört den Lowry-Test. Signifikante Absorption bei 230 nm. |
Imidazol | 6,95 | 6,2 – 7,8 | Rekombinante His-Tag-Proteine werden durch Nickel-NTA-Säulen effizient gereinigt. Diese Proteine können mit Imidazol eluiert werden, das mit dem Protein um Nickel-Ionen konkurriert. Darüber hinaus wird Imidazol als Puffer für enzymatische Reaktionen oder für die Denaturierung von DNA verwendet. Eine Konzentration von 1 M senkt die Schmelztemperatur der DNA um ca. 13 °C und verändert die Mobilität in der Gelelektrophorese. Vorsicht! DEPC reagiert mit der nicht protonierten Form des Imidazols zu N-Carbetoxyimidazol. |
Bis-Tris-Propan | pK1= 6,80 pK2= 9,00 |
6,3 – 9,5 | Häufig verwendet für biophysikalische Experimente, z. B. Proteinreinigung, pKa-Bestimmung, Elektronentransfermessungen. |
BES | 7,09 | 6,4 – 7,8 | Good's zwitterionischer Puffer; bindet an Cu2+-Ionen und stört den Lowry-Test. |
MOPS | 7,14 | 6,5 – 7,9 | Good's zwitterionischer Puffer mit geringer Ionenbindungskapazität. Beeinträchtigt den Lowry-Test. |
TES | 7,4 | 6,8 – 8,2 | Good's zwitterionischer Puffer. Beeinträchtigt den Lowry-Protein-Assay, nicht aber den BCA-Test. |
HEPES | 7,48 | 6,8 – 8,2 | Good's zwitterionischer Puffer. Weit verbreitet in biologischen Studien. In Zellkulturmedien wird es als Ersatz oder Ergänzung für Bikarbonatpuffer verwendet. Es stört den Lowry-Protein-Assay, nicht aber den BCA- und Bradford-Assay. HEPES bindet keine Metallionen, kann aber Radikale bilden und ist für Redox-Studien nicht geeignet. |
Triethanolamin (TEA) | 7,76 | 7,0 – 8,3 | |
HEPPSO | 7,85 | 7,1 – 8,5 | Bindet Cu2+-Ionen; stört den Lowry-Assay, ist aber mit dem BCA-Assay kompatibel. Kann Radikale bilden und ist nicht für Redoxstudien geeignet. |
Tricin | 8,05 | 7,4 – 8,8 | Good's zwitterionischer Puffer. Es kann Tris in vielen Puffersystemen ersetzen. Der Austausch von Tricin gegen Glycin im SDS-PAGE-Puffer verbessert die Auflösung im Bereich von 1 - 100 kDa. Tricin bindet zweiwertige Ionen, insbesondere Cu2+, und stört den Lowry- und BCA-Test. Es wird durch Flavine photooxidiert. |
Glycylglycin | pK2=8,25 | 7,5 – 8,9 | Bindet Cu2+-Ionen und stört den Lowry-Protein-Assay (>100µM). |
Tris | 8,06 | 7,5 – 9,0 | Tris Base. Der in der biologischen Forschung am häufigsten verwendete Puffer. Wichtigste Anwendungen: TBE-, TAE- und Laemmli-Elektrophoresepuffer, DNA-stabilisierender TE-Puffer, TBS-Puffer für Western Blots und ELISA. Der pH-Wert ist stark temperaturabhängig und sinkt mit der Verdünnung. Tris ist ein primäres Amin und kann mit Aldehyden/Ketonen Schiffsche Basen bilden. Es inaktiviert DEPC und ist an einigen enzymatischen Reaktionen beteiligt (z. B. alkalische Phosphatase). Tris ist giftig für Säugetierzellen und sollte nicht in Zellkulturen verwendet werden. |
HEPPS | 8 | 7,6 – 8,6 | Ähnliche Eigenschaften wie HEPES. Aufgrund seines hohen nutzbaren pH-Bereichs ist es für Photophosphorylierungsstudien geeignet, insbesondere wenn Tricin (das Metallionen bindet) nicht verwendet werden kann. Beeinträchtigt den Lowry-Protein-Assay, nicht aber den BCA-Assay. Kann Radikale bilden und ist nicht für Redoxstudien geeignet. |
