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緩衝液(バッファー)の調製方法
目次
緩衝液(バッファー)を調製する利点
緩衝液(バッファー)は、すでに調製済みの製品が多数販売されていますが、試薬を購入しご自身で調製することも可能です。
既製品とは違い、ご自身で調製することで、濃度やpHを細かく調整できる利点があります。また、必要量のみ調製することができ、比較的安価で抑えられます。
この特集では、緩衝液(バッファー)を調製する際のポイントや、代表的な緩衝液の調製方法を解説します。
当社では、緩衝液の原料として使える試薬を多数ご用意しておりますので、ぜひご活用ください。
緩衝液(バッファー)を調製する際のポイント
緩衝液(バッファー)をご自身で調製する際、濃度調製や、温度、保存方法など、気をつけなければならないポイントがあります。
なるべく低濃度で調製する
緩衝液(バッファー)の濃度が高くなれば、緩衝作用も高くなりますが、その分反応や測定への影響も大きくなります。
特に生化学的反応では、緩衝物質の酵素活性や基質、補酵素との反応など、活性・安定性に影響するため、pHを保てる最小濃度の緩衝液を使用することが推奨されています。
また、緩衝液を希釈すると、イオン強度の変化に伴いpHも変化します。一般的に、弱塩基を用いた緩衝液はpHが小さくなり、弱酸を用いた緩衝液はpHが大きくなります。 緩衝液は使用時に調製することを推奨していますが、ストックのために緩衝液を調製する際も、希釈して使用する場合には、最終濃度は目的のpHになるようにしてください。
実際に使用する温度で調製する
溶液の温度が上がると、緩衝作用を発揮する物質のpKaの値はわずかに小さくなり、緩衝液(バッファー)のpHに影響します(温度依存性)。特に、塩基性pHの緩衝液では、水のpKwにも影響されるため、pHの温度依存性が大きくなります。
pHの変化に敏感な実験を行う際は、実際に使用する温度を想定したpH調整が必要です。
溶液の温度とpHの関係(ほう酸緩衝液)
pH標準液と各温度のpH
温度(℃) | pH値 | ||
---|---|---|---|
フタル酸塩 | 中性リン酸塩 | ほう酸塩 | |
0 | 4.01 | 6.98 | 9.46 |
5 | 4.01 | 6.95 | 9.39 |
10 | 4.00 | 6.92 | 9.33 |
15 | 4.00 | 6.90 | 9.27 |
20 | 4.00 | 6.88 | 9.22 |
25 | 4.01 | 6.86 | 9.18 |
30 | 4.01 | 6.85 | 9.14 |
35 | 4.02 | 6.84 | 9.10 |
40 | 4.03 | 6.84 | 9.07 |
密封容器での保存
緩衝液(バッファー)は時間が経つにつれ、細菌・カビなどの微生物の発生や、沈殿が見られる場合があります。また、塩基性の緩衝液は、大気中の二酸化炭素を吸収するため、pHが酸性側に傾きます。
これらを防ぐためには、フィルター(2.0~0.45μm)でろ過した緩衝液を滅菌済みの密封容器に入れ、保存すると効果的です。
高圧滅菌(オートクレーブ、120℃で20分程度)してから保存すると、さらに微生物による汚染を防ぐことができるので、比較的長期間の保存が可能です。
緩衝液(バッファー)の調製方法
1. りん酸緩衝液
条件
- pH:5.2~8.3
- 調製量:~500mL
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
りん酸二水素ナトリウム二水和物 | 19003095 | 0.2mol/L | 31.21g |
りん酸水素二ナトリウム・12水 | 19003125 | 0.2mol/L | 71.64g |
超純水 | 44005979 | - | 2L |
手順
- 「りん酸二水素ナトリウム二水和物」を超純水で1Lにメスアップ
- 「りん酸水素二ナトリウム・12水を超純水」を超純水で1Lにメスアップ
- 「りん酸二水素ナトリウム溶液(①)」約250mLをビーカーに入れ、「りん酸水素二ナトリウム溶液(②)」を加え、pHを調整
- 必要に応じてオートクレーブで滅菌
2. 1×PBS(-)(りん酸緩衝生理食塩水 Ca2+・Mg2+不含)
条件
- pH:5.8~8.0
- 調製量:1L
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
塩化ナトリウム | 19001895 | 137mmol/L | 8g |
塩化カリウム | 16003285 | 2.68mmol/L | 0.2g |
りん酸水素二ナトリウム | 19003145 | 10mmol/L | 1.44g |
りん酸二水素カリウム | 16004035 | 2mmol/L | 0.24g |
塩酸 | 08000805 | - | 少量 |
超純水 | 44005979 | - | 1L |
手順
