Tabla de Contenidos
Dung dịch muối đệm phốt phát, hay dung dịch PBS, là dung dịch đệm pH thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm sinh học trên toàn thế giới. Nó là một dung dịch gồm các loại muối khác nhau có cặp axit/bazơ dihydro photphat/hydro photphat (H 2 PO 4 -/ HPO 4 – ) làm hệ đệm. Hệ thống đệm này rất lý tưởng để thực hiện các thí nghiệm có tính chất sinh học và y tế, vì dihydrogen phosphate (còn gọi là diacid phosphate) có pKa là 7,2, do đó dung dịch cân bằng của cặp liên hợp điều chỉnh độ pH khoảng 7,2, mô phỏng đầy đủ pH sinh lý của con người.
Ngoài việc mô hình hóa chính xác độ pH của các chất dịch cơ thể khác nhau, dung dịch PBS còn có một số muối hòa tan, chẳng hạn như natri clorua, kali clorua và trong một số trường hợp là canxi và magie clorua. Cùng với nhau, muối và phốt phát cung cấp cho dung dịch độ thẩm thấu tương đương với độ thẩm thấu của huyết tương (khoảng 290 mOsm/L), khiến nó trở thành dung dịch đẳng trương, lý tưởng để nghiên cứu tế bào và các hệ thống khác trong điều kiện sinh lý.
Thành phần của bộ đệm PBS
Có nhiều công thức khác nhau thuộc danh mục dung dịch muối đệm phốt phát.
Tối thiểu, dung dịch này phải chứa natri clorua làm muối chính (từ đó có thuật ngữ dung dịch muối) và nó cũng phải chứa ít nhất một muối của một trong hai thành phần của hệ thống đệm. Nó có thể là natri hoặc kali dihydro photphat, hoặc natri hoặc kali hydro photphat cũng có thể được sử dụng.
Trong trường hợp đầu tiên, một bazơ mạnh như natri hydroxit cũng phải được thêm vào để trung hòa một nửa lượng muối axit và do đó tạo ra hệ thống đệm hoàn chỉnh. Trong trường hợp thứ hai, chúng ta bắt đầu với sự có mặt của chỉ muối cơ bản, vì vậy chúng ta phải trung hòa một nửa lượng muối đó để tạo ra đủ axit liên hợp.
Một ví dụ điển hình về thành phần của một trong các dung dịch PBS này là:
- Natri clorua (NaCl) 140 mM.
- Natri hydro photphat 12 mM.
- axit clohydric cho đến khi đạt được độ pH mong muốn.
Tuy nhiên, trong trường hợp phổ biến nhất, giải pháp PBS cố gắng mô phỏng càng nhiều càng tốt các đặc tính của chất lỏng sinh học, bao gồm các ion không phải là natri, các loại phốt phát và clorua khác nhau. Vì lý do này, các giải pháp PBS thường phức tạp hơn một chút so với mô tả ở trên. Trong các dung dịch mà quá trình chuẩn bị được mô tả dưới đây, nồng độ cuối cùng của các loại ion có liên quan trước khi điều chỉnh độ pH là:
| ion | Nồng độ (mM) |
| không + | 157 |
| K + | 4,5 |
| Cà 2+ | 1 |
| mg 2+ | 0,5 |
| Cl – | 142,7 |
| phốt phát | 11.8 |
Nồng độ cụ thể của các ion hydro photphat (HPO 4 2- ) và dihydro photphat (H 2 PO 4 – ) , những loại chiếm ưu thế ở trạng thái cân bằng ở các giá trị pH gần 7, sẽ phụ thuộc vào độ pH cụ thể mà dung dịch được điều chỉnh. Ví dụ: nếu độ pH được đưa về 7,2, pKa của dihydrogen phosphate, thì cả hai ion sẽ có tỷ lệ 1:1 với nồng độ khoảng 5,9 mM.
Sau đây là quy trình chuẩn bị dung dịch PBS điển hình để sử dụng trong phòng thí nghiệm, ngoài các ion phốt phát, clorua và natri, còn chứa các ion kali, canxi và magiê.
Chuẩn bị dung dịch muối đệm phốt phát
Có hai cách điển hình để chuẩn bị dung dịch PBS để sử dụng trong phòng thí nghiệm sinh học, y học hoặc hóa sinh: bằng cách cân và hòa tan trực tiếp các muối cần thiết hoặc bằng cách pha loãng dung dịch đậm đặc hơn.
