Nas células e organismos vivos, os fluidos que envolvem e dentro das células são mantidos a um pH constante. O pH dentro deste sistema é muitas vezes crucial para as reações bioquímicas que ocorrem dentro do organismo. Para estudar processos biológicos em laboratório, os cientistas usam buffers para manter o pH correto durante o experimento. Muitos amortecedores biológicos foram originalmente descritos por Good e seus colegas em 1966 e ainda hoje são usados ​​em laboratórios.

Como funcionam os amortecedores

Um tampão é simplesmente uma solução contendo um ácido fraco e sua base conjugada. Quando um ácido é adicionado ao tampão, ele reage com a base conjugada produzindo um ácido fraco e dificilmente afetando o pH da solução.

Requisitos de um tampão

Várias características fazem tampão biológico eficaz. Eles devem ser solúveis em água, mas não solúveis ou minimamente solúveis em solventes orgânicos. O tampão não deve ser capaz de passar através da membrana celular, pois isso pode afetar o comportamento das células. Os tampões devem ser não-tóxicos, não devem absorver a radiação UV e devem permanecer inertes e estáveis ​​durante todo o processo experimental. Temperatura e composição iônica não devem alterar o pH nem a capacidade de tamponamento.

Seleção de um tampão apropriado

O tampão escolhido deve ter um pKa no intervalo ótimo para o processo em estudo. Um tampão com um pKa mais alto é apropriado se houver probabilidade de aumento de pH durante o experimento e vice-versa, caso se espere que o pH caia. As concentrações de tampão devem ser otimizadas, pois concentrações superiores a 25mM podem ter melhor capacidade de tamponamento, mas podem inibir atividades celulares, como enzimas. O método também determina qual buffer usar; por exemplo, em eletroforese, um tampão com baixa força iônica é apropriado para evitar que a matriz do gel se aqueça.

Como alterar o pH de um tampão

Como o pH pode alterar com a temperatura mudanças, os cientistas devem testar o pH dos buffers na temperatura em que eles vão realizar o experimento. Tris é um tampão especialmente suscetível a alterações no pH com a temperatura. Todos os medidores de pH devem ser calibrados na temperatura de trabalho. Os aditivos também podem alterar o pH, tornando necessário o novo teste. Para alterar o pH é adicionado um ácido, geralmente ácido clorídrico, ou base, geralmente hidróxido de sódio ou potássio; isso deve ser feito lentamente para evitar inativação ou alterações químicas no tampão.

Exemplos de Amortecedores Biológicos

O tampão TE, que é 10 mM Tris · HCl e 1 mM EDTA, é apropriado em um número de valores de pH para o armazenamento de ácidos nucleicos. A eletroforese é um método comum para o estudo de proteínas ou ácidos nucléicos; este processo utiliza um número de tampões, incluindo tampões Tris-acetato-EDTA, Tris-glicina e Tris-borato-EDTA. Esses tampões impedem o aquecimento da matriz de gel e podem conter aditivos, como uréia e SDS, dependendo da investigação.