कैसे एक फॉस्फेट बफर खारा समाधान तैयार करने के लिए

फॉस्फेट बफ़र्ड खारा, या पीबीएस समाधान, एक पीएच बफर समाधान है जो आमतौर पर दुनिया भर में जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं में उपयोग किया जाता है। _{यह विभिन्न लवणों} का एक समाधान है जिसमें बफर सिस्टम के रूप में एसिड/बेस पेयर ^{डाइहाइड्रोजन} फॉस्फेट/हाइड्रोजन फॉस्फेट (H2PO4 _– ^/ HPO4- ) होता है। यह बफर सिस्टम एक जैविक और चिकित्सा प्रकृति के प्रयोगों को करने के लिए आदर्श है, क्योंकि डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट (जिसे डाइएसिड फॉस्फेट भी कहा जाता है) में 7.2 का पीकेए होता है, इसलिए संयुग्मित जोड़ी का एक विषुवतीय समाधान 7. .2 के आसपास पीएच को नियंत्रित करता है, पर्याप्त अनुकरण करता है मानव शारीरिक पीएच।

विभिन्न शरीर तरल पदार्थों के पीएच को सही ढंग से मॉडलिंग करने के अलावा, पीबीएस समाधान में कुछ भंग लवण भी होते हैं, जैसे सोडियम क्लोराइड, पोटेशियम क्लोराइड, और कुछ मामलों में कैल्शियम और मैग्नीशियम क्लोराइड। साथ में, लवण और फॉस्फेट रक्त प्लाज्मा (लगभग 290 mOsm/L) के समतुल्य एक परासारिता के साथ समाधान प्रदान करते हैं, जिससे यह एक आइसोटोनिक समाधान बन जाता है, जो शारीरिक स्थितियों के तहत कोशिकाओं और अन्य प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए आदर्श है।

पीबीएस बफर की संरचना

विभिन्न फॉर्मूलेशन हैं जो फॉस्फेट बफर्ड सेलाइन की श्रेणी में आते हैं।

न्यूनतम के रूप में, इस घोल में मुख्य नमक के रूप में सोडियम क्लोराइड होना चाहिए (जिससे लवणीय घोल शब्द आता है) और इसमें बफर सिस्टम के दो घटकों में से एक का कम से कम एक नमक भी होना चाहिए। यह सोडियम या पोटेशियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट हो सकता है, या सोडियम या पोटेशियम हाइड्रोजन फॉस्फेट का भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

पहले मामले में, एसिड नमक के आधे हिस्से को बेअसर करने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड जैसे मजबूत आधार को भी जोड़ा जाना चाहिए और इस प्रकार पूर्ण बफर सिस्टम उत्पन्न होता है। दूसरे मामले में, हम केवल मूल नमक की उपस्थिति में शुरू करते हैं, इसलिए पर्याप्त संयुग्मित एसिड उत्पन्न करने के लिए हमें इसके आधे हिस्से को बेअसर करना चाहिए।

इन पीबीएस समाधानों में से एक की संरचना का एक विशिष्ट उदाहरण है:

• सोडियम क्लोराइड (NaCl) 140 मिमी।
• 12 मिमी सोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट।
• वांछित पीएच तक पहुंचने तक हाइड्रोक्लोरिक एसिड।

हालांकि, सबसे आम मामले में, पीबीएस समाधान जैविक तरल पदार्थों की विशेषताओं को यथासंभव अनुकरण करने की कोशिश करता है, जिसमें सोडियम के अलावा अन्य आयन, विभिन्न फॉस्फेट और क्लोराइड शामिल हैं। इस कारण से, पीबीएस समाधान आमतौर पर ऊपर वर्णित की तुलना में थोड़ा अधिक जटिल होते हैं। जिन समाधानों की तैयारी नीचे वर्णित है, उनमें पीएच को समायोजित करने से पहले संबंधित आयनिक प्रजातियों की अंतिम सांद्रता हैं:

_{हाइड्रोजन फॉस्फेट (एचपीओ 4} ^2- ) और डायहाइड्रोजेन फॉस्फेट (एच ₂ पीओ ₄ ^– ) आयनों की विशेष सांद्रता, 7 के पास पीएच मान पर संतुलन में प्रमुख प्रजातियां, विशेष पीएच पर निर्भर करती हैं जिसके लिए समाधान समायोजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि पीएच को 7.2 तक लाया जाता है, डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट का pKa, तो दोनों आयन लगभग 5.9 मिमी की सांद्रता के साथ 1:1 के अनुपात में होंगे।