Bicin | 8,26 | 7,6 – 9,0 | Good's zwitterionischer Puffer. Wird in Puffern für enzymatische Reaktionen und Elektrophorese verwendet. Geeignet für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen. Starke Fähigkeit, Cu2+-Ionen zu binden; stört BCA- und Lowry-Protein-Assays. Ferricyanid oxidiert Bicin langsam. |
TAPS | 8,4 | 7,7 – 9,1 | Bildet keine Komplexe mit Metallionen, stört den Lowry-Protein-Assay. |
Taurin (AES) | 9,06 | 8,4 – 9,6 | Zwitterionischer Puffer. |
Borsäure | pK1=9,23 | 8,5 – 10,2 | Eine Komponente des Migrationspuffers, die am häufigsten in denaturierenden Polyacrylamidgelen verwendet wird, unabhängig davon, ob sie Harnstoff enthält oder nicht. Bildet kovalente Komplexe mit Monosacchariden und Oligosacchariden, Ribose-Untereinheiten von Nukleinsäuren, Pyridinnukleotiden und Glycerin. |
CHES | 9,5 | 8,6 – 10,0 | Geeignet für die Kristallisation von Phosphotriesterase oder die chemische Veränderung von Bacteriorhodopsin. Stört den Protein-Assay nach Lowry. |
AMP | 9,69 | 8,7 – 10,4 | Gut geeignet für die Bestimmung der Enzymaktivität, insbesondere der alkalischen Phosphatase, Laktat- und Malatdehydrogenase. AMP hat einen niedrigen Schmelzpunkt und muss zur Herstellung einer Pufferlösung bei etwa 35 °C verflüssigt werden. Flüssiges AMP hat eine hohe Viskosität und ist daher schwer zu handhaben. Wenn diese Pufferlösung bei Raumtemperatur und geschützt vor CO2 in der Luft gelagert wird, ist sie etwa einen Monat lang stabil. |
Glycin | pK2=9,78 | 8,8 – 10,6 | Bestandteil des Laemmli-Puffers für die SDS-PAGE von Proteinen; beeinträchtigt die Proteinbestimmung nach Lowry (>1 mM) und Bradford (>100 mM). |
Carbonat | pK2=10,33 | 9,5 – 11,1 | Natriumcarbonat |
CAPS | 10,4 | 9,7 – 11,1 | Alkalischer Puffer für den Proteintransfer auf Nitrocellulosemembranen (Western Blot). Stört den Lowry-Protein-Assay, nicht aber den BCA-Assay. |
Phosphat (Hydrogenphosphat) | pK3=12,33 | di-Natriumhydrogenphosphat | |
Borsäure | pK2=12,74 pK3=13,80 |
Anforderungen an biologische Puffer
Ursprünglich wurden verschiedene anorganische Substanzen als Puffer verwendet (z.B. Phosphat, Cacodylat, Borat, Bicarbonat u.a.), die später durch schwache organische Säuren ergänzt wurden. Viele dieser Puffersubstanzen haben aber den Nachteil, dass sie nicht inert sind und das zu untersuchende System nachhaltig beeinflussen (z.B. Hemmung von Enzymen, Wechselwirkungen mit Enzymsubstraten usw.).
Die meisten der heute verwendeten biologischen Puffer wurden von Norman E. Good und seinen Mitarbeitern entwickelt. Es handelt sich hierbei um N-substituierte Taurin- oder Glycin-Puffer. Diese zwitterionischen Puffer erfüllen die meisten der Kriterien, die ein biologischer Puffer erfüllen muss.
Löslichkeit: Der Puffer soll eine hohe Wasserlöslichkeit und geringe Löslichkeit in anderen Lösungsmitteln besitzen. Je höher die Wasserlöslichkeit ist, desto einfacher ist die Herstellung konzentrierter Stammlösungen.
Permeabilität: Der Puffer sollte nicht durch biologische Membranen permeieren, um eine Konzentrierung innerhalb der Zelle/Organelle zu verhindern. Tris ist relativ gut fettlöslich und kann daher durch Membranen gelangen. Dies erklärt auch seine Toxizität für viele Säugerzellen in Kultur.
