常见缓冲溶液的种类

要用好缓冲溶液，需对不同的缓冲溶液有具体的了解。艾伟拓团队介绍几种常见的缓冲溶液及用途，为大家深入理解缓冲溶液提供参考。

1 磷酸盐缓冲溶液

 由于磷酸是三元酸，因此磷酸盐缓冲溶液的缓冲对可以为H3PO4/H2PO4-、H2PO4-/HPO42-或HPO42--PO43-。但生化体系中常用的磷酸盐缓冲溶液一般主要由H2PO4-/HPO42-的钠盐或钾盐配制而成。溶液中主要以H2PO4-+H2O←→HPO42-+H3O+平衡移动体系来维持溶液pH值的稳定，pH值范围一般为6.2~8.2。在生化体系中，通常在其中加入NaCl或者KCl构成磷酸盐缓冲生理盐水（简称PBS）来使用。

 因磷酸盐缓冲溶液的pH值范围与一些生物活性物质存活的酸碱环境接近，所以在生化体系中应用较多，如可用来配置相关溶液、以及作为组织抗原修复的修复液、药物释放的溶媒等。另外，PBS作为一种溶剂目前在冷冻保存中也较受欢迎。

 2 硼酸盐缓冲溶液

 硼酸盐缓冲溶液中的硼酸盐常见为硼酸钠，简称硼砂，在水溶液中极易发生B4O5(OH)4-+5H2O←→2H3BO3+2B(OH)4-水解反应，生成互为缓冲对的H3BO3和B(OH)4-。常见的硼酸盐缓冲溶液有硼砂缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液。

 硼砂缓冲溶液的配制是将一定质量的硼砂溶于蒸馏水中，再用盐酸调节pH值至合适值，pH值范围一般为8.0~9.0；也可用氢氧化钠调节pH值，pH值范围一般为8.0~10.8。而硼酸-硼砂缓冲溶液则一般由一定量的硼酸和硼砂溶于蒸馏水中配制而成，pH值范围一般为6.5~8.9左右。当应用于生化溶液时，需要加入一定量的NaCl以维持溶液等渗。

 因硼酸-硼砂缓冲液的pH值范围与泪液接近，所以在一些眼药水的制备中常作为pH值调节剂或渗透压调节剂，如普拉洛芬滴眼液的配制。而硼砂缓冲液则可作为一些药物的释放介质，如其对合（氯）霉素有助溶作用。

 3 三羟甲基氨基甲烷—盐酸缓冲溶液（Tris- HCl）

 三羟甲基氨基甲烷简称Tris，分子式为C4H11NO3，结构式见图1。分子中的氨基（—NH2）为碱性，因此Tris是一种弱碱，常与盐酸构成缓冲溶液，简称Tris-HCl缓冲液。该缓冲液一般由一定质量的Tris溶于蒸馏水中，再用HCl调节至适合的pH值。在配制时还需加入NaCl以维持溶液等渗。

 因Tris-HCl缓冲液的pH值受溶液浓度、温度影响较大，以及易与空气中的二氧化碳反应，所以在使用时需现用现配制。

Tris-HCl缓冲液的缓冲原理为：Tris中的-NH2与HCl结合生成Tris·HCl盐。季铵基团Tris·H+与Tris形成缓冲对，溶液中存在Tris·H++H2O←→Tris+H3O+平衡关系，凭借该平衡移动来发挥缓冲作用。其缓冲范围一般为7.0~9.0。

 由于Tris对生化过程干扰很小，不与钙、镁离子及重金属离子发生沉淀，所以在DNA、蛋白质等生物大分子实验中经常应用，Tris-HCl缓冲溶液可以做DNA、蛋白质的溶解液或提取液，也是DNA相关研究实验中的重要缓冲液，如DNA的捕获与释放、染色体的特异性标记等方面。

具体应用方面，目前已上市的**mRNA疫苗其中一款（mRNA-1273®，Moderna，2020）选用Tris作为缓冲体系。已上市抗体药物中也有Tris的应用，如全球**全人源的肿瘤坏死因子拮抗剂注射用依那西普（Enbrel，恩利）。

4 羟乙基哌嗪乙磺酸（供注射用）（HEPES）

4-羟乙基哌嗪乙磺酸（简称HEPES），分子式为C8H18N2O4S。分子结构中既含有酸性的磺酸基（－SO3H），又含有两个碱性叔胺氮，所以呈现两性，可用来配制两性离子缓冲液。该缓冲溶液一般由一定量的HEPES溶于蒸馏水中，再用氢氧化钠调节pH至适当值。其pH缓冲范围一般为6.8~8.2。缓冲溶液的浓度以及外界温度对其pH值影响不大，因此能够较长时间维持稳定的pH值。因HEPES分子中的-SO3H呈现较强的酸性，易给出H+；两个叔胺氮各含有一个孤对电子，呈现碱性，可以接受H+生成季铵盐。所以磺酸基和叔胺在水溶液中互为缓冲对。而且，单个HEPES分子中的叔胺和磺酸基也可传递H+生成内盐，即两性离子。在水溶液中，HEPES分子、内盐以及磺酸基和叔胺各自产生的离子之间因H+或OH-的转移而能够相互转化建立平衡关系，凭借该平衡关系的移动来抵御外来酸碱的影响来调节溶液pH值稳定，所以具有缓冲作用，其平衡转化关系见下图。

 

HEPES 缓冲溶液具有对细胞无毒性、不易穿过生物膜、不参与细胞内生化过程等特点，所以在生化实验中具有广泛的应用，如可用于开放式细胞生长、细胞的长期观察、RNA 或 DNA 提取试剂盒中。其次，相关研究表明以 HEPES 溶液做缓冲液有利于多肽在金纳米粒子表面的偶联反应。另外，HEPES 缓冲溶液对镁生物降解影响的相关实验表明，HEPES 能提高镁的生物降解性以及抑制镁不溶盐层的形成。

具体应用方面，如盐酸伊立替康脂质体注射液（Onivyde）。2022年4月15日，施维雅公司（SERVIER）宣布，其胰腺***药物易安达（通用名：盐酸伊立替康脂质体注射液）获得中国国家药品监督管理局（NMPA）正式批准，与5-氟尿嘧啶（5-FU）和亚叶酸（LV）联合用于**接受吉西他滨**后进展的转移性胰腺*患者。伊立替康脂质体注射液作为一款转移性胰腺***药物，早前已在全球多个国家和地区获批。更多信息详见《易安达（盐酸伊立替康脂质体注射液）正式获批！制剂**，发展历程及市场前景深度分析》