निम्नलिखित प्रयोगशाला उपयोग के लिए एक विशिष्ट पीबीएस समाधान तैयार करने के लिए प्रोटोकॉल है, जिसमें फॉस्फेट, क्लोराइड और सोडियम आयनों के अलावा पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम आयन भी होते हैं।

फॉस्फेट बफर खारा तैयार करना

जीव विज्ञान, चिकित्सा, या जैव रसायन प्रयोगशाला में उपयोग के लिए पीबीएस समाधान तैयार करने के दो विशिष्ट तरीके हैं: आवश्यक लवणों को तौलकर और सीधे भंग करके, या अधिक केंद्रित समाधान को पतला करके।

दोनों प्रक्रियाएं एक ही परिणाम देती हैं, लेकिन दूसरा उन प्रयोगशालाओं में अधिक व्यावहारिक है जहां इस समाधान का अक्सर उपयोग किया जाता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि केवल एक सांद्रित घोल तैयार करके, किसी भी आवश्यक तनुकरण को जरूरत पड़ने पर जल्दी से तैयार किया जा सकता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो 4 से 6 अलग-अलग लवणों को तौलने और घोलने की तुलना में बहुत तेज और कम त्रुटि-प्रवण है। तैयार होना चाहिए।

प्रत्यक्ष वजन द्वारा 1x पीबीएस समाधान तैयार करना

निम्न तालिका में विभिन्न घटकों के द्रव्यमान शामिल हैं जिन्हें 7.2 और 7.4 के बीच पीएच के साथ 250 एमएल, 500 एमएल, और 1 एल मानक पीबीएस समाधान तैयार करने के लिए तौला जाना चाहिए और लगभग 290 एमओएसएम / एल की ऑस्मोलरिटी। इस समाधान को आमतौर पर पीबीएस 1x कहा जाता है क्योंकि यह प्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त एकाग्रता वाला है।

तैयारी प्रोटोकॉल

इन समाधानों की तैयारी निम्न चरणों के माध्यम से की जाती है:

1. एक विश्लेषणात्मक तुला का उपयोग करके सभी लवणों को अलग-अलग तौला जाता है।
2. एक उपयुक्त आकार के बीकर या बीकर में, तैयार किए जाने वाले घोल की कुल मात्रा के चार-पांचवें हिस्से तक पानी डालें (250 एमएल घोल के लिए 200 एमएल पानी, 500 एमएल घोल के लिए 400 एमएल, या यदि संभव हो तो अल्ट्राप्योर (विआयनीकृत) पानी का उपयोग करें। पानी की इस मात्रा को बहुत सटीक रूप से मापना आवश्यक नहीं है।
3. पहले से तौले गए नमक को एक-एक करके डालें और पूरी तरह से घुलने तक मैग्नेटिक स्टिरर या कांच की छड़ से हिलाएं। परिणामी समाधान में लगभग 7.8 या 7.9 का अधिक क्षारीय पीएच होना चाहिए।
4. पीएच-मीटर या पीएच मीटर का उपयोग करके और लगातार सरगर्मी के तहत वांछित पीएच तक पहुंचने तक 0.1 एम हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) समाधान जोड़ें। 1 एल समाधान में लगभग 7.4 के पीएच तक पहुंचने के लिए, 0.1 एम एचसीएल के लगभग 30 एमएल की आवश्यकता होगी। अन्य दो के लिए, आनुपातिक रूप से छोटी मात्रा की आवश्यकता होगी।
5. एक बार वांछित पीएच पहुंच जाने के बाद, समाधान को उपयुक्त क्षमता (250 एमएल, 500 एमएल या 1 एल, जैसा भी मामला हो) के वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में स्थानांतरित करें।
6. एक बार वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में, माप के निशान तक अल्ट्राप्योर पानी डालें।
7. बलून स्टॉपर के साथ, यह सुनिश्चित करने के लिए समाधान को हिलाएं कि समाधान सजातीय है।

प्रत्यक्ष वजन द्वारा 10x पीबीएस समाधान तैयार करना

10x पीबीएस समाधान मानक समाधान का दस गुना अधिक केंद्रित संस्करण है। इस घोल का उपयोग प्रयोगों को करने के लिए नहीं किया जाता है, बल्कि तनुकरण द्वारा मानक समाधान तैयार करने के लिए एक केंद्रित समाधान के रूप में किया जाता है।

निम्न तालिका में विभिन्न घटकों के द्रव्यमान शामिल हैं जिन्हें 250 एमएल, 500 एमएल, और 10x पीबीएस समाधान के 1 एल को 7.2 और 7.4 के बीच पीएच के साथ और लगभग 2.90 ओएसएम / एल की ऑस्मोलरिटी तैयार करने के लिए तौला जाना चाहिए।

