Discusión sobre la esterilización a alta temperatura del tampón HEPES

Producto Producto Ácido 4-hidroxietilpiperazina etanosulfónico

Químico

Abreviatura238.305Número

CAS

7365-45-9Producto Apariencia

Polvo cristalino blanco

ConclusiónMolecular238.305Fórmula

Molecular

Como fabricante de tampones HEPES, Condiciones 1.07 g/mL a 20 °CPunto

de Fusión

Como fabricante de tampones HEPES, Condiciones de AlmacenamientoTemperatura ambiente, protegido de la luz y la humedad

Pureza

Más del 99%Empaque

Estándar

Como fabricante de tampones HEPES, FabricanteConclusiónCaracterísticas de estabilidad térmica del HEPES

Desde una perspectiva de estructura química, las moléculas de HEPES contienen un anillo de piperazina y una cadena lateral de ácido etanosulfónico. A temperatura ambiente, el estado de polvo sólido del HEPES es relativamente estable y se puede almacenar durante mucho tiempo. Sin embargo, cuando se disuelve en agua y se calienta por encima de 100 °C, algunas moléculas pueden sufrir degradación térmica. Estudios previos han demostrado que la solución de HEPES puede sufrir reacciones de hidrólisis u oxidación en condiciones de alta temperatura y alta presión, generando pequeñas cantidades de impurezas. Por ejemplo, el átomo de nitrógeno en el anillo de piperazina puede protonarse a altas temperaturas, lo que lleva a reacciones con oxígeno disuelto u otros componentes. Las altas temperaturas también pueden acelerar la complejación del HEPES con iones de metales traza como hierro y cobre, lo que puede interferir con la actividad enzimática o el crecimiento celular en experimentos posteriores.

Polvo de HEPESObservaciones experimentales reales han demostrado que la solución tampón de HEPES esterilizada por vapor a alta presión a 121 °C a veces sufre los siguientes cambios: el color de la solución cambia de incoloro a amarillo pálido o marrón claro; el valor de pH se desplaza (generalmente disminuye ligeramente); aparece un nuevo pico de absorción en el espectro de absorción UV en el rango de 240-300 nm. Estos fenómenos indican la generación de productos de degradación. Aunque la concentración de productos de degradación suele ser baja, estos cambios pueden tener impactos significativos en ciertos sistemas experimentales altamente sensibles, como el cultivo celular, los ensayos de cinética enzimática o el análisis espectroscópico.El impacto de la esterilización a alta temperatura en la capacidad de tamponamiento

Además de la degradación química, los procesos a alta temperatura también pueden alterar la capacidad de tamponamiento del HEPES. El coeficiente de variación del pKa del HEPES con la temperatura es de aproximadamente -0.014/°C, lo que significa que cuando la temperatura aumenta de 25 °C a 121 °C, el pKa disminuirá en aproximadamente 1.3 unidades. Después de la esterilización a alta temperatura, el tampón se enfría a temperatura ambiente y su pKa puede restaurarse. Sin embargo, si se generan productos de degradación, estos productos pueden tener diferentes características de disociación, lo que resulta en una disminución de la capacidad de tamponamiento cerca del pH objetivo. Si los experimentadores no se dan cuenta de este cambio, pueden juzgar erróneamente la estabilidad del pH del sistema experimental.

ConclusiónDados los riesgos potenciales de degradación asociados con la esterilización a alta temperatura y alta presión, la mayoría de los laboratorios recomiendan el uso de métodos alternativos para el tratamiento aséptico del tampón HEPES.

La filtración y esterilización es actualmente un método ampliamente utilizado. Prepare una concentración determinada de solución madre de HEPES (por ejemplo, 1 M, con el pH ajustado al valor deseado) y utilice una membrana de filtro de polisulfona (PES) o acetato de celulosa con un tamaño de poro de 0.22 µm para filtración a presión positiva o negativa. La filtración debe completarse en una cabina de seguridad biológica y el filtrado debe recogerse en un recipiente estéril. Este método no implica calentamiento y puede mantener la integridad química del HEPES. Cabe señalar que antes de la filtración, se debe confirmar que no se han añadido otros componentes resistentes al calor (como ciertas vitaminas o agentes reductores) a la solución de HEPES para evitar contaminar la membrana del filtro o afectar la eficiencia de filtración.

Evite el calentamiento repetido. Si la solución de HEPES ya se ha preparado y la esterilidad no es estrictamente necesaria, se puede realizar pasteurización calentando en un baño de agua a 80 °C durante 30 minutos, lo que tiene un efecto destructivo sobre el HEPES menor que la esterilización por vapor a alta presión a 121 °C. Sin embargo, la pasteurización no puede matar todas las esporas resistentes al calor, por lo que no es adecuada para experimentos de cultivo celular a largo plazo que requieren esterilidad absoluta.Empaque y congelación. Para la solución madre de HEPES después de la filtración y esterilización, se puede dividir en tubos de centrífuga estériles y congelar a -20 °C o -80 °C. Descongele cada tubo una vez durante su uso para evitar la congelación y descongelación repetidas, ya que el proceso de congelación y descongelación puede causar una ligera deriva del pH o precipitación.ConclusiónGeneralmente no se recomienda esterilizar la solución tampón de HEPES a alta temperatura y alta presión, ya que las condiciones de 121 °C pueden causar un cierto grado de degradación química, lo que resulta en decoloración de la solución, desplazamiento del pH y disminución de la capacidad de tamponamiento. La filtración y esterilización es un método fiable para mantener el rendimiento del HEPES. Los investigadores deben elegir métodos de esterilización y conservación apropiados en función de las necesidades específicas del experimento y la sensibilidad a la pureza. Si es necesario un tratamiento a alta temperatura, se deben realizar pruebas a pequeña escala primero para evaluar el rendimiento de la solución tampón en el sistema experimental objetivo antes y después de la esterilización, con el fin de confirmar el nivel aceptable.

Empaque del producto

Como fabricante de tampones HEPES, Desheng

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