在進(jìn)行細(xì)胞或組織相關(guān)實(shí)驗(yàn)時,我們常常會接觸到各種各樣的緩沖液,緩沖液名字很多,這些緩沖液都有各自不同的作用,用在各種不一樣的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。我們該在何時選用何種緩沖液,而該緩沖液在該實(shí)驗(yàn)當(dāng)中又起到了什么作用呢?下面我們來簡單而又深入的了解一下。
PART.1 PB緩沖液與PBS緩沖液
PB磷酸緩沖液(phosphate buffer solution,PB)和PBS磷酸緩沖鹽溶液(phosphate buffer saline),兩者名字接近,但是不是同一種緩沖液,在成分上是有所差別的。
PB緩沖液通常由磷酸二氫鈉(NaH2PO4)和磷酸氫二鈉(Na2HPO4)配制而成(當(dāng)然NaH2PO4和Na2HPO4也可以用水合物來配制,例如Na2HPO4.7H2O,配制時根據(jù)分子量換算過來即可)。
PB緩沖液的緩沖 pH 值范圍非常廣泛,可配制各種 pH 值的酸性、堿性和中性緩沖液。中性緩沖液用等濃度的 NaH2PO4 和 Na2HPO4 按照不同比例進(jìn)行混合,可以配制成不同pH的緩沖液,通常在pH5.7-8.0之間使用。
另外PB緩沖液也有人使用磷酸鉀緩沖液(即K2HPO4和KH2PO4),其配制方法和緩沖液能力與磷酸鈉緩沖液相同。
PBS緩沖液
下面這個表格為常用的1X PBS緩沖液即10mM PBS的成分表:

表1:1X PBS緩沖液配方
從表格中我們可以看到,PBS緩沖液具有與PB緩沖液相同的緩沖對:H2PO4-和HPO42-,與PB緩沖液不同的是添加了lv化鈉和氯化鉀去增加鹽離子濃度。PBS緩沖液通常配制成pH7.2-7.4去使用。
對完整的、具有活性的物質(zhì)不能保證其在最適條件下參與生物反應(yīng),PBS是最佳之選。它具有鹽平衡、可調(diào)整的適宜pH緩沖作用。相比,蒸餾水不具有鹽平衡作用,可以破壞生物蛋白的結(jié)構(gòu)及生物特性;生理鹽水不具有調(diào)整pH的作用。
另外一部分文獻(xiàn)將該P(yáng)BS緩沖液寫成D-PBS(Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline)緩沖液,特意強(qiáng)調(diào)是不含鈣、鎂離子的配方。大部分D-PBS與表格中PBS緩沖液的配方成分一致。但也有部分廠家生產(chǎn)的D-PBS與PBS在成分的含量上有少量區(qū)別,D-PBS的KH2PO4與Na2HPO4的添加量略小于PBS。D-PBS主要用于胚胎學(xué)方面的研究,可作為胚胎、組織、細(xì)胞的漂洗液、凍存液和培養(yǎng)液。
應(yīng)用上的區(qū)別:
PB緩沖溶液在化學(xué)反應(yīng)、合成反應(yīng)等化學(xué)領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用,部分在抗體制劑中也有應(yīng)用。但如果用PB緩沖液沖洗細(xì)胞,會導(dǎo)致低滲吸水,甚至細(xì)胞脹破。所以要用于電泳或與細(xì)胞有關(guān)的緩沖體系時,則要用PBS緩沖液,相比PB緩沖液,除了可以維持一定的pH環(huán)境,還可以起到調(diào)節(jié)滲透壓的作用。
PART.2 PBST緩沖液與TPBS緩沖液
PBST緩沖液與TPBS緩沖液主要是PBS緩沖液中加入了不同的非離子表面活性劑,以增加其水溶性。
PBS緩沖液中加入了非離子表面活性劑Tween-20,簡稱為PBST。PBS緩沖液中加入了非離子表面活性劑TritonX-100,簡稱為TPBS。兩者均含有相同的PBS緩沖液。
PBST常用于免疫組化和原位雜交,酶聯(lián)免疫等實(shí)驗(yàn)中。用作ELISA清洗液,亦可用于清洗Western Blot實(shí)驗(yàn)中PVDF膜或NC膜。在Western Blot洗液里的Tween-20(吐溫20)是和BSA一樣,對抗原抗體蛋白提供保護(hù)作用,同時因?yàn)槭潜砻婊钚詣?,可以減少抗體對抗原的非特異性作用,用于洗脫未結(jié)合的抗體,減少非特異性結(jié)合。
TPBS緩沖液中TritonX-100作用原理是能溶解細(xì)胞多種膜的脂質(zhì),包括細(xì)胞膜、細(xì)胞核膜、細(xì)胞器膜等,基于該原理使用TritonX-100對細(xì)胞進(jìn)行處理,能使需要的抗體和大分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)進(jìn)入胞漿和細(xì)胞核。例如流式檢測細(xì)胞周期,需要染核蛋白時,細(xì)胞先固定,然后根據(jù)細(xì)胞情況進(jìn)行透膜,即用0.1%-1%TritonX-100 PBS (即TPBS緩沖液)處理5-30分鐘,具體的濃度和作用時間需要根據(jù)不同的細(xì)胞還有實(shí)驗(yàn)條件來優(yōu)化。
PART.3 TBST緩沖液與PBST緩沖液
