【原】生物缓冲剂HEPES的应用

 HEPES中文全称4-羟乙基哌嗪乙磺酸，CAS为7365-45-9，hepes缓冲液的主要成分是羟乙基哌嗪乙硫磺酸（2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid），HEPES是一种两性缓冲液,溶于水，不与金属离子形成稳定的配合物，其在pH 7.2 - 7.4 范围内具有较好的缓冲能力。多数情况下，不会干扰生物化学过程，可广泛应用于多种生物化学反应：

  

1、HEPES常用于各种类型生物体的细胞培养基中用作缓冲试剂,细胞-细胞黏附，细胞短期聚集培养，清洗组织、细胞所用缓冲液；

2、在蛋白质研究中，PIPES常用作阳离子交换色谱法中结合缓冲液的组分和洗脱液；

3、在DNA研究中，PIPES用作磷酸钙和DNA沉淀物形成体系的缓冲液，AFM以及电穿孔实验中的缓冲液。

4、另外，HEPES对DNA和限制酶之间的反应有一定干扰，也不适合用于Lowry氏法测定蛋白质含量。

5、HEPES缓冲液常用于细胞器和极易变性的、对pH敏感的蛋白质和酶的研究工作，以及生化诊断试剂盒、DNA/RNA提取试剂盒及PCR诊断试剂盒里。

6、分离与分析RNA核组分的反应缓冲液、预杂交缓冲液、杂交缓冲液；用于RNA与T4RNA。分子生物学级用于用T4RNA连接酶进行RNA3'-末端标记，分离与分析核RNA之反应缓冲液组分、预杂交缓冲液缓和杂交缓冲液成分。

HEPES能较长时间控制恒定的pH范围。使用终浓度为10-50mmol/L，一般培养液内含20mmol/LHEPES即可达到缓冲能力。其最大优点是在开放式培养或细胞观察时能维持较恒定的PH值.在这种培养条件下,细胞培养瓶的盖子应拧紧,以防止培养液中所需的少量碳酸盐散入空气中。

其他应用：

1.促进脱矿牙本质再矿化的方法，包括以下步骤：

（1）将133mmol/L NaCl溶液加入到50 mmol/L乳酸溶液中，直至乳酸溶液的pH值为4，得 到配置好的乳酸溶液；将2mm×2mm×12mm大小的EBPM-NACP树脂条放置于50mL配置好的乳 酸溶液中，共放置42天；其中于第7、14、21、28、35、42天分别测量该乳酸溶液中的Ca、P离子 浓度，得到其初次释放曲线，即图1-2；随后，树脂条再置于100mL上述配制的乳酸溶液中30 天，使其树脂条中的Ca、P离子彻底释放；

（2）将步骤（1）中得到的树脂条浸泡于5mL CaCl2和HEPES缓冲液构成的pH值为7的溶液 中，其中CaCl2终浓度为100mmol/L，HEPES终浓度为50mmol/L，震荡1min，用去离子水冲洗树 脂条并于空气中干燥；对EBPM-NACP树脂条进行钙离子“充电”；

（3）将步骤（2）中得到的树脂条浸泡于5mL K2HPO4和hepes缓冲液构成的pH值为7的溶 液中，其中K2HPO4终浓度为60mmol/L，HEPES终浓度为50mmol/L，震荡1min，用去离子水冲洗 树脂条并于空气中干燥；对EBPM-NACP树脂条进行磷离子“充电”；

（4）重复步骤（2）和（3）三次，将树脂条冲洗1min并在空气中干燥；

（5）将步骤（4）处理得到的树脂条放置脱矿牙本质样本上，并置于模拟口腔环境中。

进一步的，步骤（5）处理之前还包括以下步骤：将脱矿牙本质样本用浓度为1mg/mL 的端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物溶液浸泡处理1h；端基为氨基的聚酰胺-胺型树 枝状聚合物采用第三代端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物，简称PAMAM；常温、常压下 将10mgPAMAM粉末溶于10ml去离子水中得到1mg/mL的PAMAM溶液；第三代端基为氨基的聚酰 胺-胺型树枝状聚合物是以乙二胺为起始核心，反复与丙烯酸甲酯通过Michael加成反应后 再与乙二胺通过酰胺化反应制备而成的。

2.制备纳米金颗粒

步骤S1：配制浓度为0.05-10mmol/L的氯金酸溶液；

步骤S2：配制浓度为5-50mmol/L的hepes缓冲液，并用氢氧化钠调节hepes缓冲液的PH值至7.0-8.0；

步骤S3：向步骤S2所配制的HEPES缓冲液中添加表面活性剂，配制浓度为1-2mmol/L的表面活性剂溶液；

步骤S4：将步骤S3所配制的表面活性剂溶液引入反应池，按氯金酸溶液和表面活性剂溶液的摩尔比为1:1-1:10向反应池中缓慢添加步骤S1所配制的氯金酸溶液，并以200-300r/min的速度匀速搅拌，反应5-30min，获得含有纳米金胶体的混合液；

步骤S5：将步骤S4所配制的混合液进行纳米金胶体的干燥提纯，获得纳米金颗粒。

以配制200L的浓度为50mmol/L的hepes缓冲液为例，其配置方法为：首先称取2.38kg的HEPES溶于180L的去离子水中，超声、振荡直至完全溶解；然后使用PH计测得此时溶液的PH值约为5.4，于是慢慢添加0.1mol/L的氢氧化钠溶液并不断搅拌直至PH调整至7.4；最后继续添加去离子至200L。