Dans les cellules et les organismes vivants, les fluides autour et à l'intérieur des cellules est maintenu à un pH constant. Le pH de ce système est souvent crucial pour les réactions biochimiques qui se produisent dans l'organisme. Pour étudier les processus biologiques dans le laboratoire, les scientifiques utilisent des tampons pour maintenir le pH correct pendant l'expérience. De nombreux tampons biologiques ont été initialement décrites par Good et ses collègues en 1966 et sont encore utilisés dans les laboratoires aujourd'hui.
Comment Tampons travail
Un tampon est simplement une solution contenant un acide faible et sa base conjuguée. Lorsqu'un acide est ajouté au tampon, il réagit avec la base conjuguée faisant un acide faible et affecte à peine le pH de la solution.
Exigences d'un tampon
Un certain nombre de caractéristiques font un tampon biologique efficace. Ils doivent être solubles dans l'eau, mais pas soluble ou très peu soluble dans les solvants organiques. Le tampon ne doit pas être en mesure de passer à travers la membrane cellulaire, car cela pourrait affecter le comportement des cellules. Buffers doivent être non toxiques, ne doivent pas absorber les rayonnements UV et doivent demeurer inertes et stables tout au long du processus expérimental. La température et la composition ionique ne devraient pas modifier le pH ou la capacité de mise en mémoire tampon.
Sélection d'un tampon appopriate
Le tampon choisi doit avoir un pKa dans l'optimum de gamme pour le processus en cours d'étude. Un tampon ayant un pKa supérieur est approprié s'il est susceptible d'être une augmentation du pH au cours de l'expérience, et vice-versa, si on prévoit que le pH baisse. Les concentrations de tampon doit être optimisé, comme des concentrations supérieures à 25 mM peuvent avoir une meilleure capacité de mise en mémoire tampon, mais peut inhiber les activités cellulaires telles que les enzymes. La méthode dicte aussi quel tampon à utiliser; par exemple, dans l'électrophorèse, un tampon ayant une faible force ionique est appropriée pour empêcher la matrice de gel de se réchauffer.
Comment modifier le pH d'un tampon
Parce que le pH peut modifier avec les changements de température, les scientifiques doivent tester le pH des tampons à la température à laquelle ils vont mener l'expérience. Tris est un tampon particulièrement sensibles aux modifications de pH avec la température. Tous les compteurs de pH doivent être étalonnés à la température de travail. Les additifs peuvent également modifier le pH, ce qui rend retester nécessaire. De modifier le pH d'un acide, habituellement l'acide chlorhydrique, ou une base, habituellement le sodium ou l'hydroxyde de potassium, est ajouté; cela devrait être fait lentement pour éviter l'inactivation ou chimiques modifications dans le tampon.
Des exemples de tampons biologiques
un tampon TE, qui est mM de Tris-HCl 10 et 1 mM d'EDTA, est approprié à un certain nombre de valeurs de pH pour le stockage des acides nucléiques. L'électrophorèse est une méthode commune pour l'étude des protéines ou des acides nucléiques; ce procédé utilise un certain nombre de tampons, y compris Tris-acétate-EDTA, Tris-glycine et les tampons Tris-borate-EDTA. Ces tampons empêchent le chauffage de la matrice de gel et peuvent contenir des additifs tels que l'urée et de SDS, selon l'enquête.