HEPES vs Bicarbonate Buffer System: Επιλογή του εσωτερικού και του εξωτερικού του θερμοκηπίου CO2
2026-09-24
Η επιλογή του συστήματος αποθήκευσης στην κυτταρική καλλιέργεια συχνά απλουστεύεται ως"HEPESΗ διαφορά μεταξύ των δύο δεν είναι η υποκατάσταση.Αλλά η διαφορά μεταξύ ενός "ανοικτού συστήματος" και ενός "ανεξάρτητου συστήματος"Μόνο με την κατανόηση αυτού μπορούμε να εξηγήσουμε γιατί το pH χάνεται εύκολα μόλις τα κύτταρα εγκαταλείψουν την καλλιέργεια.
1.Το βικαρβονικό είναι ένα "ανοιχτό σύστημα απόσβεσης"
Η αντίδραση του συστήματος μπικαρβονίου είναι πολύ απλή: CO₂+H₂ΟΕπικεφαλήςHCOΔοκιμαστικό+H+Σύμφωνα με την εξίσωση Χέντερσον Χάσελμπαχ:
pH=6.1+log (([HCO3−]/(0,03 × pCO₂(')
Αντικατάσταση 24 mmol/L HCOΔοκιμαστικόκαι 40 mmHg pCO₂, το αποτέλεσμα είναι pH 7,40- η αναλογία των αλκαλίων προς τα οξέα είναι ακριβώς 20:1.
Αξίζει να σημειωθεί ότι το pKa του συστήματος σε 37°CΕίναι περίπου 6.1, το οποίο απέχει 1,3 μονάδες από το φυσιολογικό pH 7.4Σύμφωνα με το συμβατικό πρότυπο των αντισταθμιστικών (αποτελεσματικό εύρος περίπου pKa±1), αυτό ήταν αρχικά ένα "ακατάλληλο" εύρος.
Είναι αποτελεσματικό λόγω της διαφάνειάς του:₂Το παράδειγμα στη βιβλιογραφία είναι πολύ διαισθητικό - κάτω από το ίδιο οξύ φορτίο,το pH του κλειστού συστήματος θα πέσει από 7.40 σε περίπου 6.9, ενώ το ανοιχτό σύστημα όπου το CO₂μπορεί να διαφύγει μόνο πέφτει σε περίπου 7.36.
2.Ενσωματωτής: CO₂η συγκέντρωση πρέπει να συνδυάζεται με νάτριο βικαρβονικό
Στην εκκολαπτική μονάδα, η συνεχής παροχή CO₂Η σχέση ζεύξης μεταξύ των δύο είναι άκαμπτη: όταν η συγκέντρωση του νάτρίου είναι 2,0-3,7 g/l, η αντίστοιχη ποσότητα CO₂είναι 5-10%.
Οι συνέπειες της ασυμφωνίας είναι πολύ άμεσες: υψηλή περιεκτικότητα σε νάτριο και χαμηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα₂, το μέσο καλλιέργειας θα αλκαλιωθεί και ο δείκτης φαινολικού κόκκινου θα γίνει ροζ μωβ. Αντίθετα, αν είναι όξινο, το μέσο καλλιέργειας θα γίνει κίτρινο.
Αυτή η λογική εξηγεί επίσης την κλασική διαφοροποίηση των διαλύσεων αλατιού ισορροπίας - τα άλατα Earle περιέχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις νάτριο-βικαρβονίου και είναι σχεδιασμένα για χρήση σε CO₂Το αλάτι του Hanks έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε βικαρβονικό νάτριο και χρησιμοποιείται σε ατμοσφαιρικά περιβάλλοντα.Το λεγόμενο "μέσα και έξω από το θερμοκοιτί" έχει από καιρό απαντηθεί με βάση τη φόρμουλα του μέσου καλλιέργειας..
3Εκτός του θερμοκοιτίου: το HEPES παρέχει "ανεξάρτητη από το αέριο" ικανότητα αποθήκευσης
Το HEPES έχει pKa περίπου 7, 5 (25°C), συμμορφώνεται στενά με το φυσιολογικό pH, έχει αποτελεσματικό εύρος αποθήκευσης 6,8-8.2, και χαρακτηρίζεται από αδιαπέραστη μεμβράνη, περιορισμένη επίδραση στις βιοχημικές αντιδράσεις και εξαιρετικά χαμηλή ορατή και υπεριώδης απορρόφηση.
Η βασική διαφορά είναι ότι η ικανότητα αποθήκευσης του HEPES δεν εξαρτάται από το αέριο CO₂Επομένως, όταν τα κύτταρα πρέπει να λειτουργούν για παρατεταμένες χρονικές περιόδους στον θερμοκοιτίδα - όπως η αλλαγή του μέσου, το πλύσιμο, η διαλογή, η μεταφορά,και μικροσκοπική παρατήρηση - η προσθήκη HEPES μπορεί να αντισταθμίσει την ικανότητα αποθήκευσης που χάνεται από το βικαρονικόΗ γενική ποσότητα πρόσθεσης που αναφέρεται στα τεχνικά δεδομένα του κατασκευαστή είναι 10-25 mM.
