Кіріспе
Биохимиялық және биологиялық зерттеулер үшін буферлік заттар. Гудс буферлері (немесе Гуд буферлері) – Норман Гуд және оның әріптестері 1966–1980 жылдары таңдап, сипаттаған биохимиялық және биологиялық зерттеулерге арналған жиырма буферлік зат. Буферлердің көпшілігі Гуд пен оның әріптестері алғаш рет дайындаған және сынаған жаңа звиттериондық қосылыстар болды, бірақ кейбіреулері (MES, ADA, BES, Bicine) бұрын биологтар назарынан тыс қалған белгілі қосылыстар еді. Гудтың жұмысына дейін биологтар үшін pH 6 мен 8 аралығындағы сутегі иондарының буферлері шектеулі болды, ал тиімсіз, уытты, реактивті және жарамсыз буферлер жиі қолданылды. Көптеген Гудс буферлері қазіргі заманғы биологиялық зертханалардағы маңызды құралдардың бірі болып табылады.
Good's buffers (also Good buffers) are twenty buffering agents for biochemical and biological research selected and described by Norman Good and colleagues during 1966–1980. Most of the buffers were new zwitterionic compounds prepared and tested by Good and coworkers for the first time, though some (MES, ADA, BES, Bicine) were known compounds previously overlooked by biologists. Before Good's work, few hydrogen ion buffers between pH 6 and 8 had been accessible to biologists, and very inappropriate, toxic, reactive and inefficient buffers had often been used. Many Good's buffers became and remain crucial tools in modern biological laboratories.
Таңдау критерийлері
Good биологиялық зерттеулерде құнды болуы мүмкін бірнеше критерийлерге сай келетін буферлік қосылыстарды анықтауға тырысты. [[pKa: Көптеген биологиялық реакциялар 6 мен 8 аралығындағы бейтарап pH-тың жанында өтеді, сондықтан бұл аймақта максималды буферлік сыйымдылықты қамтамасыз ету үшін идеалды буферлерде осыған сәйкес pKa мәндері болуы керек. Ерігіштігі: Оңай қолдану үшін және биологиялық жүйелер сулы ортада болғандықтан, суда жақсы еритін болуы қажет. Майлар, майлар және органикалық еріткіштер сияқты полярлы емес еріткіштерде нашар еритін болуы да тиімді, себебі бұл буферлік қосылыстың биологиялық жүйелердегі полярлы емес бөлімдерде – жасуша мембраналарында және басқа жасушалық құрылымдарда – жиналуын азайтуға көмектеседі. Мембрана өткізбеушілігі: Идеалды жағдайда буфер жасуша мембраналары арқылы оңай өтпеуі керек, бұл жасуша ішінде буферлік қосылыстың жиналуын да азайтады. Тұздың әсері минималды болуы керек: Көп ионды буферлер кейбір биологиялық жүйелерде проблемаларға немесе қиындықтарға әкелуі мүмкін. Диссоциацияға әсер ету: Буфердің диссоциациясына буфер концентрациясының, температураның және ортаның иондық құрамының ең аз әсері тиіс. Катиондармен жақсы өзара әрекеттесу: Егер буферлер катиондық лигандтармен кешендер құраса, бұл кешендер ерігіш болуы керек. Идеалды жағдайда, кем дегенде кейбір буферлік қосылыстар кешендер құрамайды. Тұрақтылық: Буферлер химиялық тұрақты болуы керек және ферменттік және ферментсіз ыдырауға төзімді болуы тиіс. Биохимиялық бейтараптық: Буферлер биохимиялық реакцияларға әсер етпеуі немесе оларға қатыспауы керек. Оптикалық сіңіру: Буферлер 230 нм-ден ұзын толқындылықтағы көрінетін немесе ультракүлгін сәулелерді сіңірмеуі керек, осылайша кеңінен қолданылатын спектрофотометриялық талдауларға кедергі келтірмейді. Дайындаудың қарапайымдылығы: Буферлерді арзан материалдардан оңай дайындауға және тазартуға болады.
Good-тің буферлерінің тізімі
Келесі кестеде 20 °C температурадағы pKa мәндері келтірілген. Бұл мәндер температураның әр градусына шамамен 0,01-ге өзгереді. Трицин флавиндермен фотоокистеніп, осылайша күндізгі жарықта флавон ферменттерінің активтілігін төмендетеді. АДА, ПОПСО және ПИПЕС еркін қышқылдары суда нашар ериді, бірақ мононатрий тұздары түрінде өте жақсы ериді. АДА 260 нм-ден төменгі УФ сәулесін сіңіреді, ал ACES 230 нм және одан төменгі сәуледе сіңіреді. Жылдар бойы pKa және көптеген Good буферлерінің басқа термодинамикалық шамалары жан-жақты зерттелді және қайта бағаланды. Жалпы, Норман Гуд және оның әріптестері ғылыми қауымдастықтың назарын биологиялық зерттеулерде звитериондық буферлерді қолдану мүмкіндігіне және артықшылықтарына аударды. Одан бері AMPSO, CABS, CHES, CAPS және CAPSO сияқты басқа звитериондық қосылыстар да биологиялық контексте қолдану үшін зерттелді.