생명과학실험 | Tris-HCl buffer 만들기

 

 

 

TIP

 

 

1. Column chromatography의 준비로서의 buffer만들기
2. 1M의 Tris-HCl (pH7.4), NaCl, MgSO₄ Stock solution을 제조한 후 다양한 NaCl 농도의 elution buffer를 만든다.

 

 

 

Buffer solution

Buffer solutions는 적은 양의 산이나 염기를 첨가하거나 희석시킬 경우, 용액의 H+와 OH-의 농도 변화를 줄이기 위해 사용하는 용액이다.

 

Buffer solutions는 약산과 그것의 짝염기로 이루어진 것이 일반적이며, 약염기와 그것의 짝산으로 이루어진 경우는 전자보다 적다. 용액의 pH변화에 저항하는 buffer solutions의 기능은 앞서 말한 약산과 그 짝염기의 평형에 의한 결과로, Le Chatelier의 공통이온효과에 의해 설명될 수 있다.

 

HA(aq) + H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + A^-(aq)

 

만약 위의 용액에 염기를 첨가하면, 염기는 곧 산-염기 중화반응을 통해 를 제거하고, 평형반응에 의해 위의 반응은 정반응이 진행되어 원래의 pH를 유지하게 된다.

 

마찬가지로, 위 용액에 강산을 첨가하면, 짝염기 A^-와 protonated 되어 역반응이 진행되므로 원래의 pH가 유지될 수 있다. 이러한 현상은 강산이나 강염기의 용액에 산 또는 염기를 떨어뜨렸을 때와 큰 차이를 보이는데, 이는 강산에 강염기를 이용해 titration 할 때보다 약산과 약염기를 titration할 때 pKa값 근처에서의 pH 변화가 작은 현상과 비슷하다.

 

생체 내의 물질대사의 일종인 호흡과정에서는 이산화탄소가 생성되고, 이는 혈액에 녹아 산으로 작용하게 된다. 따라서 물질대사 산물로 인한 혈액의 pH변화를 막고 생체 내 항상성을 유지할 수 있도록 혈액은 하나의 완충용액이라고 할 수 있다. 특히, 생체 내 대부분의 효소는 매우 좁은 범위에서만 활성을 나타내므로 이 작용은 필수적이라 할 수 있다. 혈액에서 완충작용을 하는 물질로는 Hb(헤모글로빈)이나 phosphate 등이 있다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 먼저, 1M Tris-HCl (pH7.4)용액 50㎖을 만들기 위한 Tris가루의 질량을 계산한다.

 

2) 메스실린더에 증류수를 약 30㎖정도 담아놓는다.(Tris 가루와 HCl을 더 넣어주어야 하기 때문에 부피의 변화가 있을 것이므로 정확한 실험을 위해 물을 필요한 부피보다 적게 넣는다.)

 

3) 전자저울에 대각선으로 접은 자국을 낸 기름종이를 올려두고 영점을 맞춘다.

 

4) 기름종이에 Tris 가루를 spatula로 조심스럽게 6.057g을 덜어놓는다.(전자저울이 소수점 둘째 자리까지 표시되는 관계로 6.06g을 쟀다.)

 

5) 비커에 2)의 증류수와 4)의 Tris 가루를 넣고 마그네틱 바를 넣은 후 stirier에 올려놓고 완전히 녹인다.

 

6) Tris 가루가 전부 녹으면 pH 미터계를 calibration(적정)한 후 pipette을 이용해 염산을 떨어뜨리며 용액이 pH7.4가 되도록 HCl을 방울방울 떨어뜨린다. 이 때, stirier를 이용하여 충분히 섞이도록 한다.(본 실험에서 pH 미터계의 calibration은 pH7.0, pH4.01용액을 이용하였다.)

 

7) 만들어진 용액을 메스실린더에 넣고 마찬가지로 pipette을 이용하여 50㎖이 될 때까지 증류수를 넣는다.

 

 

[생명과학실험]Column chromatography를 위한 다양한 농도의 Tris-HCl buffer제조

 

 

Tris-HCl buffer 만들기 레포트