Mechanismeanalyse van de afname van de oplosbaarheid bij lage temperaturen van biologische buffer CAPS

In biochemische experimenten,CAPS-bufferAls een belangrijke alkalische buffer wordt het veel gebruikt bij Western blotting, enzymgekatalyseerde reacties en HPLC-separatie vanwege zijn stabiele pKa-waarde (ongeveer 10,4), goede wateroplosbaarheid (tot 11,01).07 mg/ml bij 25 °C)De experimenten tonen echter vaak aan dat de oplosbaarheid van CAPS bij lage temperaturen (zoals 4 °C of -20 °C) aanzienlijk afneemt.wat leidt tot moeilijkheden bij de buffervoorbereiding of ongelijke concentratieIn dit artikel wordt dit fenomeen geanalyseerd vanuit drie niveaus: moleculaire mechanismen, omgevingsfactoren en experimentele operaties.en gerichte optimalisatieoplossingen voorstellen.

Moleculair mechanisme van vermindering van de oplosbaarheid bij lage temperaturen

Het oplosproces van CAPS is in wezen het proces waarbij de moleculen een hydratatielaag vormen met watermoleculen door waterstofbinding.de sulfozuurgroep (- SO3H) en de aminogroep (- NH-) in CAPS-moleculen combineren met watermoleculen door middel van polaire interacties om stabiele opgeloste oplosmiddelcomplexen te vormenAls de temperatuur echter afneemt, verzwakt de thermische beweging van watermoleculen en wordt het waterstofbindingsnetwerk stijf.wat resulteert in een afname van de bindingsenergie tussen CAPS-moleculen en watermoleculenUit experimentele gegevens blijkt dat de oplosbaarheid van CAPS bij 4 °C met ongeveer 30% afneemt ten opzichte van 25 °C, wat nauw verband houdt met veranderingen in de dynamische eigenschappen van watermoleculen.

Bovendien ondergaat het kristalliseringsgedrag van CAPS bij lage temperaturen significante veranderingen.Wanneer de temperatuur onder het kritieke punt daalt, moleculen vormen een geordende roosterstructuur door middel van hydrofobische interacties en π - π stapelen.Dit faseovergangsproces zal de oplosbaarheid van CAPS verder verminderen en zelfs leiden tot het neerslaan van onopgeloste vaste deeltjesBijvoorbeeld bij het bereiden van een bufferoplossing van CAPS kunnen bij onvoldoende voorverhitting van het oplosmiddel vaak witte flocculente neerslagstoffen worden waargenomen.die een rechtstreekse manifestatie is van laagtemperatuurgeïnduceerde kristallisatie.

Het synergetische effect van milieufactoren op de oplosbaarheid

In experimenten met de sterkte van oplosmiddel-ionen wordt vaak gedeioniseerd water gebruikt om een CAPS bufferoplossing voor te bereiden.ze vormen complexen met de sulfozuren in CAPS-moleculenBij lage temperaturen wordt de hydratatie van ionen versterkt, de stabiliteit van het complex wordt verbeterd en wordt de vermindering van de oplosbaarheid verder verergerd.Bijvoorbeeld:, in een oplossing met een Ca2 + van 0,1 mM, is de oplosbaarheid van CAPS bij 4 °C met 15% lager dan bij zuiver water.

De oplosbaarheid van CAPS hangt nauw samen met de dissociatietoestand van CAPS als gevolg van pH-schommelingen.Wanneer de pH benadert of hoger is dan pKa, daalt de oplosbaarheid van de deprotoneerde vorm (- SO −) aanzienlijk.de pH-waarde van de bufferoplossing kan verschuiven als gevolg van de ontbinding van CO2 of hydrolyse van onzuiverheden, die indirect van invloed is op het ontbindingsgedrag van CAPS.

Door het moleculaire mechanisme en omgevingsfactoren te begrijpen die bijdragen tot de afname van de oplosbaarheid van CAPS bij lage temperaturen,Onderzoekers kunnen het bereidingsproces en de opslagomstandigheden doelgericht optimaliseren om de stabiliteit van de bufferprestaties te waarborgen.In de toekomst zullen, met de ontwikkeling van nieuwe zwitterionische buffers, de beperkingen van CAPS bij experimenten bij lage temperaturen naar verwachting fundamenteel worden opgelost.

Als professioneelbiologisch buffermiddelDesheng is toegewijd aan het leveren van hoogwaardige CAPS-buffermiddelen.We hebben niet alleen professioneel personeel om toezicht te houden op en het proces te controleren van het gebruik van grondstoffen tot de fabrieksvoorbereidingEr is voorraad beschikbaar voor verkoop in het magazijn tegen een goedkope prijs.Voel je vrij om te klikken op de website om te vragen over details en aankoop op elk moment!