Ionenstärke: Der Puffer soll die Ionenstärke des Systems möglichst nicht verändern. Die physiologische Ionenstärke liegt bei 100 - 200 mM KCl oder NaCl. Besonders bei der Untersuchung von enzymatischen Reaktionen kann diese eine große Rolle spielen, denn die Ionenstärke der Lösung ist ein Maß für das Ionen-Milieu, das auch die katalytische Aktivität eines Enzymes beeinflussen kann. Die Protonierung und Deprotonierung in Abhängigkeit von der Ionenzusammensetzung des umgebenden Mediums im Reaktionsansatz beeinflusst die Bindung und Umsetzung eines Enzymsubstrates durch ein Enzym.
Abhängigkeit des pKa-Wertes: Der pKa-Wert eines Puffers soll nur so gering wie möglich durch die Pufferkonzentration, die Temperatur und die Ionenzusammensetzung des Mediums beeinflusst werden. Zu den Puffern mit Temperatur-sensitiven pKa -Werten zählen z.b. die Amin-Puffer, während Carboxylsäure-Puffer generell weniger sensitiv auf Temperatur-Schwankungen reagieren.
Komplex-Bildung: Wenn ein Puffer Komplexe mit Metallionen bildet, werden Protonen freigesetzt, das ein Absinken des pH-wertes zur Folge hat. Das größere Problem ist dabei aber meist die Bildung unlöslicher Präzipitate. Falls Enzyme die Metallionen für ihre Aktivität brauchen, würden sie gehemmt werden. Komplexe sollten also löslich und die Bindungskonstante bekannt sein. Phosphate bilden zum Beispiel unlösliche Salze mit zweiwertigen Metallen und fallen aus. Phosphat-gepufferte Salzlösung (PBS) wird deshalb nie mit Ca2+ und Mg2+ autoklaviert. Good-Puffer wie PIPES, TES, HEPES und CAPS besitzen sehr niedrige Metall-Bindungskonstanten und sind daher besonders für die Untersuchung von Metall-abhängigen Enzymen geeignet.
Inerte Substanzen: Der Puffer sollte weder enzymatischen noch nichtenzymatischen Veränderungen unterliegen, d.h. kein Enzymsubstrat/-inhibitor sein oder mit Metaboliten oder anderen Komponenten reagieren. Der Puffer soll also inert sein. Phosphat oder Pyrophosphat sind sowohl Substrate als auch Inhibitoren verschiedener enzymatischer Reaktionen (Hemmung der Carboxypeptidase, Urease, verschiedene Kinasen, verschiedene Dehydrogenasen). Borat bildet kovalente Komplexe mit Mono-/Oligosacchariden, Ribose-Untereinheiten von Nukleinsäuren, Glycerin oder Pyridin-Nukleotiden. Bicarbonat steht mit CO2 im Gleichgewicht und erfordert deshalb ein geschlossenes System. Tris und andere primäre Amine können Schiff- Basen mit Aldehyden und Ketonen bilden. Außerdem stören sie den Bradford-Proteinnachweis (z.b. Tris und Glycin). Tricin wird durch Flavine photooxidiert, so dass Tageslicht ausreicht um die Aktivität von Flavinenzymen zu reduzieren. HEPES, HEPPS und Bicin stören den Lowry (Folin)-Proteinnachweis. Puffer, die chemisch auf dem Piperazin-Ring basieren, können unter bestimmten Umständen Radikale bilden.
UV-Absorption: Puffer sollen kein Licht der Wellenlängen größer als 230 nm absorbieren, da viele spektrophotometrische Untersuchungen in diesem Bereich erfolgen (Konzentrationsbestimmungen von DNA, RNA und Proteinen). ADA hat zum Beispiel eine Absorption von 0,1 bei 260 nm. Wenn Puffer bei photometrischen Nachweisen stören, sollten sie neutralisiert werden oder auf das pH-Optimum des Testsystems eingestellt werden (Lowry pH 10; BCA pH 11; Bradford pH 1; kolloidales Gold pH 3). Falls das nicht möglich ist, können Proteine z.b. mit Trichloressigsäure, Perchlorsäure oder Aceton gefällt werden und anschließend in einem störungsfreien Lösungsmittel wieder gelöst werden.
