Как приготовить раствор фосфатного буфера

Буферный раствор предназначен для поддержания стабильного pH при добавлении небольшого количества кислоты или основания в раствор. Раствор фосфатного буфера – удобный буфер, особенно для биологических применений. Поскольку фосфорная кислота имеет несколько констант диссоциации, вы можете приготовить фосфатные буферы, близкие к любому из трех значений pH, которые составляют 2,15, 6,86 и 12,32. Буфер чаще всего готовят с использованием мононатрийфосфата и его конъюгированного основания, динатрийфосфата.

Материалы фосфатного буфера

• Мононатрийфосфат
• Динатрийфосфат
• Вода
• Фосфорная кислота, чтобы сделать pH более кислым, или гидроксид натрия, чтобы сделать pH более щелочным.
• pH-метр
• Стеклянная посуда
• Горячая пластина с решеткой для перемешивания

Приготовьте фосфатный буфер

1. Определитесь с концентрацией буфера. Если вы приготовили концентрированный буферный раствор, вы можете разбавить его по мере необходимости.
2. Определитесь с pH для вашего буфера. Этот pH должен быть в пределах одной единицы pH от pKa кислоты/конъюгата основания. Итак, вы можете приготовить буфер, например, с pH 2 или pH 7, но pH 9 будет подталкивать его.
3. Используйте уравнение Хендерсона-Хассельбаха, чтобы рассчитать, сколько кислоты и основания вам нужно. Вы можете упростить расчет, если сделаете 1 литр буфера. Выберите значение pKa, наиболее близкое к pH вашего буфера. Например, если вы хотите, чтобы pH вашего буфера составлял 7, используйте pKa 6,9: pH = pKa + log ([Основание]/[Кислота])
   соотношение [Основание]/[Кислота] = 1,096
   Молярность буфера – это сумма молярностей кислоты и конъюгированного основания или сумма [Кислота] + [Основание]. Для буфера размером 1 M (выбран, чтобы упростить расчет), [Acid] + [Base] = 1.
   [Base] = 1 – [Acid].
   Подставьте это в соотношение и решение:
   [Основание] = 0,523 моль/л.
   Теперь решите для [Кислота]: [Основание] = 1 – [Кислота], поэтому [Кислота] = 0,477 моль/л.
4. Приготовьте раствор, смешав 0,477 моль мононатрийфосфата и 0,523 моль динатрийфосфата в чуть менее литре воды.
5. Проверьте pH с помощью pH-метра и при необходимости отрегулируйте pH, используя фосфорную кислоту или гидроксид натрия.
6. Как только вы достигнете желаемого pH, добавьте воду, чтобы довести общий объем фосфорнокислотного буфера до 1 л.
7. Если вы приготовили этот буфер в виде исходного раствора, вы можете разбавить его, чтобы получить буферы с другими концентрациями, например 0,5 М или 0,1 М.

Преимущества и недостатки фосфатных буферов

Двумя ключевыми преимуществами фосфатных буферов являются то, что фосфат хорошо растворяется в воде и имеет чрезвычайно высокую ч. буферная емкость. Однако в некоторых случаях это может быть компенсировано определенными недостатками.

• Фосфаты подавляют ферментативные реакции.
• Фосфат осаждается в этаноле, поэтому его нельзя использовать в препаратах для осаждения ДНК или РНК..
• Фосфаты связывают двухвалентные катионы (например, Ca ²⁺ и Mg ²⁺ ).