तैयारी प्रोटोकॉल

पिछले मामले की तरह ही चरणों का पालन करके किसी भी केंद्रित समाधान की तैयारी की जाती है। एकमात्र महत्वपूर्ण परिवर्तन विलेय का द्रव्यमान है, जो दस गुना अधिक है।

दूसरी ओर, चूंकि यह बहुत अधिक केंद्रित समाधान है, पीएच समायोजन को अधिक केंद्रित एचसीएल समाधान के साथ भी किया जाना चाहिए, अधिमानतः 1 एम। इसे उसी 0.1 एम समाधान के साथ नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि मात्रा 7.2 और 7.4 के बीच पीएच तक पहुंचने के लिए आवश्यक होगा, अंत में उस घोल की अंतिम कुल मात्रा से अधिक हो जाएगा जिसे आप तैयार करना चाहते हैं।

10x समाधान के कमजोर पड़ने से 1x पीबीएस समाधान तैयार करना

पिछले खंड में वर्णित 10x केंद्रित समाधान का उपयोग 1x पीबीएस समाधान की छोटी मात्रा की तैयारी के लिए स्टॉक या मदर सॉल्यूशन के रूप में किया जाता है। निम्न तालिका केंद्रित समाधान की मात्रा को इंगित करती है जिसे 1x पीबीएस समाधान की मात्रा के अनुसार मापा जाना चाहिए जिसे आप तैयार करना चाहते हैं।

तैयारी प्रोटोकॉल

सभी मामलों में, कमजोर पड़ने की तैयारी के लिए एक वॉल्यूमेट्रिक पिपेट के उपयोग की आवश्यकता होती है जिसकी क्षमता मापी जाने वाली 10x समाधान की मात्रा के बराबर होती है, साथ ही एक वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क जिसका वॉल्यूम वांछित समाधान की मात्रा के बराबर होता है। तैयार करना।

चरण निम्न हैं:

1. सत्यापित करें कि केंद्रित समाधान अवक्षेपित नहीं हुआ है। अगर ऐसा है, तो इसे पूरी तरह से घुलने तक हिलाएं।
2. उपयुक्त आकार के बीकर में मापने के लिए 10x पीबीएस समाधान की थोड़ी बड़ी मात्रा डालें।
3. एक उपयुक्त वॉल्यूम वॉल्यूमेट्रिक पिपेट (जैसा कि ऊपर वर्णित है) का उपयोग करके केंद्रित समाधान की इसी मात्रा को मापें और इसे उचित वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में जोड़ें।
4. क्षमता चिह्न तक पानी डालें।
5. बलून स्टॉपर के साथ, यह सुनिश्चित करने के लिए समाधान को हिलाएं कि समाधान सजातीय है।

पीबीएस समाधानों का बंध्याकरण और भंडारण

हालांकि इन समाधानों को तैयार करने के तुरंत बाद लगभग हमेशा इस्तेमाल किया जा सकता है, फॉस्फेट-बफर खारा के कुछ अनुप्रयोगों के लिए पहले इसे निष्फल करने की आवश्यकता होती है। इन मामलों में, 15 पीएसआई पर आटोक्लेव में 20 मिनट की नसबंदी पर्याप्त है।

भंडारण के संबंध में, 1x और 10x पीबीएस दोनों समाधान कमरे के तापमान पर संग्रहीत किए जा सकते हैं।

यदि आवश्यक हो, तो उन्हें अपने शेल्फ जीवन को बढ़ाने के लिए प्रशीतन के तहत भी संग्रहीत किया जा सकता है। मानक समाधान के मामले में, ठंडा करने से कोई समस्या नहीं होती है। हालांकि, 10x समाधान के मामले में, क्योंकि यह अपेक्षाकृत केंद्रित समाधान है, ठंडा करने से कुछ लवणों की वर्षा हो सकती है, खासकर अगर समाधान में कैल्शियम और मैग्नीशियम होता है।

जब तक संबंधित कमजोर पड़ने को तैयार करने के लिए इस समाधान का उपयोग करने से पहले सभी विलेय को फिर से घोलने के लिए कदम उठाए जाते हैं, तब तक वर्षा सामान्य रूप से एक समस्या नहीं है। इसे प्राप्त करने के लिए, समाधान को कमरे के तापमान तक पहुंचने देना और तब तक हिलाना पर्याप्त है जब तक कि गठित सभी ठोस पदार्थ घुल न जाएं। यदि आवश्यक हो, तो विलेय को अधिक तेज़ी से भंग करने में मदद के लिए समाधान को थोड़ा गर्म भी किया जा सकता है।

संदर्भ

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