在進行細胞或組織相關實驗時,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驗當中。我們該在何時選用何種緩沖液,而該緩沖液在該實驗當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(當然NaH2PO4和Na2HPO4也可以用水合物來配制,例如Na2HPO4.7H2O,配制時根據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、具有活性的物質不能保證其在最適條件下參與生物反應,PBS是最佳之選。它具有鹽平衡、可調整的適宜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構及生物特性;生理鹽水不具有調整pH的作用。
另外一部分文獻將該PBS緩沖液寫成D-PBS(Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline)緩沖液,特意強調是不含鈣、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的D-PBS與PBS在成分的含量上有少量區別,D-PBS的KH2PO4與Na2HPO4的添加量略小于PBS。D-PBS主要用于胚胎學方面的研究,可作為胚胎、組織、細胞的漂洗液、凍存液和培養液。
應用上的區別:
PB緩沖溶液在化學反應、合成反應等化學領域中有廣泛應用,部分在抗體制劑中也有應用。但如果用PB緩沖液沖洗細胞,會導致低滲吸水,甚至細胞脹破。所以要用于電泳或與細胞有關的緩沖體系時,則要用PBS緩沖液,相比PB緩沖液,除了可以維持一定的pH環境,還可以起到調節滲透壓的作用。
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,酶聯免疫等實驗中。用作ELISA清洗液,亦可用于清洗Western Blot實驗中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作用,同時因為是表面活性劑,可以減少抗體對抗原的非特異性作用,用于洗脫未結合的抗體,減少非特異性結合。
TPBS緩沖液中TritonX-100作用原理是能溶解細胞多種膜的脂質,包括細胞膜、細胞核膜、細胞器膜等,基于該原理使用TritonX-100對細胞進行處理,能使需要的抗體和大分子結構的物質進入胞漿和細胞核。例如流式檢測細胞周期,需要染核蛋白時,細胞先固定,然后根據細胞情況進行透膜,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不同的細胞還有實驗條件來優化。
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。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實驗中,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。Tween是一種離子表面活性劑,有復性抗原作用,可提高抗體特異性結合。
而PBST緩沖液中含有KH2PO4,Na2HPO4,KCl,NaCl,Tween20這5種物質,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實驗中作為洗膜緩沖液使用。
TBST的pH值隨溫度變化大一點,而PBST由于鹽濃度較高容易有沉淀。若稀釋抗體后需要反復使用的話建議使用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別,都是提供一個緩沖的pH值環境,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.主要用于配制培養液,稀釋劑和細胞清洗液,而不能單獨作為細胞組織培養液。
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。可用于細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,因為該溶液還有1個碳酸氫鈉可以起到pH調節的作用。同時,該緩沖液添加了葡萄糖可以提供簡單營養。
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種緩沖液都當作是HBSS在銷售,僅在緩沖液下方標注是否含鈣鎂離子,因此我們購買的時候就需要自己去區分了。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,溶液pH值需在5%的CO2培養箱中才能達到平衡。兩者都是多數培養基的基礎溶液,主要區別是緩沖能力不同。
EBSS專為CO2環境中的細胞短期維持而設計,具有維持滲透壓、保持pH穩定、提供簡單營養等作用,可用于體外實驗中組織塊、器官或細胞的漂洗、細胞或組織的運輸、細胞培養用試劑的配制以及作為細胞計數的稀釋液,也可用于誘導細胞自噬等。如果希望在CO2培養箱中保存組織,需要用EBSS。如果僅僅是清洗將要在細胞培養基中儲存的組織,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。培養細胞,尤其是哺乳類細胞時,不加酚紅。由于酚紅干擾檢測,一般在做流式細胞檢測時,使用無酚紅產品。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、試劑的制備;不含鈣鎂離子的緩沖液,通常用于細胞清洗。因此使用時應根據實驗的需要進行選擇。
值得提醒的是含有葡萄糖和碳酸氫鈉(NaHCO3)的溶液不能進行高壓滅菌,高壓滅菌會發生反應引起變性。如果是自己配制的話,過濾滅菌即可,如果是直接訂購現成的,要注意無菌分裝。
