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인산염 완충 식염수 또는 PBS 용액은 전 세계 생물학 실험실에서 일반적으로 사용되는 pH 완충 용액입니다. 그것은 버퍼 시스템으로 산/염기 쌍 인산이수소/인산수소(H 2 PO 4 -/ HPO 4 – )를 갖는 다양한 염의 용액입니다. 이 완충액 시스템은 인산이수소(이산 인산염이라고도 함)의 pKa가 7.2이기 때문에 생물학적 및 의학적 성질의 실험을 수행하는 데 이상적입니다. 인간의 생리적 pH.
다양한 체액의 pH를 올바르게 모델링하는 것 외에도 PBS 용액에는 염화나트륨, 염화칼륨, 경우에 따라 염화칼슘 및 염화마그네슘과 같은 약간의 용해된 염도 있습니다. 염과 인산염은 함께 혈장 삼투압(약 290mOsm/L)과 동등한 용액을 제공하여 생리학적 조건에서 세포 및 기타 시스템을 연구하는 데 이상적인 등장액이 됩니다.
PBS 버퍼의 조성
인산완충 식염수 범주에 속하는 다양한 제형이 있습니다.
최소한 이 용액은 주 염(식염수라는 용어의 유래)으로 염화나트륨을 포함해야 하며 완충 시스템의 두 구성 요소 중 하나의 염도 적어도 하나 포함해야 합니다. 인산이수소나트륨 또는 인산수소칼륨일 수 있거나 인산수소나트륨 또는 인산수소칼륨도 사용할 수 있습니다.
첫 번째 경우에는 산성 염의 절반을 중화하기 위해 수산화나트륨과 같은 강염기도 추가해야 하므로 완전한 완충 시스템을 생성합니다. 두 번째 경우에는 염기성 염만 존재하는 상태에서 시작하므로 짝산을 충분히 생성하려면 절반을 중화해야 합니다.
이러한 PBS 솔루션 중 하나의 구성에 대한 일반적인 예는 다음과 같습니다.
- 염화나트륨(NaCl) 140mM.
- 12mM 인산수소나트륨.
- 원하는 pH에 도달할 때까지 염산.
그러나 가장 일반적인 경우 PBS 솔루션은 나트륨 이외의 이온, 다양한 인산염 및 염화물을 포함하는 생물학적 체액의 특성을 최대한 시뮬레이션하려고 합니다. 이러한 이유로 PBS 솔루션은 일반적으로 위에서 설명한 것보다 약간 더 복잡합니다. 준비가 아래에 설명된 용액에서 pH를 조정하기 전 관련 이온 종의 최종 농도는 다음과 같습니다.
| 이온 | 농도(mM) |
| 아니 + | 157 |
| 케이 + | 4.5 |
| 칼슘 2+ | 1 |
| mg 2+ | 0.5 |
| Cl – | 142.7 |
| 인산염 | 11.8 |
7 부근의 pH 값에서 평형을 이루는 우세 종인 인산수소(HPO 4 2- ) 및 인산이수소(H 2 PO 4 – ) 이온의 특정 농도 는 용액이 조정되는 특정 pH에 따라 달라집니다. 예를 들어, pH가 인산이수소의 pKa인 7.2가 되면 두 이온 모두 약 5.9mM의 농도로 1:1 비율이 됩니다.
다음은 인산염, 염화물 및 나트륨 이온 외에도 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 이온을 포함하는 실험실용 일반적인 PBS 용액을 준비하기 위한 프로토콜입니다.
인산염 완충 식염수의 준비
생물학, 의학 또는 생화학 실험실에서 사용하기 위해 PBS 용액을 준비하는 두 가지 일반적인 방법이 있습니다. 즉, 필요한 염의 무게를 재고 직접 용해하거나 더 농축된 용액을 희석하는 것입니다.
두 절차 모두 동일한 결과를 제공하지만 두 번째 절차는 이 솔루션을 자주 사용하는 실험실에서 훨씬 더 실용적입니다. 이는 단 하나의 농축 용액을 준비함으로써 필요한 희석액을 필요할 때 신속하게 준비할 수 있으며, 이는 4~6가지의 서로 다른 염을 칭량하고 용해하는 것보다 훨씬 빠르고 오류가 발생하기 쉬운 절차입니다. 반드시 준비해야 합니다.