- 「塩化ナトリウム」「塩化カリウム」「りん酸水素二ナトリウム」「りん酸二水素カリウム」を800~900mL程度の超純水に溶解後、1Lにメスアップ
- ①に塩酸を加え、pHを調整
※発熱を防ぐため、塩酸を少量ずつ加えてpHを調整します - 必要に応じてオートクレーブで滅菌
3. 0.5mol/L EDTA
条件
- pH:8.0
- 調製量:500mL
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
EDTA2Na・2H2O (エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム二水和物) |
05000872 | 0.5mol/L | 93.06g |
水酸化ナトリウム | 19002475 | 0.2mol/L | 約10g |
超純水 | 44013335 | - | 500mL |
手順
- 「EDTA2Na・2H2O(エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム二水和物)」を400mLの超純水に撹拌
- ①に水酸化ナトリウムを少しずつ加えながらpHを測定
- 完全に溶解したことを確認後、pH8.0に合わせ、超純水で500mLにメスアップ
- 必要に応じてオートクレーブで滅菌
4. 1M Tris-HCl(トリス塩酸緩衝液)
条件
- pH:8.0
- 調製量:500mL
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
Tris (2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール) |
20002485 | 1mol/L | 60.55g |
塩酸 | 08000805 | 0.2mol/L | 少量 |
超純水 | 44013335 | - | 500mL |
手順
- 「Tris(2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール)」を400mLの超純水に溶解
- ①に塩酸を加え、pHを調整
※発熱するため、冷めてからpHを調整 - 超純水で500mLにメスアップ
- 必要に応じてオートクレーブやフィルターで滅菌
5. TE(トリスEDTA緩衝液)
条件
- 調製量:500mL
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
1M Tris-HCl ※調製方法は 4. 1M Tris-HCl をご確認ください |
- | 10mmol/L | 5mL |
0.5mol/L EDTA(pH8.0) ※調製方法は 3. 0.5mol/L EDTA をご確認ください |
- | 1mmol/L | 1mL |
超純水 | 44013335 | - | 494mL |
手順
- 「1M Tris-HCl」と「0.5mol/L EDTA(pH8.0)」を混合し、超純水で500mLにメスアップ
- 必要に応じてオートクレーブやフィルターで滅菌
6. 50×TAE(トリス酢酸EDTA緩衝液)
条件
- 調製量:1L
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
Tris (2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール) |
20002485 | 2mol/L | 242g |
酢酸 | 01000125 | 1mol/L | 57.1mL |
0.5mol/L EDTA(pH8.0) ※調製方法は 3. 0.5mol/L EDTA をご確認ください |
- | 50mmol/L | 100mL |
超純水 | 44005979 | - | 1L |
手順
- 「Tris(2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール)」「酢酸」「0.5mol/L EDTA(pH8.0)」を超純水で溶解し、1Lにメスアップ
- 使用する際は、50倍に希釈
7. 10×TBE(トリスほう酸EDTA緩衝液)
条件
- 調製量:1L
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
Tris (2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール) |
20002485 | 500mmol/L | 60.55g |
ほう酸 | 02001615 | 485mmol/L | 30g |
0.5mol/L EDTA(pH8.0) ※調製方法は 3. 0.5mol/L EDTA をご確認ください |
- | 20mmol/L | 40mL |
超純水 | 44005979 | - | 1L |
手順
- 「Tris(2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール)」と「0.5mol/L EDTA(pH8.0)」を超純水で溶解