Kriterien für die Auswahl
Auswahl des Puffers für den richtigen pH-Bereich
Der pKa-Wert des Puffers sollte im optimalen pH-Bereich für das Testsystem liegen. Wenn der pH-Wert während des Versuchs ansteigen kann, sollte ein Puffer mit einem pKa-Wert gewählt werden, der leicht über dem Optimum zu Beginn des Versuchs liegt. Umgekehrt sollte ein Puffer mit einem etwas niedrigeren pKa-Wert gewählt werden, wenn zu erwarten ist, dass der pH-Wert während des Experiments sinkt.
Bestimmung des pH-Optimums eines Enzyms
Wenn ein Enzym untersucht werden soll, ist der erste Schritt in der Regel die Bestimmung der Bedingungen, unter denen das Enzym ein Höchstmaß an Stabilität und Aktivität aufweist. Zur Bestimmung des pH-Optimums empfiehlt es sich, zunächst Puffer zu verwenden, die ein breites pH-Spektrum abdecken, z.B. MES, PIPES, HEPES, TAPS, CHES und CAPS. Nach Identifizierung des pH-Optimums können andere Puffer (z.B. für den pH-Wert 7,5: TES, TEA oder Phosphat) getestet werden, um unspezifische Pufferwirkungen für spätere Untersuchungen ausschließen oder minimieren zu können. Der pKa-Wert eines Puffers, d.h. der Mittelpunkt seines pH-Bereichs, sollte so nah wie möglich am gewünschten pH-Wert für den verwendeten Puffer liegen. Mit anderen Worten, der pKa sollte dem pH-Optimum des zu testenden Enzyms entsprechen. Die protonierten (ionisierten) Formen von Aminpuffern haben weniger hemmende Wirkungen als die nicht-protonierten Formen. Für Tris und zwitterionische Puffer ist daher in der Regel ein Arbeitsbereich etwas niedriger als der pKa-Wert besser geeignet, während im Gegensatz dazu Carbonsäurepuffer mit einem Arbeitsbereich leicht über ihren pKa-Werten besser geeignet sind, da diese Puffer hauptsächlich aus der ionisierten Form bestehen.
Bestimmung der optimalen Pufferkonzentration
Eine ausreichende Pufferkapazität wird oft erst bei Konzentrationen über 25 mM erreicht. Höhere Pufferkonzentrationen und damit verbundene hohe Ionenstärken können jedoch die Enzymaktivität hemmen. Geeignete Anfangskonzentrationen liegen daher zwischen 10 und 25 mM. Ändert sich nach Zugabe des Proteins oder Enzyms der pH-Wert um mehr als 0,05 Einheiten, kann zunächst die Konzentration des Puffers auf 50 mM erhöht werden. Bis zu dieser Konzentration wurde bei Zellkulturexperimenten keine Interferenz mit den "Good buffers“ beobachtet. Um Komplexe mit Schwermetallen zu bilden, kann EDTA zugesetzt werden.
Anwendungsabhängige Auswahl der Puffersubstanzen
Die Entscheidung für oder gegen einen Puffer ist auch abhängig von der Methode, für die er verwendet wird. Neben der Aktivitätsmessung wird die Proteinkonzentration in der Regel nach Isolations- oder Reinigungsprozessen bestimmt. Viele der auf Aminosäuren basierenden Puffersubstanzen können bei Protein-Assays (z.B. Lowry) aufgrund von Wechselwirkungen mit den Reagenzien oder der Absorption der Puffersubstanz selbst im Bereich über 230 nm zu falsch-positiven Ergebnissen führen. Diese Störungen können jedoch durch die Einbindung des Puffers in die Leerwertkontrolle od. Negativkontrolle leicht beseitigt werden.