4Τέσσερα πρακτικά σημεία για τη συνδυασμένη χρήση
Η απώλεια ελέγχου του PH μπορεί να μην οφείλεται απαραίτητα στην επιλογή του λανθασμένου αποθέτησης, αλλά πιο συχνά οφείλεται σε εσφαλμένες μεθόδους συνδυασμού
Υπάρχει βιβλιογραφία που υποδηλώνει σαφώς ότι το CO₂Τα εκκολαπτήρια δεν είναι κατάλληλα για μέσα που είναι αποθηκευμένα αποκλειστικά με HEPES. Όταν το HEPES είναι 20mM, συνιστάται να μην υπερβαίνει το 10mM το νάτριο βικαρονικό.
Εάν χρησιμοποιείται HEPES, το νάτριο βικαρβονικό πρέπει να μειώνεται.₂Για παράδειγμα, χωρίς το HEPES, το νάτριο βικαρβονικό είναι περίπου 3,7 g/l, και μετά την προσθήκη 25mM HEPES, πρέπει να μειωθεί σε περίπου 2,2 g/l.
Το περιβάλλον καλλιέργειας που περιέχει το HEPES μπορεί να παράγει υπεροξείδιο του υδρογόνου υπό έντονη έκθεση στο φως, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει φωτοτοξικότητα.Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας πρέπει να αποφεύγεται το άμεσο φως..
Προσέξτε την οσμωτική πίεση. Η προσθήκη HEPES με τη μορφή αλατιού νατρίου θα αυξήσει την οσμωτική πίεση και τα περισσότερα κύτταρα θηλαστικών μπορούν να αντέξουν 260-350 mOsm / kg.Συνιστάται η πραγματική δοκιμή και επανεξέταση μετά την προσαρμογή του τύπου..
5.IVD προοπτική: τα συστήματα άνθρακα έχουν μια άλλη ταυτότητα
Σε αντιδραστήρες IVD, ο ρόλος του ανθρακικού βικαρνανικού αποστάτη είναι εντελώς διαφορετικός από εκείνον της κυτταρικής καλλιέργειας - είναι μια συνήθως χρησιμοποιούμενη επιλογή για αποστάτη επικάλυψης ELISA.
Στα έγγραφα προτύπου και προδιαγραφών, όπως WS/T 792-2021, GB/T 43159, SN/T 5479, ο τύπος για 0,05 mol/L και pH 9,6 διοξειδίου του άνθρακα ως διαλύματος-αποθέτη είναι εξαιρετικά συνεπής: 1.59g ανθρακικού νατρίου και 20,93 γραμμάρια νάτριο, με σταθερό όγκο 1000 ml.
Η έμφαση εδώ δεν είναι στο φυσιολογικό pH,αλλά στο αλκαλικό περιβάλλον που διευκολύνει την προσρόφηση πρωτεϊνών στην επιφάνεια των πλακών πολυστυρενίου μέσω υδροφοβικών και ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεωνΕνδιαφέρον είναι ότι το διάλυμα πλύσης και το ένζυμο που ονομάζεται αραιωτικό στο ίδιο σύνολο προτύπων επέστρεψαν στο σύστημα Tris buffer (TBST).συχνά υπάρχουν διάφορα συστήματα αποθήκευσης που εκτελούν ταυτόχρονα τις αντίστοιχες λειτουργίες τους - αυτός είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο οι πρώτες ύλες IVD απαιτούν συνήθως δυνατότητες εφοδιασμού πολλαπλών κατηγοριών.
6Μετά την επιλογή, η συνοχή των πρώτων υλών παραμένει η ίδια.
Η αναλογία του συστήματος αποθήκευσης ανήκει στο σχεδιασμό της φόρμουλας, και όταν πρόκειται για το προϊόν, η τελική δοκιμή είναι η συνέπεια της παρτίδας πρώτης ύλης.φάσμα ακαθαρσίας, υγρασία και υπολειπόμενα ιόντα μετάλλων συμβάλλουν στην σταθερότητα του μέσου καλλιέργειας και των αντιδραστηρίων.
Η Hubei Xindesheng Material Technology Co., Ltd. (πρώην γνωστή ως Wuhan Desheng Biochemical Technology Co., Ltd. που ιδρύθηκε το 2005) έχει αφιερωθεί εδώ και καιρό στην έρευνα και την παραγωγήβιολογικά αποθηκευτικά παράγοντεςΤο σύστημα προϊόντων της καλύπτει περισσότερα από 50 μοντέλα, όπως HEPES, Tris, MOPS, Bicine, CAPS κλπ., και μπορεί να παρέχει προσαρμογή της προσφοράς και του δείκτη από τα επίπεδα των γραμμάτων έως των τόνων.Η έδρα της εταιρείας βρίσκεται στην πόλη Guanggu United Science and Technology CityΗ εταιρεία διαθέτει δύο βάσεις έρευνας και ανάπτυξης και παραγωγής στο Gedian και το Huanggang (70 στρέμματα), με ετήσια παραγωγική ικανότητα 5000 τόνων για όλες τις κατηγορίες.Τα προϊόντα της χρησιμοποιούνται στην διαγνωστική IVD in vitro, τη βιοϊατρική και τις καθημερινές χημικές βιομηχανίες.
Διαβάστε περισσότερα