- ①にほう酸を溶解させ、超純水で1Lにメスアップ
※「0.5mol/L EDTA(pH8.0)」はアルカリへの溶解性が高いため、先にほう酸を加えてしまうとpHが下がり、溶けにくくなります - 使用する際は、10倍に希釈
8. TBS(トリス緩衝生理食塩水)
条件
- pH:7.5付近
- 調製量:1L
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
塩化ナトリウム | 19001895 | 0.14mol/L | 8g |
塩化カリウム | 16003285 | 0.003mol/L | 0.2g |
Tris (2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール) |
20002485 | 0.02mol/L | 3g |
塩酸 | 08000805 | - | 少量 |
超純水 | 44005979 | - | 1L |
手順
- 「塩化ナトリウム」「塩化カリウム」「Tris(2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール)」を800mL程度の超純水で溶解
- ①に塩酸を加え、pHを調整
- 超純水で1Lにメスアップ
- 必要に応じてオートクレーブで滅菌
Pointフェノールレッド溶液でpHの変化を目視できます
TBS(トリス緩衝生理食塩水)を細胞培養などpH変化に敏感な実験で使用する際には、pHの変化を目視で確認するための指示薬としてフェノールレッド溶液(塩基性で紫色、酸性で黄色)を加えることができます。
9. くえん酸ナトリウム緩衝液
条件
- pH:7.0
- 調製量:500~600ml
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
くえん酸三ナトリウム二水和物 | 19001975 | 1mol/L | 147g |
くえん酸(無水) | 03006655 | 1mol/L | 19.2g |
超純水 | 44013335 | - | 600mL |
手順
- 「くえん酸三ナトリウム二水和物」を500mLの超純水で溶解
- 「くえん酸(無水)」を100mLの超純水で溶解
- pHを測定しながら、「くえん酸三ナトリウム二水和物溶液(①)」に「くえん酸溶液(②)」を加え、pHを調整
- 必要に応じてオートクレーブで滅菌
10. 炭酸-重炭酸緩衝液(0.1mol/L)
条件
- pH:10.0
- 調製量:500mL
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
炭酸ナトリウム | 19001825 | 0.1mol/L | 10.6g |
炭酸水素ナトリウム | 19001535 | 0.1mol/L | 8.4g |
超純水 | 44005979 | - | 2L |
手順
- 「炭酸ナトリウム」を約1Lの超純水で溶解
- 「炭酸水素ナトリウム」を約1Lの超純水で溶解
- 「炭酸ナトリウム溶液(①)」約300mLをビーカーに入れ、pHを測定しながら「炭酸水素ナトリウム溶液(②)」を加え、pHを調整
- 必要に応じてオートクレーブで滅菌
11. ほう酸ナトリウム緩衝液
条件
- pH:10.0
- 調製量:1L
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
四ほう酸ナトリウム十水和物 | 19001685 | 0.12mol/L | 47.6g |
水酸化ナトリウム | 19002475 | - | 少量 |
超純水 | 44005979 | - | 1L |
手順
- 「四ほう酸ナトリウム十水和物」を約900mLの超純水で溶解
- 「水酸化ナトリウム」を超純水で溶解して、0.1mol/L 水酸化ナトリウム溶液を調製
※調整済みの 0.1mol/L(N/10) 水酸化ナトリウム溶液 を使用することもできます - 「四ほう酸ナトリウム十水和物溶液(①)」に「0.1mol/L 水酸化ナトリウム溶液(②)」を添加してpHを調整
- 超純水で1Lにメスアップ
12. 20×SSC
条件
- pH:7.0
- 調製量:1L
使用する原料
品名 | 品番 | 濃度 | 使用量 |
---|---|---|---|
塩化ナトリウム | 19001895 | 3mol/L | 175.32g |
くえん酸三ナトリウム二水和物 | 19001975 | 300mmol/L | 88.23g |
水酸化ナトリウム | 19002475 | - | 少量 |
超純水 | 44005979 | - | 1L |
手順
- 「塩化ナトリウム」「くえん酸三ナトリウム二水和物」を約800mLの超純水で溶解
- ①に水酸化ナトリウムを加え、pH7.0に調整
- 超純水で1Lにメスアップ
- 数日保存する場合は、オートクレーブで滅菌