Viele Puffer sind grundsätzlich für die Gelfiltration geeignet. Kationische Puffer wie Tris werden für die Anionenaustauschchromatographie bevorzugt. Anionische Puffer (wie Phosphat oder MES) sind für die Kationenaustauschchromatographie oder Hydroxylapatit-Chromatographie zu bevorzugen, d.h. der Puffer sollte die gleiche Ladung wie das Ionenaustauschermaterial aufweisen, um zu verhindern, dass es sich selbst an den Ionenaustauscher bindet.
Borat ist nicht für die Isolierung von Glykoproteinen oder Systemen mit Nukleotiden geeignet, da es mit der cis-Hydroxylgruppe von Zuckern interagiert. Wird die Elektrophorese nach der Auflösung des Proteins in Proteinreinigungssystemen durchgeführt, sollte ein Puffer mit geringer Ionenstärke verwendet werden, da eine hohe Ionenstärke das Gel erwärmen würde.
Die "Good buffers“ auf Basis des Piperazinrings - HEPES, HEPPS, HEPPSO und PIPES - sind nicht für die Untersuchung von Redoxprozessen geeignet, da sie in Gegenwart von H2O2 Sauerstoffradikale, autooxidierendes Eisen oder unter bestimmten elektrolytischen Bedingungen leicht Radikale bilden. Im Gegensatz dazu bildet der "Good buffer“ auf Basis eines Morpholinrings, MES, keine Radikale.
Hinweise zur Einstellung des pH-wertes eines Puffers
Puffer bestehen aus einer Säure und ihrer konjugierten Base. Die Qualität eines Puffers hängt von seiner Pufferkapazität ab, d.h. der Resistenz gegen Schwankungen des pH-wertes bei Zugabe starker Säuren bzw. Basen. Mit anderen Worten: Die Pufferkapazität entspricht der Menge an H+- oder OH-- Ionen, die durch den Puffer neutralisiert werden können. Die Pufferkapazität steht im Beziehung zur Pufferkonzentration und erreicht ihr Maximum bei dem pKa-Wert. Dieser Punkt entspricht also dem Mittelpunkt des pH-Bereiches, der durch den Puffer abgedeckt wird. Hier ist die Konzentration von Säure und Base gleich. In der Nachbarschaft dieses pH-Bereiches bewirken also relativ große H+-/OH--Mengen nur kleine pH-änderungen. Ein Puffer, dessen pH-Wert eine pH-Einheit über oder unter seinem pKa-Wert liegt, weist keine Pufferkapazität mehr auf.
Das Einstellen des pH-Wertes ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die Protonenkonzentration beeinflussen und sich auf die Funktion des Puffers auswirken:
Säure/Base: Der pH-wert wird in der Regel mit NaOH/KOH bzw. HCl eingestellt. Bei langsamer Zugabe der Säure oder Lauge unter starkem Rühren wird verhindert, dass lokal eine hohe Konzentrationen an H+- bzw. OH--Ionen auftritt. Andernfalls können Puffersubstanzen chemisch so verändert werden, dass sie inaktiviert werden oder in modifizierter Form hemmend wirken können. Wenn von einem Puffer die protonierte (Säure) und nichtprotonierte (Base) Form zur Verfügung stehen, kann der pH-wert auch durch Mischen der beiden Substanzen eingestellt werden. Falls monovalente Kationen stören oder untersucht werden sollen, kann der pH-wert mit Tetramethyl- oder Tetraethyl-ammonium-Hydroxid eingestellt werden. Anstelle von HCl können Acetat, Sulfat oder Glutamat verwendet werden, wobei besonders hier die Gefahr der Beeinflussung eines Enzyms besteht.
Temperatur: Der pH-wert eines Puffers kann sich je nach Puffersubstanz in Abhängigkeit der Temperatur ändern. Es empfiehlt sich daher den pH-wert möglichst bei der Temperatur einzustellen, bei der später gearbeitet werden soll. In den meisten tierischen Zellen liegt der physiologische pH-wert bei 37 °C im Bereich von pH 7,0 - 7,5. Ein besonders stark Temperatur-abhängiger Puffer ist das Tris. Eingestellt auf 7,5 bei 37 °C steigt er temperatur-abhängig im Testsystem bei 0 °C auf ca. 8,5. Good-Puffer sind generell gering Temperatur-sensitiv, Carboxylsäure-Puffer (Citrat, Format, Succinat) sogar noch weniger.
