Bufor fosforanowy

Bufor fosforanowy jest bardzo często wykorzystywany w laboratorium. Jego zastosowania są szerokie od badań enzymatycznych po histologię. Wszędzie tam, gdzie niezbędne jest zachowanie obojętnego pH i przy zmiennych warunkach, bufor fosforanowy sprawdzi się doskonale. Dużą zaletą jest również możliwość sterowania pH buforu i dopasowania go do swoich specyficznych celów (np. optymalnemu pH dla działania konkretnych enzymów).

Z czego składa się bufor fosforanowy?

Istnieją dwa rodzaju buforu fosforanowego. Pierwszy oparty jest o sole sodu, drugi o sole potasu. W obu buforach są to sole kwasu diwodorofosforowego i wodorofosforowego.

Bufor sodowo fosforanowy	Bufor potasowo fosforanowy
Diwodorofosforan (V) sodu Wodorofosforan (V) sodu pH 5,7 – 8,0	Diwodorofosforan (V) potasu Wodorofosforan (V) potasu pH 5,8 – 8,0

Oba bufory posiadają podobną objętość buforową, jednak ich unikalne właściwości mogą wpływać na ich zastosowanie.

Który bufor fosforanowy wybrać?

Zarówno bufor sodowo fosforowy jak i potasowo fosforowy mają podobne możliwości utrzymywania pH. W niektórych specyficznych warunkach ich różne właściwości mogą istotnie wpłynąć na wynik badania lub stabilność układu.

Właściwość	Bufor sodowo fosforowy	Bufor potasowo fosforowy
Rozpuszczalność	W niskich temperaturach I podczas zamrażania może się wytrącać, powodując zmętnienie i powstawanie agregatów.	Lepsza rozpuszczalność w niskich temperaturach. Nie powoduje zmętnienia i wytrącania w trakcie zamrażania.
Interakcja z SDS	Nie reaguje z SDS	Jony potasu wchodzą w reakcje z SDS prowadząc do wytrącania. Wiele osób zaleca unikanie tego buforu w SDS-PAGE.
Zakres pH	Skuteczne buforowanie w zakresie pH 5,7 – 8,0. Największa zdolność w pH 6,8.	Skuteczne buforowanie w zakresie pH 5,8 – 8,0. Największa zdolność w pH 6,8.
Ruchliwość (CZE)	Może powodować szybszą migrację cząsteczek	Wolniejsza migracja

Jak przygotować bufor sodowo fosforanowy?

Aby przygotować 0,1 M bufor sodowo fosforanowy musisz przygotować najpierw 0,2 M roztwory diwodorofsforanu (V) sodu i wodorofsforanu (V) sodu.

Roztwór A (0,2 M diwodorosforan sodu, NaH₂PO₄)

27,8 g NaH₂PO₄ rozpuść w 800 ml wody, przenieś ilościowo do kolby miarowej o objętości 1000 ml i uzupełnij do kreski.

Roztwór B (0,2 M wodorofosforan sodu, Na₂HPO₄)

53,65 g Na₂HPO₄  x 7 H₂O lub 71,7 g Na₂HPO₄  x 12 H₂O rozpuść w 800 ml wody. Przenieś do kolby miarowej o objętości 1000 ml i uzupełnij do kreski.

By otrzymać bufor o właściwym pH, zmieszaj roztwory A i B zgodnie z poniższą tabelą i uzupełnij wodą do objętości końcowej 200 ml.

pH	ml roztworu A (0,2 M NaH2PO4)	Ml buforu B (0,2 M Na2HPO4)
5,7	93,5	6,5
5,8	92,0	8,0
5,9	90,0	10,0
6,0	87,7	12,3
6,1	85,0	15,0
6,2	81,5	18,5
6,3	77,5	22,5
6,4	73,5	26,5
6,5	68,5	31,5
6,6	62,5	37,5
6,7	56,5	43,5
6,8	51,0	49,0
6,9	45,0	55,0
7,0	39,0	61,0
7,1	33,0	67,0
7,2	28,0	72,0
7,3	23,0	77,0
7,4	19,0	81,0
7,5	16,0	84,0
7,6	13,0	87,0
7,7	10,5	90,5
7,8	8,5	91,5
7,9	7,0	93,0
8,0	5,3	94,7

Zalecam przygotowywanie buforu na świeżo i zużycie go w przeciągu 2 tygodni. Roztwory A i B można przechowywać dłużej i używać ich jako wyjściowych do przygotowania buforu roboczego.

Jak przygotować bufor potasowo fosforowy?

Aby przygotować 0,1 M bufor potasowo fosforanowy musisz przygotować najpierw 0,2 M roztwory diwodorofosforanu (V) potasu i wodorofosforanu (V) potasu.

Roztwór A (0,2 M diwodorosforan potasu, KH₂PO₄)

34,84 g KH₂PO₄ rozpuść w 800 ml wody, przenieś ilościowo do kolby miarowej o objętości 1000 ml i uzupełnij do kreski.

Roztwór B (0,2 M wodorofosforan potasu, K₂HPO₄)

34,84 g K₂HPO₄  x 3 H₂O rozpuść w 800 ml wody. Przenieś do kolby miarowej o objętości 1000 ml i uzupełnij do kreski.

By otrzymać bufor o właściwym pH, zmieszaj roztwory A i B zgodnie z poniższą tabelą i uzupełnij wodą do objętości końcowej 200 ml.

pH	ml roztworu A (0,2 M KH2PO4)	Ml buforu B (0,2 M K2HPO4)
5.8	8.5	91.5
6.0	13.2	86.8
6.2	19.2	80.8
6.4	27.8	72.2
6.6	38.1	61.9
6.8	49.7	50.3
7.0	61.5	38.5
7.2	71.7	28.3
7.4	80.2	19.8
7.6	86.6	13.4
7.8	90.8	9.2
8.0	94.0	6.0

Zalecam przygotowywanie buforu na świeżo i zużycie go w przeciągu 2 tygodni. Roztwory A i B można przechowywać dłużej i używać ich jako wyjściowych do przygotowania buforu roboczego.

Literatura:

Kalkulator roztworów: https://www.sigmaaldrich.com/PL/pl/support/calculators-and-apps/buffer-calculator

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3813289/#:~:text=SDS%20is%20incompatible%20with%20some,show%20this%20property%20(8).

Kłyszejko-Stefanowicz, L. (red.). (2003). Ćwiczenia z biochemii. Wydawnictwo Naukowe PWN.