생명과학실험1-01 Tris-HCl buffer 만들기

소개

생명과학 실험을 수강하고 계시는 대학생분들께 좋은 자료라고 생각합니다.
A+ 받은 레포트이고요, buffer용액을 만드는 데 필요한 계산과정이나, 인터넷 등에서 절대로 찾을수 없는 그림도 이해를 돕기 위해 첨부하였습니다.(제가 직접 그린 그림으로, ion exchange chromatography까지 필요한 과정들을 그린 것입니다. 실험을 하면서 왜 이런 과정을 거쳐야 하는지 이해되기 쉬우실 거라 생각합니다.)
참고로, Alkaline Phosphatase(AP)를 검출해내기 위한 Tris-HCl buffer를 만드는 과정입니다.
결과에 직접 찍은 사진 첨부되어 있습니다.

대부분 외국 사이트에서 찾아서 제가 직접 번역한 자료들입니다.
100%제가 직접 썼으며, 긁어오거나 표절한 내용은 전혀 없음을 말해두겠습니다.
참고 사이트는 모두 명시되어 있습니다.

목차

주제
실험일시
목적
실험목표
실험도구

Introoduction

Buffer solution
pH
몰농도(Molarity)
pKa
pH 미터계 (pH meter)
Osmotic shook and Dialysis
Heat Denaturation and Ion-exchange Chromatography
Alkaline Phosphatase(AP)

Method

Result
사진 있음
buffer 제조 표 및 계산과정 직접 쓴것을 스캔떠서 올렸습니다.

Discussion

References

본문내용

주제 : 단백질 분리정제 및 기능분석 첫 시간
실험일시 : 2008년 3월 11일 2:00p.m.~ 4:30p.m.
목적 : Column chromatography의 준비로서의 buffer만들기
실험목표 : 1M의 Tris-HCl (pH7.4), NaCl, MgSO4 Stock solution을 제조한 후 다양한 NaCl 농도의 elution buffer를 만든다.
실험도구 : pH 미터기, Tris 가루, HCl, 증류수, 마그네틱 바, stirier, spatula, pipette (1ml), 메스실린더 (50ml이상), 비커, 전자저울, 비닐장갑, 기름종이, 50ml튜브

Introoduction

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 H3O+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.

pH
pH는 용액의 산성도와 염기성도의 단위이다. 25˚C에서 수용액의 pH가 7보다 작으면 산성이고, 7보다 크면 염기성이다. PH7은 중성(neutral)로, 순수한 물의 자동이온화로 인한 H3O+와 OH-의 농도를 의미하기 때문이다.
pH의 계산은 다음과 같다.

참고자료

· ‘Buffer’에 대한 Wikipedia검색- http://en.wikipedia.org/wiki/Buffer_solution
· ‘pH’에 대한 Wikipedia검색 - http://en.wikipedia.org/wiki/PH
· ‘Molarity’에 대한 Wikipedia검색 - http://en.wikipedia.org/wiki/Molarity#Molarity
· ‘pKa’에 대한 Wikipedia검색 - http://en.wikipedia.org/wiki/PKa
· ‘pH meter’에 대한 Wikipedia검색 - http://en.wikipedia.org/wiki/PH_meter
· ‘Osmotic shock’에 대한 Wikipedia검색 - http://en.wikipedia.org/wiki/Osmotic_shock
· ‘Dialysis’에 대한 Wikipedia검색 - http://en.wikipedia.org/wiki/Dialysis
· ‘denaturation’에 대한 Wikipedia 검색-
· http://en.wikipedia.org/wiki/Denaturation_%28biochemistry%29
· ‘ion-exchange chromatography’에 대한 Wikipedia 검색 –
· http://en.wikipedia.org/wiki/Ion-exchange_chromatography#Principle