Tris-HCl/HEPES缓冲液优缺点对比

在生物制剂研发及生产过程中常会用到缓冲液，其作用是在有限的范围内调整溶液的pH值，使溶液的酸碱度符合制剂成分适宜的范围。

最常用的缓冲液有很多，如磷酸盐缓冲液、Tris-HCl缓冲液、HEPES缓冲液、氨基酸缓冲液等。不同的缓冲液差别液很大，今天主要来对比两种最常用的缓冲液：Tris-HCl缓冲液与HEPES缓冲液各自的优缺点。

一、Tris-HCl缓冲液与HEPES缓冲液优缺点对比

 

 

1、Tris-HCl缓冲液

 

Tris缓冲液是在生化研究及制剂生产中使用较广泛的一种缓冲剂，其本身为弱碱，常用有效pH在“中性”范围，如Tris-HCl缓冲液：pH＝7.5～8.5；Tris-磷酸盐缓冲液：pH＝5.0～9.0。

 

①Tris-HCl缓冲液优点

碱性较强，可以只用这一种缓冲液配置由酸到碱的范围pH缓冲液；对生物化学过程干扰很小，不与钙、镁离子及重金属离子发生沉淀。

 

②Tris-HCl缓冲液缺点

pH受浓度影响较大，稀释10倍，pH变化大于0.1。温度效应大，如4℃时pH=8.4，37℃时pH=7.4。

 

 

2、HEPES缓冲液

 

HEPES是一种非离子两性缓冲液，其在pH7.2~7.4范围内具有较好的缓冲能力，常用在体外诊断、DNA/RNA提取、脂质体药物等方面。

 

①HEPES缓冲液优点：

在开放式培养或细胞观察时能维持较恒定的pH值，并对细胞无毒性作用。

 

②HEPES缓冲液缺点：

在高浓度时对一些细胞可能有毒，与其他缓冲剂相比成本略高。

二、Tris-HCl缓冲液与HEPES缓冲液的应用

 

 

1、Tris-HCl缓冲液的应用

 

Tris常用于蛋白或者核酸的缓冲液，其在电泳缓冲液中与甘氨酸构成缓冲体系，稳定电泳过程中的pH，由于其具有弱碱性，水溶液的pH在10.5左右，可通过添加HCl或者NaOH制备不同pH的缓冲液，根据缓冲理论，Tris缓冲液的有效范围通常是pH 7.0-9.2之间。此外，Tris还可以制备表面活性剂、硫化促进剂和一些药物（磷霉素等）的中间物，在化妆品、医药、涂料以及合成中均有应用。应用于体内时，Tris作为一种不含钠的氨基缓冲碱，在体液中与H2CO3结合，生成碳酸氢盐。因此它能缓冲酸，而且能降低CO2张力，有纠正急性呼吸性酸中毒和代谢性酸中毒双重效果，其作用较碳酸氢钠快而强。

 

①Moderna新冠核酸疫苗（mRNA-1273，pH7.0-8.0）

将SM-102、DSPC、胆固醇以及PEG脂质与溶于pH 5.0乙酸盐缓冲液中的mRNA以2.5：1（脂质：mRNA）的比例混合，再将混合物用Tris-HCl（pH=7.5）中和，加入蔗糖作为冷冻保护剂，最后将制备得到的溶液进行无菌过滤，-70℃下冷冻保存准备进一步使用。

 

处方：

②恩利（注射用依那西普，Enbrel）

Enbrel是全球第一个全人源的肿瘤坏死因子拮抗剂，是全球最畅销的药物之一。

辅料：甘露醇，蔗糖，氨丁三醇（Tris）

 

2、HEPES缓冲液的应用

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HEPES缓冲液对细胞无毒性作用，它是一种氢离子缓冲剂，能较长时间控制恒定的pH范围。使用时浓度为10-50mmol/L，一般培养液内含20mmol/LHEPES即可达到缓冲能力。在体外诊断、DNA/RNA提取、脂质体药物等方面均有应用。

 

①Onivyde® -伊立替康脂质体

是一种拓扑异构酶抑制剂，与氟尿嘧啶和甲酰四氢叶酸组合，用于治疗基于吉西他滨治疗后疾病进展的胰腺转移性腺癌患者，为晚期大肠癌的一线用药，也可用于术后的辅助化疗；对肺癌、乳腺癌、胰腺癌等也有一定疗效。

 

处方：

Tris-HCl缓冲液与HEPES缓冲液都是生物制剂中常用的缓冲液，如何选择需要结合制剂本身的特性和处方优化的需求综合考量。