직접 칭량에 의한 1x PBS 용액 준비
다음 표에는 pH가 7.2~7.4이고 삼투압이 약 290mOsm/L인 표준 PBS 용액 250mL, 500mL 및 1L를 준비하기 위해 계량해야 하는 여러 구성 요소의 질량이 포함되어 있습니다. 이 용액은 실험에 사용하기에 적절한 농도를 가진 용액이므로 일반적으로 PBS 1x라고 합니다.
| 용질 | 용질의 몰 질량(g/mol) | 250mL에 대한 용질 질량(g)(g) | 500mL에 대한 용질 질량(g) | 1L에 대한 용질 질량(g) | 공칭 농도(mM) |
| NaCl | 58.44 | 2,002 | 4,003 | 8,006 | 137 |
| KCl | 74,548 | 0.050 | 0.101 | 0.201 | 2.7 |
| Na2HPO4 _ _ _ | 141,958 | 0.355 | 0.710 | 1,420 | 10 |
| KH 2 포 4 | 136,084 | 0.061 | 0.122 | 0.245 | 1.8 |
| CaCl 2 • 2H 2 O(선택 사항) | 147,008 | 0.037 | 0.074 | 0.147 | 1 |
| MgCl 2 • 6H 2 O(옵션) | 203,295 | 0.025 | 0.051 | 0.102 | 0.5 |
준비 프로토콜
이러한 솔루션의 준비는 다음 단계를 통해 수행됩니다.
- 모든 염은 분석 저울을 사용하여 개별적으로 무게를 잰다.
- 적당한 크기의 비이커 또는 비이커 에 준비할 용액의 총 부피의 4/5가 되도록 물을 추가합니다(250mL 용액의 경우 200mL, 500mL 용액의 경우 400mL , 가능하면 초순수(탈이온수)를 사용하십시오. 이 양의 물을 매우 정확하게 측정할 필요는 없습니다.
- 미리 계량한 염을 하나씩 넣고 자석교반기나 유리막대로 완전히 녹을 때까지 흔든다. 생성된 용액은 약 7.8 또는 7.9의 보다 알칼리성인 pH를 가져야 합니다.
- pH 측정기 또는 pH 측정기를 사용하고 계속 저으면서 원하는 pH에 도달할 때까지 0.1M 염산(HCl) 용액을 추가합니다. 1L 용액에서 약 7.4의 pH에 도달하려면 약 30mL의 0.1M HCl이 필요하고 나머지 2개는 비례적으로 더 적은 양이 필요합니다.
- 원하는 pH에 도달하면 용액을 적절한 용량(경우에 따라 250mL, 500mL 또는 1L)의 메스 플라스크로 옮깁니다.
- 부피 플라스크에 일단 초순수를 측정 표시까지 추가합니다.
- 풍선 마개를 제자리에 놓고 용액을 흔들어 용액이 균질해지도록 합니다.
직접 칭량에 의한 10x PBS 용액 준비
10x PBS 솔루션은 표준 솔루션보다 10배 더 농축된 버전입니다. 이 용액은 실험에 사용하는 것이 아니라 희석하여 표준용액을 조제하기 위한 농축액으로 한다.
다음 표에는 pH가 7.2~7.4이고 삼투압이 약 2.90 Osm/L인 10x PBS 용액 250mL, 500mL 및 1L를 준비하기 위해 계량해야 하는 여러 구성 요소의 질량이 포함되어 있습니다.
| 용질 | 용질의 몰 질량(g/mol) | 250mL에 대한 용질 질량(g)(g) | 500mL에 대한 용질 질량(g) | 1L에 대한 용질 질량(g) | 공칭 농도(mM) |
| NaCl | 58.44 | 20.0157 | 40.0314 | 80.0628 | 1370 |
| KCl | 74,548 | 0.503199 | 1.006398 | 2.012796 | 27 |
| Na2HPO4 _ _ _ | 141,958 | 3.54895 | 7.0979 | 1958년 14월 | 100 |
| KH 2 포 4 | 136,084 | 0.612378 | 1.224756 | 2.449512 | 18 |
| CaCl 2 • 2H 2 O(선택 사항) | 147,008 | 0.36752 | 0.73504 | 1.47008 | 10 |
| MgCl 2 • 6H 2 O(옵션) | 203,295 | 0.25411875 | 0.5082375 | 1.016475 | 5 |
준비 프로토콜
농축 용액의 준비는 이전 경우와 동일한 단계에 따라 수행됩니다. 유일하게 중요한 변화는 10배 더 큰 용질의 질량입니다.
