Фоточувствительность HEPES 7365-45-9 и ее влияние на биологические эксперименты

ПродуктВнешний вид продуктааименование

4-гидроксиэтилпиперазин этансульфоновая кислота

ХимическаяC8H18N2O4SHEPES буфер

Номер CAS

7365-45-9Внешний вид продуктаБелый кристаллический порошок

Молекулярная масса

Молекулярная формулаC8H18N2O4SПлотность

1.07 г/мл при 20 °C

Стандартная упаковкаУсловия храненияКомнатная температура, вдали от света и влаги

Чистота

Стандартная упаковка500г/бутылка, 25кг/картонный барабанПроизводитель

Hubei Xindesheng

Открытие и механизм фоточувствительностиВ некоторых лабораториях было замечено, что культуральные среды или буферы, содержащие HEPES, могут оказывать неблагоприятное воздействие на определенные клетки или биомолекулы при воздействии обычного комнатного света или флуоресцентных ламп. Дальнейшие исследования показали, что сами молекулы HEPES могут подвергаться фотохимическим реакциям в условиях освещения. В частности, после поглощения HEPES света определенной длины волны (особенно синего или ближнего ультрафиолетового света в ультрафиолетовом диапазоне) атом азота в его пиперазиновом кольце может возбуждаться и реагировать с растворенным кислородом с образованием перекиси водорода. В то же время в процессе реакции могут также образовываться активные формы кислорода, такие как супероксидные анионы и гидроксильные радикалы. Феномен фотоиндуцированного образования активных форм кислорода является основным механизмом фоточувствительности HEPES.

HEPES буфер

Образование активных форм кислорода оказывает потенциальное воздействие на различные биологические образцы. Например, при культивировании клеток даже кратковременное освещение рабочего стола может привести к накоплению перекиси водорода в буферной среде HEPES. Перекись водорода может вызывать окислительный стресс в клетках, приводя к снижению жизнеспособности клеток, апоптозу или аномальной активации сигнальных путей. Для первичных нейронов или некоторых чувствительных клеточных линий этот эффект более выражен. В исследованиях белков активные формы кислорода могут окислять остатки метионина, тиолы цистеина или боковые цепи триптофана белков, приводя к изменениям активности ферментов, агрегации белков или потере антигенных эпитопов. Для флуоресцентных экспериментов, таких как прижизненная визуализация клеток или люциферазные анализы, HEPES при освещении может не только повреждать клетки, но и напрямую тушить флуоресцентные красители или вызывать увеличение фоновой флуоресценции, нарушая надежность данных. Кроме того, некоторые эксперименты, связанные с окислительно-восстановительным состоянием, могут искусственно вводить дополнительные сигналы окисления в условиях освещения при использовании HEPES, тем самым влияя на выводы эксперимента.Экспериментаторы могут уменьшить вмешательство, вызванное фоточувствительностью HEPES, несколькими способами. Во-первых, после приготовления раствора, содержащего HEPES, храните его в темноте, используя алюминиевую фольгу или коричневые бутылки для реагентов, и избегайте ежедневного воздействия света. Во-вторых, во время культивирования клеток и операций старайтесь выключать ненужные источники освещения или использовать желтые лампы с фильтрацией синего/ультрафиолетового света. В-третьих, для длительного наблюдения (например, при прижизненной визуализации клеток) может быть рассмотрено использование буферной системы с более низкой фоточувствительностью, такой как PIPES (пиперазин-1,4-диэтилсульфоновая кислота) или фосфатный буферный раствор. PIPES обладает значительно более слабой способностью образовывать активные формы кислорода под действием света, чем HEPES. В-четвертых, если HEPES не может быть заменен в эксперименте, в буфер можно добавить антиоксиданты (такие как липоевая кислота, Trolox или пируват натрия) для удаления перекиси водорода, образующейся при воздействии света. Однако следует отметить, не мешают ли сами антиоксиданты эксперименту. В-пятых, при оценке влияния HEPES можно установить контроль: тот же буферный раствор можно поместить в те же условия освещения, а затем определить концентрацию перекиси водорода или влияние на активность стандартных образцов (например, специфических ферментов), чтобы определить, достигла ли фоточувствительность неприемлемого уровня.

Упаковка продукта

ЗаключениеФоточувствительностьHEPES буфера

не означает, что буфер нельзя использовать, а скорее предполагает, что исследователям необходимо учитывать факторы освещения при проектировании экспериментов. Избегая света, контролируя время воздействия света, выбирая альтернативные буферные агенты или добавляя антиоксидантную защиту, можно эффективно снизить вмешательство фотоиндуцированных активных форм кислорода. Понимание этой характеристики может помочь получить воспроизводимые и надежные экспериментальные данные.