Pufferzusätze: Werden andere Komponenten zum Puffer zugegeben (z.b. EDTA, DTT, Mg2+), ist mit Änderungen des pH-wertes zu rechnen und er sollte nachgemessen werden.
Ionenstärke: Wie bei der Einstellung des pH-wertes, sollte auch bei der Wahl des Elektrolytes für die Einstellung der Ionenstärke der Pufferlösung (falls notwendig) vorgegangen werden, da sie in Abhängigkeit des verwendeten Elektrolyts steigt. Die Salze des Tetramethyl- bzw. Tetraethylammonium sind zum Einstellen der Ionenstärke geeignet, da die großen Kationen schlechter mit den negativen Ladungen der Enzyme interagieren können. Acetat als großes Anion interagiert seinerseits schlecht mit den Alkalimetallen.
pH-Meter-Kontrolle: Bei der Einstellung des pH-wertes eines Puffers stehen heute in der Regel akkurate pH-Meter mit digitaler Anzeige zur Verfügung. Das pH-Meter wird mit zwei pH-Standards kalibriert, die den Bereich des einzustellenden Puffers einschließen. Falls Zweifel an der Messgenauigkeit bestehen, kann dies einfach durch Standardisieren des pH-Meters mit einem 50 mm Phosphat-Puffer erfolgen, der dann 10-fach verdünnt wird. Der pH-wert sollte jetzt um 0,2 pH-einheiten höher liegen.
Nachstehend finden Sie einen Überblick über unsere PanReac AppliChem Markenprodukte, die entweder gebrauchsfertig sind oder zur Herstellung von Puffern für biowissenschaftliche Experimente und Anwendungen verwendet werden.
PRODUKTNUMMER | PRODUKTNAME | CAS-NUMMER | GEHALT |
A1060 | ACES für Pufferlösungen | 7365-82-4 | min. 99% |
A1032 | Ammoniumsulfat BioChemica | 7783-20-2 | min. 99,5% |
A3485 | Ammoniumsulfat für die Molekularbiologie | 7783-20-2 | min. 99,5% |
A1024 | Bicin für Pufferlösungen | 150-25-4 | min. 99% |
A1025 | Bis-Tris für Pufferlösungen | 6976-37-0 | min. 99% |
A2140 | Cacodylsäure - Natriumsalz - Trihydrat BioChemica | 6131-99-3 | min. 98% |
A1065 | CHES für Pufferlösungen | 103-47-9 | min. 99% |
A4150 | CTAB - Lysepuffer BioChemica | ||
A5097 | EDTA für die Molekularbiologie | 60-00-4 | min. 99% |
A1103 | EDTA BioChemica | 60-00-4 | min. 99% |
A4892 | EDTA - Lösung pH 8,0 (0,5 M) für die Molekularbiologie | ||
A3145 | EDTA-Lösung pH 8,0 (0,5 M) | ||
A2937 | EDTA - Dinatriumsalz - Dihydrat für die Molekularbiologie | 6381-92-6 | min. 99% |
A0878 | EGTA für die Molekularbiologie | 67-42-5 | min. 99% |
A1067 | Glycin für die Molekularbiologie | 56-40-6 | min. 99,5% |
A7026 | Glycin/Natriumhydroxid -Lösung zur Analyse | ||
A1360 | Harnstoff BioChemica | 57-13-6 | min. 99% |
A1049 | Harnstoff für die Molekularbiologie | 57-13-6 | min. 99,0% |
A1069 | HEPES für Pufferlösungen | 7365-45-9 | min. 99,5% |
A3724 | HEPES für die Molekularbiologie | 7365-45-9 | min. 99,5% |
A6916 | HEPES - Puffer pH 7,5 (1 M), steril | ||
A6906 | HEPES - Puffer pH 8,0 (1 M), steril | ||
A1072 | HEPPSO für Pufferlösungen | 68399-78-0 | min. 99% |