반면에 훨씬 더 농축된 용액이기 때문에 pH 조정도 더 농축된 HCl 용액, 바람직하게는 1M로 수행해야 합니다. 7.2와 7.4 사이의 pH에 도달하는 데 필요하므로 준비하려는 용액의 최종 총 부피를 초과하게 됩니다.
10x 용액을 희석하여 1x PBS 용액 준비
이전 섹션에서 설명한 10x 농축 용액은 소량의 1x PBS 용액을 현장에서 준비하기 위한 스톡 또는 모액으로 사용됩니다. 다음 표는 준비하려는 1x PBS 용액의 양에 따라 측정해야 하는 농축 용액의 양을 나타냅니다.
| 준비할 1x PBS의 부피(mL) | 측정할 10x PBS의 부피(mL) |
| 10 | 1 |
| 25 | 2.5 |
| 오십 | 5 |
| 100 | 10 |
| 250 | 25 |
| 500 | 오십 |
| 1000 | 100 |
준비 프로토콜
모든 경우에 희석액을 준비하려면 측정할 10x 용액의 부피와 동일한 용량의 부피 측정 피펫과 원하는 용액의 양과 동일한 부피의 부피 플라스크를 사용해야 합니다. 준비하다.
단계는 다음과 같습니다.
- 농축 용액이 침전되지 않았는지 확인합니다. 그렇다면 완전히 녹을 때까지 흔들어 주십시오.
- 적당한 크기의 비이커에 측정할 10x PBS 용액을 약간 더 많이 붓습니다.
- 적절한 부피 피펫(위에서 설명한 대로)을 사용하여 농축 용액의 해당 부피를 측정하고 적절한 부피 플라스크에 추가합니다.
- 용량 표시까지 물을 추가합니다.
- 풍선 마개를 제자리에 놓고 용액을 흔들어 용액이 균질해지도록 합니다.
PBS 솔루션의 멸균 및 보관
이러한 용액은 거의 항상 준비 직후에 사용할 수 있지만 일부 인산염 완충 식염수는 먼저 멸균해야 합니다. 이러한 경우에는 15psi의 오토클레이브에서 20분간 살균하면 충분합니다.
보관과 관련하여 1x 및 10x PBS 솔루션은 실온에서 보관할 수 있습니다.
필요한 경우 보관 수명을 연장하기 위해 냉장 보관할 수도 있습니다. 표준용액의 경우 냉각은 문제가 되지 않는다. 그러나 상대적으로 농축된 용액인 10x 용액의 경우 특히 용액에 칼슘과 마그네슘이 포함된 경우 냉각으로 인해 일부 염이 침전될 수 있습니다.
이 용액을 사용하여 각각의 희석물을 준비하기 전에 모든 용질을 재용해하는 단계를 취하는 한 일반적으로 침전은 문제가 되지 않습니다. 이를 달성하려면 용액이 실온에 도달하도록 한 다음 형성된 모든 고체가 용해될 때까지 흔드는 것으로 충분합니다. 필요한 경우 용액을 약간 가열하여 용질을 더 빨리 용해시킬 수도 있습니다.
참조
AAT Bioquest, Inc. (2021년 10월 20일). PBS(Phosphate Buffered Saline)(1X, pH 7.4)» . https://www.aatbio.com/resources/buffer-preparations-and-recipes/pbs-phosphate-buffered-saline 에서 가져옴
Checa R., A. (2017년 12월 13일). 방법: 인산염 완충액(PBS) . 알다. http://conogasi.org/articulos/metodo-disolucion-amortiguadora-de-fosfastos-pbs/
길미정 (2019년 4월 17일). 인산염 완충액(PBS): 이론적 근거, 준비 및 용도 . 생명. https://www.lifeder.com/buffer-phosphates/
