Goods buffertar
Goods buffertar (även Good buffers ) är tjugo buffertmedel för biokemisk och biologisk forskning utvalda och beskrivna av Norman Good och kollegor under 1966–1980. De flesta av buffertarna var nya zwitterjoniska föreningar framställda och testade av Good och medarbetare för första gången, även om några ( MES , ADA , BES, Bicine ) var kända föreningar som tidigare förbisetts av biologer. Innan Goods arbete hade få vätejonbuffertar mellan pH 6 och 8 varit tillgängliga för biologer, och mycket olämpliga, giftiga, reaktiva och ineffektiva buffertar hade ofta använts. Många Goods buffertar blev och förblir avgörande verktyg i moderna biologiska laboratorier.
Urvalskriterier
Bra försökte identifiera buffrande föreningar som uppfyllde flera kriterier som sannolikt är av värde i biologisk forskning.
- p Ka - : Eftersom de flesta biologiska reaktioner äger rum nära neutralt pH mellan 6 och 8, skulle idealiska buffertar ha p Ka värden i denna region för att ge maximal buffringskapacitet där.
- Löslighet: För enkel hantering och eftersom biologiska system finns i vattenhaltiga system krävdes god löslighet i vatten. Låg löslighet i opolära lösningsmedel (fetter, oljor och organiska lösningsmedel) ansågs också vara fördelaktigt, eftersom detta skulle tendera att förhindra buffertföreningen från att ackumuleras i opolära fack i biologiska system: cellmembran och andra cellfack.
- Membranogenomtränglighet: I idealfallet kommer en buffert inte lätt att passera genom cellmembran, detta kommer också att minska ackumuleringen av buffertförening i celler .
- Minimala salteffekter: Högt joniska buffertar kan orsaka problem eller komplikationer i vissa biologiska system.
- Inverkan på dissociation: Det bör finnas en minsta påverkan av buffertkoncentration, temperatur och jonsammansättning av mediet på dissociationen av bufferten.
- Väluppförda katjoninteraktioner: Om buffertarna bildar komplex med katjoniska ligander bör de bildade komplexen förbli lösliga. Idealiskt kommer åtminstone några av de buffrande föreningarna inte att bilda komplex.
- Stabilitet: Buffertarna ska vara kemiskt stabila, stå emot enzymatisk och icke-enzymatisk nedbrytning.
- Biokemisk tröghet: Buffertarna bör inte påverka eller delta i några biokemiska reaktioner.
- Optisk absorbans: Buffertar bör inte absorbera synligt eller ultraviolett ljus vid våglängder längre än 230 nm för att inte störa vanliga spektrofotometriska analyser.
- Lätt att förbereda: Buffertar bör lätt förberedas och renas från billiga material.
Lista över Goods buffertar
Följande tabell visar p Ka - värden vid 20 °C. Värdena ändras med cirka 0,01 per temperaturgrad. Goods originalpapper från 1966 hade två äldre buffertar (markerade med kursiv stil ) för jämförelse. 1972 publicerade Good en andra lista med ytterligare tre buffertar, och ytterligare fem lades till 1980.
| Buffert | p K a | Användbart pH-område | Datum tillagt |
|---|---|---|---|
| MES | 6.15 | 5,5–6,7 | 1966 |
| ADA | 6,62 | 6,0–7,2 | 1966 |
| RÖR | 6,82 | 6,1–7,5 | 1966 |
| ACES | 6,88 | 6,1–7,5 | 1966 |
| MOPSO | 6,95 | 6,2–7,6 | 1980 |
| Kolaminklorid | 7.10 | 1966 | |
| MOPSAR | 7.15 | 6,5–7,9 | 1972 |
| VARA S | 7.17 | 6,4–7,8 | 1966 |
| TES | 7,50 | 6,8–8,2 | 1966 |
| HEPES | 7,55 | 6,8–8,2 | 1966 |
| DIPSO | 7,60 | 7,0–8,2 | 1980 |
| TAPSO | 7,60 | 7,0–8,2 | 1980 |
| Acetamidoglycin | 7,70 | 1966 | |
| POPSO | 7,85 | 1980 | |
| HEPPSO | 7,90 | 1980 | |
| HEPPS | 8.10 | 7,6–8,6 | 1972 |
| Tricin | 8.15 | 7,4–8,8 | 1966 |
| Tris | 8.20 | 7,0–9,0 | 1966 |
| Glycinamid | 8.20 | 1966 | |
| Glycylglycin | 8.20 | 7,5–8,9 | 1966 |
| Bicine | 8.35 | 7,6–9,0 | 1966 |
| KRANAR | 8,55 | 7,7–9,1 | 1972 |
Alla buffrande medel uppnår sin funktion eftersom de innehåller en sur grupp (acetat, fosfat, sulfonat ..) eller en basisk grupp (amino, pyridyl ..). En konsekvens av detta är att de kan bilda komplex med de biologiskt viktiga jonerna Na + , K + , Mg 2+ och Ca 2+ och kan konkurrera om metalljonen som finns i ett metalloprotein . i själva verket uttalade Good att "det kan vara så att strävan efter universell biologisk tröghet är meningslös."
Piperazinhaltiga buffertar ( PIPES , HEPES , POPSO och EPPS ) kan bilda radikaler och bör undvikas i studier av redoxprocesser inom biokemi.
Tricin fotooxideras av flaviner och minskar därför aktiviteten av flavonenzymer i dagsljus. Fria syror av ADA, POPSO och PIPES är dåligt lösliga i vatten, men de är mycket lösliga som mononatriumsalter. ADA absorberar UV-ljus under 260 nm, och ACES absorberar det vid 230 nm och lägre.
Under årens lopp har p K a s och andra termodynamiska värden av många Goods buffertar undersökts och omvärderats grundligt. I allmänhet uppmärksammade Norman Good och hans medarbetare det vetenskapliga samfundet på möjligheten och fördelarna med att använda zwitterjoniska buffertar i biologisk forskning. Sedan dess har andra zwitterjoniska föreningar, inklusive AMPSO, CABS, CHES, CAPS och CAPSO, undersökts för användning i ett biologiskt sammanhang.