A1073 | Imidazol für Pufferlösungen | 288-32-4 | min. 99% |
A3635 | Imidazol ultrapure | 288-32-4 | min. 99,5% |
A1043 | Kaliumdihydrogenphosphat BioChemica | 7778-77-0 | min. 99,5% |
A1042 | di-Kaliumhydrogenphosphat wasserfrei BioChemica | 7758-11-4 | min. 99% |
A1074 | MES - Monohydrat für Pufferlösungen | 145224-94-8 | min. 99% |
A0689 | MES wasserfrei BioChemica | 4432-31-9 | min. 99,5% |
A1076 | MOPS für Pufferlösungen | 1132-61-2 | min. 99,5% |
A2947 | MOPS für die Molekularbiologie | 1132-61-2 | min. 99,5% |
A4555 | Natriumacetat wasserfrei für die Molekularbiologie | 127-09-3 | min. 99% |
A7006 | Natriumchlorid - Lösung (5 M) für die Molekularbiologie | 7647-14-5 | |
A2942 | Natriumchlorid für die Molekularbiologie | 7647-14-5 | min. 99,5% |
A3901 | tri-Natriumcitrat 2-hydrat BioChemica | 6132-04-3 | min. 99% |
A1046 | di-Natriumhydrogenphosphat wasserfrei BioChemica | 7558-79-4 | min. 99% |
A3905 | di-Natriumhydrogenphosphat - Dihydrat BioChemica | 10028-24-7 | min. 99,5% |
A0965 | PBS - Puffer (10X Dulbecco's) - Pulver | ||
A0964 | PBS - Puffer (1X Dulbecco's) - Pulver | ||
A9202 | PBS - Puffertabletten pH 7,2 (für 1 L) | ||
A9201 | PBS - Puffertabletten pH 7,4 (für 1 L) | ||
A9162 | PBS - Puffertabletten pH 7,4 (für 100 ml) | ||
A9177 | PBS - Puffertabletten pH 7,4 (für 200 ml) | ||
A9191 | PBS - Puffertabletten pH 7,4 (für 500 ml) | ||
A1079 | PIPES für Pufferlösungen | 5625-37-6 | min. 99% |
A1415 | SDS - Tris - Glycin - Puffer (10X) BioChemica | ||
A4227 | TAE - Puffer (10X) für die Molekularbiologie | ||
A1691 | TAE - Puffer (50X) | ||
A4686 | TAE - Puffer (50X) für die Molekularbiologie | ||
A0972 | TBE - Puffer (10X) | ||
A3945 | TBE - Puffer (10X) für die Molekularbiologie | ||
A4348 | TBE - Puffer (10X) - Pulver | ||
A4228 | TBE - Puffer (5X) für die Molekularbiologie | ||
A0386 | TE - Puffer (1X) pH 8,0 für die Molekularbiologie | ||
A8569 | TE - Puffer (1X) pH 8,0 low EDTA für die Molekularbiologie | ||
A1084 | TES für Pufferlösungen | 7365-44-8 | min. 99% |
A1431 | Trichloressigsäure (TCA) BioChemica | 76-03-9 | min. 99% |
A0590 | Trichloressigsäure - Lösung 20% BioChemica | 76-03-9 | 19,95 – 20,05% |
A1085 | Tricin BioChemica | 5704-04-1 | min. 99% |
A3846 | Triethylammoniumacetat- Puffer pH 7,0 (1 M) | 5204-74-0 | |
A0697 | Trifluoressigsäure BioChemica | 76-05-1 | min. 99,5% |
A4263 | Tris - Puffer pH 7,5 (1 M) für die Molekularbiologie | ||
A4577 | Tris - Puffer pH 8,0 (1 M) für die Molekularbiologie | ||
A1379 | Tris für Pufferlösungen | 77-86-1 | min. 99,3% |
A2264 | Tris für die Molekularbiologie | 77-86-1 | min. 99,9% |
A1087 | Tris - Hydrochlorid für Pufferlösungen | 1185-53-1 | min. 99% |
A3452 | Tris - Hydrochlorid für die Molekularbiologie | 1185-53-1 | min. 99% |
A1086 | Tris ultrapure | 77-86-1 | min. 99,9% |