TBST緩沖液中含有Tris-Base(C4H11NO3),HCl, NaCl,Tween20這4種物質(zhì)。Tris-Base(C4H11NO3)和HCl組成緩沖對,維持緩沖液的pH恒定。TBST緩沖液通常是配制成pH7.5去使用。是做Western Blot中常用的一種洗膜緩沖液。Western Blot實(shí)驗(yàn)中,為了防止曝光圖背景太高,在孵育時,混有Tween 的TBST 能洗掉PVDF膜上非特異性吸附的蛋白質(zhì)。Tween是一種離子表面活性劑,有復(fù)性抗原作用,可提高抗體特異性結(jié)合。
而PBST緩沖液中含有KH2PO4,Na2HPO4,KCl,NaCl,Tween20這5種物質(zhì),相比TBST緩沖液除了緩沖對不一樣,還多了KCl,通常是配制成pH7.4去使用。也是用在ELISA,Western Blot實(shí)驗(yàn)中作為洗膜緩沖液使用。
TBST的pH值隨溫度變化大一點(diǎn),而PBST由于鹽濃度較高容易有沉淀。若稀釋抗體后需要反復(fù)使用的話建議使用TBST溶解。
TBST和PBST兩種緩沖液作為洗膜緩沖液使用時,兩種洗液用起來沒有什么區(qū)別,都是提供一個緩沖的pH值環(huán)境,加上Tween20有助于蛋白的洗脫。
PART.4 D-Hank's溶液與Hank's溶液(HBSS)
Hank's溶液全稱是Hank's Balanced Salt Solution---Hank's平衡鹽溶液,簡稱HBSS.主要用于配制培養(yǎng)液,稀釋劑和細(xì)胞清洗液,而不能單獨(dú)作為細(xì)胞組織培養(yǎng)液。
D-Hank's溶液:Dulbecco's Hanks Balanced Salt Solution(D-Hanks),without Ca2+ Mg2+,通常該溶液瓶子上也都會注明不含鈣離子,鎂離子的??捎糜诩?xì)胞解離前清洗螯合劑,也常用于配制胰酶溶液(鈣鎂離子會抑制胰蛋白酶活性)。
因此從成分上來說,Hank's與D-Hank's的一個主要區(qū)別在于后者不含有鈣和鎂離子。那么Hank's溶液主要由什么組成呢?見下表

表2:1X Hank's溶液配方
從表2我們也可以看到,Hank's溶液的配方與PBS溶液的配方都含有相似的磷酸二氫鉀,磷酸氫二鈉,氯hua鈉與氯hua鉀,只是含量有所不同,Hank's溶液中磷酸鹽含量要低一些,因?yàn)樵撊芤哼€有1個碳酸氫鈉可以起到pH調(diào)節(jié)的作用。同時,該緩沖液添加了葡萄糖可以提供簡單營養(yǎng)。
需要注意的是有的緩沖液廠家將Hank's溶液與D-Hank's溶液這2種緩沖液都當(dāng)作是HBSS在銷售,僅在緩沖液下方標(biāo)注是否含鈣鎂離子,因此我們購買的時候就需要自己去區(qū)分了。另外還有部分廠家的Hank's溶液中添加有氯化鎂。
PART.5EBSS與HBSS
EBSS(Earle's Balanced Salt Solution),也稱為Earle's平衡鹽溶液。EBSS主要成分為葡萄糖,NaHCO3,NaCl,KCl和Na2HPO4。
HBSS(見表2)與EBSS的成分相似,成分含量有所不同。其中HBSS的NaHCO3含量為0.35g/L,其緩沖能力較弱,一般用空氣平衡,即利用空氣中的CO2使溶液pH值平衡。而EBSS含有高濃度的NaHCO3(2.2g/L),其緩沖能力較強(qiáng),溶液pH值需在5%的CO2培養(yǎng)箱中才能達(dá)到平衡。兩者都是多數(shù)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)溶液,主要區(qū)別是緩沖能力不同。
EBSS專為CO2環(huán)境中的細(xì)胞短期維持而設(shè)計,具有維持滲透壓、保持pH穩(wěn)定、提供簡單營養(yǎng)等作用,可用于體外實(shí)驗(yàn)中組織塊、器官或細(xì)胞的漂洗、細(xì)胞或組織的運(yùn)輸、細(xì)胞培養(yǎng)用試劑的配制以及作為細(xì)胞計數(shù)的稀釋液,也可用于誘導(dǎo)細(xì)胞自噬等。如果希望在CO2培養(yǎng)箱中保存組織,需要用EBSS。如果僅僅是清洗將要在細(xì)胞培養(yǎng)基中儲存的組織,用HBSS液就可以了。
另外EBSS和HBSS都可以選擇含或不含鈣鎂離子及酚紅的溶液。酚紅的添加主要是指示溶液的酸堿度變化。培養(yǎng)細(xì)胞,尤其是哺乳類細(xì)胞時,不加酚紅。由于酚紅干擾檢測,一般在做流式細(xì)胞檢測時,使用無酚紅產(chǎn)品。鈣鎂離子會抑制胰蛋白酶的活性,與螯合劑螯合。含有鈣鎂離子的緩沖液通常用于作輸送介質(zhì)、試劑的制備;不含鈣鎂離子的緩沖液,通常用于細(xì)胞清洗。因此使用時應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行選擇。
值得提醒的是含有葡萄糖和碳酸氫鈉(NaHCO3)的溶液不能進(jìn)行高壓滅菌,高壓滅菌會發(fā)生反應(yīng)引起變性。如果是自己配制的話,過濾滅菌即可,如果是直接訂購現(xiàn)成的,要注意無菌分裝。