Cả hai quy trình đều cho kết quả như nhau, nhưng quy trình thứ hai thực tế hơn nhiều trong các phòng thí nghiệm nơi giải pháp này được sử dụng thường xuyên. Điều này là do, bằng cách chuẩn bị chỉ một dung dịch đậm đặc, bất kỳ độ pha loãng cần thiết nào cũng có thể được chuẩn bị nhanh chóng vào thời điểm cần thiết, một quy trình nhanh hơn và ít sai sót hơn so với việc cân và hòa tan 4 đến 6 loại muối khác nhau. phải được chuẩn bị.
Chuẩn bị dung dịch PBS 1x bằng cách cân trực tiếp
Bảng sau đây chứa khối lượng của các thành phần khác nhau phải được cân để chuẩn bị 250 mL, 500 mL và 1 L dung dịch PBS tiêu chuẩn có độ pH từ 7,2 đến 7,4 và độ thẩm thấu xấp xỉ 290 mOsm/L. Dung dịch này thường được gọi là PBS 1x vì nó là dung dịch có nồng độ thích hợp để sử dụng trong thí nghiệm.
| tan | Khối lượng mol của chất tan (g/mol) | Khối lượng chất tan (g) cho 250 mL (g) | Khối lượng chất tan (g) cho 500 mL | Khối lượng chất tan (g) cho 1 L | Nồng độ danh nghĩa (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 PO 4 | 136,084 | 0,061 | 0,122 | 0,245 | 1.8 |
| CaCl 2 • 2H 2 O (tùy chọn) | 147,008 | 0,037 | 0,074 | 0,147 | 1 |
| MgCl 2 • 6H 2 O (tùy chọn) | 203,295 | 0,025 | 0,051 | 0,102 | 0,5 |
giao thức chuẩn bị
Việc chuẩn bị các giải pháp này được thực hiện theo các bước sau:
- Tất cả các muối được cân riêng bằng cân phân tích.
- Trong cốc hoặc cốc có mỏ có kích thước phù hợp, thêm nước để tạo thành 4/5 tổng thể tích dung dịch cần chuẩn bị (200 mL nước cho dung dịch 250 mL, 400 mL cho dung dịch 500 mL hoặc Nếu có thể, hãy sử dụng nước siêu tinh khiết (đã khử ion). Không cần thiết phải đo lượng nước này thật chính xác.
- Thêm lần lượt các muối đã cân trước đó và lắc bằng máy khuấy từ hoặc đũa thủy tinh cho đến khi hòa tan hoàn toàn. Dung dịch thu được phải có độ pH kiềm hơn khoảng 7,8 hoặc 7,9.
- Sử dụng máy đo pH hoặc máy đo pH và khuấy liên tục, thêm dung dịch axit clohydric (HCl) 0,1 M cho đến khi đạt được độ pH mong muốn. Để đạt được độ pH khoảng 7,4 trong 1 L dung dịch, sẽ cần khoảng 30 mL HCl 0,1 M. Đối với hai loại còn lại, sẽ cần một lượng nhỏ hơn theo tỷ lệ.
- Khi đạt được độ pH mong muốn, chuyển dung dịch vào bình định mức có dung tích phù hợp (250 mL, 500 mL hoặc 1 L, tùy từng trường hợp).
- Khi đã ở trong bình định mức, thêm nước siêu tinh khiết đến vạch đo.
- Với nút bóng bay tại chỗ, lắc dung dịch để đảm bảo dung dịch đồng nhất.
Chuẩn bị dung dịch PBS 10x bằng cách cân trực tiếp
Dung dịch PBS 10x là phiên bản đậm đặc hơn dung dịch chuẩn gấp 10 lần. Dung dịch này không dùng để tiến hành thí nghiệm mà là dung dịch đậm đặc để pha loãng dung dịch chuẩn.
Bảng sau đây chứa khối lượng của các thành phần khác nhau phải được cân để chuẩn bị 250 mL, 500 mL và 1 L dung dịch PBS 10x có độ pH từ 7,2 đến 7,4 và độ thẩm thấu xấp xỉ 2,90 Osm/L.
| tan | Khối lượng mol của chất tan (g/mol) | Khối lượng chất tan (g) cho 250 mL (g) | Khối lượng chất tan (g) cho 500 mL | Khối lượng chất tan (g) cho 1 L | Nồng độ danh nghĩa (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 | 14,1958 | 100 |
| KH 2 PO 4 | 136,084 | 0,612378 | 1.224756 | 2.449512 | 18 |
| CaCl 2 • 2H 2 O (tùy chọn) | 147,008 | 0,36752 | 0,73504 | 1.47008 | 10 |
| MgCl 2 • 6H 2 O (tùy chọn) | 203,295 | 0,25411875 | 0,5082375 | 1.016475 | 5 |
giao thức chuẩn bị
Việc chuẩn bị bất kỳ dung dịch đậm đặc nào được thực hiện theo các bước tương tự như trong trường hợp trước. Những thay đổi quan trọng duy nhất là khối lượng của chất tan, lớn hơn gấp mười lần.
