緩沖溶液的概念——Tris、HEPES等

緩沖溶液是許多生化反應(yīng)、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重要溶液，對(duì)穩(wěn)定溶液的酸堿度有重要的影響。本文以最常見(jiàn)的幾種緩沖體系——磷酸鹽緩沖溶液、硼酸鹽緩沖溶液、三羥甲基氨基甲烷（簡(jiǎn)稱Tris）-HCl緩沖溶液、羥yi基pai嗪乙磺酸（供注射用）（簡(jiǎn)稱HEPES）緩沖溶液為例，介紹緩沖溶液的組成、緩沖原理及其在生物化學(xué)方面的應(yīng)用。

對(duì)于絕大多數(shù)生物制劑（如疫苗、抗體、ADC偶聯(lián)藥物、脂質(zhì)體等）而言，實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)際生產(chǎn)以及生物體內(nèi)的生化反應(yīng)等都需要在特定的pH值范圍內(nèi)才能正常有效地進(jìn)行，從而得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論或發(fā)揮zuihao的治療效果。

在這些反應(yīng)過(guò)程中酸堿緩沖溶液經(jīng)常發(fā)揮著非常重要的作用。如人體血漿中存在NaHCO3-H2CO3、蛋白質(zhì)鈉鹽-蛋白質(zhì)、氧合血紅蛋白鉀鹽-氧合血紅蛋白等緩沖對(duì)構(gòu)成血漿的酸堿緩沖系統(tǒng)，以維持正常人血漿的pH值在7.35~7.45。若血漿pH值低于7.35或者高于7.45則分別會(huì)引起酸中毒和堿中毒，危及生命。

緩沖液的概念

酸堿緩沖溶液是指能夠抵抗外加少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及水的稀釋作用，并維持溶液pH值基本不變的溶液。常見(jiàn)的緩沖溶液需具備酸堿緩沖對(duì)，緩沖對(duì)可以是兩種不同的物質(zhì)，如HAc-NaAc緩沖溶液中的HAc和NaAc，也可以是一種物質(zhì)里同時(shí)含有互為共軛酸堿的不同基團(tuán)，如鄰苯二甲酸氫鉀中的羧基（-COOH）和羧酸根（-COO-）。當(dāng)然，濃度很大的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中即使不含有酸堿緩沖對(duì)也有一定的緩沖能力，因?yàn)橥饧由倭康乃峄驂A對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的濃度變化影響很小，所以pH值基本不變。

緩沖溶液的作用原理是通過(guò)互為酸堿緩沖對(duì)之間的酸堿平衡移動(dòng)來(lái)抵御外加少量酸、堿以及稀釋作用的。緩沖溶液自身pH值可根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算，緩沖溶液的緩沖能力可以用緩沖容量進(jìn)行標(biāo)度。但是，任何緩沖溶液的緩沖能力都是有限的，因?yàn)楫?dāng)大量的H+或OH-進(jìn)入溶液時(shí)，緩沖溶液中的緩沖對(duì)將被大量消耗，抗堿、抗酸的作用也隨之減弱直到消失。

實(shí)際應(yīng)用中各緩沖對(duì)組成的緩沖溶液都有最佳的緩沖范圍。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如果選擇的緩沖溶液緩沖范圍與預(yù)期偏差較大，使用大量強(qiáng)酸/強(qiáng)堿或許可以強(qiáng)行將溶液pH調(diào)至預(yù)期值，但此時(shí)溶液體系的緩沖容量已消耗殆盡，無(wú)法起到應(yīng)有的緩沖保護(hù)效果，對(duì)制劑產(chǎn)品后續(xù)的加工及長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性造成影響。