Mặt khác, vì là dung dịch đậm đặc hơn nhiều nên việc điều chỉnh pH cũng cần tiến hành với dung dịch HCl đặc hơn, tốt nhất là 1 M. Không nên tiến hành với chính dung dịch 0,1 M đó, vì thể tích đó sẽ cần thiết để đạt được độ pH trong khoảng từ 7,2 đến 7,4 sẽ vượt quá tổng thể tích cuối cùng của dung dịch mà bạn muốn chuẩn bị.
Chuẩn bị dung dịch PBS 1x bằng cách pha loãng dung dịch 10x
Dung dịch đậm đặc 10x được mô tả trong phần trước được sử dụng làm dung dịch gốc hoặc dung dịch mẹ để chuẩn bị tại chỗ một lượng nhỏ dung dịch PBS 1x. Bảng sau đây cho biết lượng dung dịch đậm đặc phải được đo theo lượng dung dịch 1x PBS mà bạn muốn chuẩn bị.
| Thể tích 1x PBS cần chuẩn bị (mL) | Thể tích 10x PBS cần đo (mL) |
| 10 | 1 |
| 25 | 2,5 |
| năm mươi | 5 |
| 100 | 10 |
| 250 | 25 |
| 500 | năm mươi |
| 1000 | 100 |
giao thức chuẩn bị
Trong mọi trường hợp, việc chuẩn bị dung dịch pha loãng yêu cầu sử dụng pipet định mức có dung tích bằng với thể tích của dung dịch 10x cần đo, cũng như bình định mức có thể tích bằng với lượng dung dịch mong muốn. chuẩn bị.
Các bước như sau:
- Xác minh rằng dung dịch cô đặc không kết tủa. Nếu vậy, lắc nó cho đến khi hòa tan hoàn toàn.
- Rót một lượng lớn hơn một chút dung dịch PBS 10x cần đo vào cốc có kích thước phù hợp.
- Dùng pipet định mức thể tích phù hợp (như mô tả ở trên) đo thể tích tương ứng của dung dịch đậm đặc và cho vào bình định mức thích hợp.
- Thêm nước đến vạch mức dung tích.
- Với nút bóng bay tại chỗ, lắc dung dịch để đảm bảo dung dịch đồng nhất.
Tiệt trùng và bảo quản dung dịch PBS
Mặc dù các dung dịch này hầu như luôn có thể được sử dụng ngay sau khi pha chế, nhưng một số ứng dụng của dung dịch muối đệm phốt phát yêu cầu nó phải được khử trùng trước. Trong những trường hợp này, khử trùng 20 phút trong nồi hấp ở 15 psi là đủ.
Về bảo quản, cả hai giải pháp PBS 1x và 10x đều có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng.
Nếu cần thiết, chúng cũng có thể được bảo quản trong tủ lạnh để kéo dài thời hạn sử dụng. Trong trường hợp dung dịch tiêu chuẩn, việc làm mát không gây ra vấn đề gì. Tuy nhiên, trong trường hợp dung dịch 10x, vì đây là dung dịch tương đối đậm đặc nên việc làm lạnh có thể tạo ra kết tủa của một số muối, đặc biệt nếu dung dịch chứa canxi và magiê.
Kết tủa thường không phải là vấn đề, miễn là các bước được thực hiện để hòa tan lại tất cả các chất hòa tan trước khi sử dụng dung dịch này để chuẩn bị các độ pha loãng tương ứng. Để đạt được điều này, chỉ cần để dung dịch đạt đến nhiệt độ phòng và sau đó lắc cho đến khi tất cả các chất rắn tạo thành được hòa tan. Nếu cần, dung dịch cũng có thể được đun nóng nhẹ để giúp hòa tan các chất hòa tan nhanh hơn.
Người giới thiệu
AAT Bioquest, Inc. (2021, ngày 20 tháng 10). PBS (Nước muối đệm phốt phát) (1X, pH 7,4).» . Lấy từ https://www.aatbio.com/resources/buffer-preparations-and-recipes/pbs-phosphate-buffered-saline
Checa R., A. (2017, ngày 13 tháng 12). Phương pháp: Dung dịch đệm phốt phát (PBS) . biết. http://conogasi.org/articulos/metodo-disolucion-amortiguadora-de-fosfastos-pbs/
Gil, M. (2019, ngày 17 tháng 4). Đệm phốt phát (PBS): lý do, chuẩn bị và sử dụng . cứu hộ. https://www.lifeder.com/buffer-phosphates/
