缓冲溶液是一类能够抵制外界少量强酸和强碱的影响，维持体系pH值基本不变的溶液，其在生物化学的研究工作中有着极为重要的意义。常用的生物化学缓冲溶液有Tris 缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液、有机酸缓冲液、硼酸盐缓冲液、氨基酸缓冲液以及两性离子缓冲液。本文将从几个方面对最常使用的Tris缓冲溶液和磷酸盐缓冲溶液进行对比介绍。

1. 缓冲范围

三羟甲基氨基甲烷（Tris）为弱碱，分子式为C₄H₁₁NO₃，分子量为121.14，在25 °C下pKa为8.1，其缓冲液的有效缓冲范围在pH7.0~9.2之间：

Tris-HCl缓冲液： pH＝7.5～8.5

Tris-磷酸盐缓冲液：pH＝5.0～9.0

在生物化学实验中常用的pH值为6.8、7.4、8.0、8.8。Tris被广泛用于生物化学和分子生物学实验中的缓冲液的制备，甚至有超过磷酸盐缓冲液的趋势。

磷酸盐缓冲液（PBS）是以磷酸盐为pH缓冲，氯化钠为渗透压平衡的盐溶液，通常使用的有磷酸钠缓冲液（NaH₂PO₄ & Na₂HPO₄）和磷酸钾缓冲液（K₂HPO₄ & KH₂PO₄）。由于它们有二级解离，缓冲的pH值范围很广，是生物化学研究中使用最为广泛的一种缓冲溶液：

NaH₂PO₄：pKa₁＝2.12，pKa₂＝7.21

Na₂HPO₄：pKa₁＝7.21，pKa₂＝12.32

可配置各种pH值的酸性、碱性和中性缓冲液：

配制酸性缓冲液可直接用NaH₂PO₄或KH₂PO₄，pH范围在1~5；

碱性缓冲液可直接用Na₂HPO₄或K₂HPO₄，pH范围在9~12；

中性缓冲液则用等浓度的NaH₂PO₄和Na₂HPO₄或者等浓度的KH₂PO₄和K₂HPO₄溶液混合，pH在5.5~8.5。

2. 配制方法

配制Tris-HCl缓冲液的方法有两种：分别配制0.05 mol/L Tris和0.05 mol/L HCl溶液，然后按常用表中所列体积混合即可。但是由于标准浓度的稀盐酸不易配制，所以常用另一种方法：以配置1 L 0.1 mol/L的Tris-HCl缓冲液为例：先称12.11 g Tris碱溶于950 mL～970 mL 去离子水中，边搅拌边滴加4 N HCl，用pH计测定溶液pH值至所需的pH值，然后再加水补足到1 L。

磷酸盐缓冲溶液的配制方法： 称7.9 g NaCl，0.2 g KCl，0.24 g KH₂PO₄ (or 1.44 g Na₂HPO₄)和1.8 g K₂HPO₄，溶于800 mL 蒸馏水中，用HCl调节溶液的pH值至7.4，最后加蒸馏水定容至1 L。保存于4 ℃冰箱中即可。需要注意的是，通常所说的浓度指的是缓冲溶液中所有的磷酸根浓度，而非Na⁺或K⁺的浓度，Na⁺和K⁺只是用来调节渗透压的。配置磷酸盐缓冲溶液时钾盐比钠盐好，钠盐在低温下不容易溶解，而钾盐的溶解度相对高一些。

3. 使用领域

Tris缓冲溶液 在电泳缓冲液中同甘氨酸构成缓冲体系稳定pH值；在凝胶中使用Tris-HCl缓冲体系稳定pH值；被广泛用作核酸和蛋白质的溶剂；Tris缓冲液的低离子强度特点还可用于线虫的中间纤维的形成；在Tris盐酸缓冲液中加入EDTA制成“TE缓冲液”，可用于DNA的稳定和存储；将调节pH值的酸溶液换成乙酸，获得“TAE缓冲液”，换成硼酸可获得TBE缓冲液。这两种缓冲液常用于核酸电泳实验中。

磷酸盐缓冲溶液 一般的有活性的生物制剂都要用磷酸盐缓冲溶液来稀释。原因就是它具有盐平衡、可调整适宜pH值的缓冲作用。蒸馏水不具有盐平衡作用，会破坏生物蛋白的结构及生物特性；生理盐水不具有调整pH的作用，对完整的、有活性的物质不能保证其在最适条件下参与生物反应，所以使用PBS是首选。当然，PBS也不是万能的，有的生物活性物质需要的条件比较高，就需要在平衡缓冲液中加入更多的成分，维持最佳的条件保证生物活性物质保持其最完整的特性。因此PBS主要用于细胞实验，其缓冲范围最适宜在中性（7.0）。

在生物化学实验中要慎重地选择缓冲溶液，不仅要考虑缓冲液的缓冲范围，还要综合考虑缓冲液的使用环境：

1. 磷酸盐缓冲溶液的缓冲范围比较宽，但是它在pH7.5以上时缓冲能力很小；Tris本身呈碱性，可以只用Tris-HCl缓冲体系即可配制pH范围由酸性到碱性的缓冲液，方法也较为简单，对于不同的实验，Tris还可以与其他物质组成多种缓冲体系。

2. 磷酸盐缓冲溶液易与常见的Ca²⁺离子、Mg²⁺离子以及重金属离子缔合生成沉淀，同时会抑制某些生物化学过程以及多数酶的活性，包括激酶，磷酸化酶，脱氢酶等；相比之下Tris缓冲溶液对生物化学过程干扰很小，也不与钙、镁离子及重金属离子发生沉淀。若反应体系中存在金属离子或者酶制剂，则以Tris缓冲溶液为较优选择。

3. 但是，Tris缓冲液的pH值受溶液浓度影响较磷酸盐缓冲溶液大，同样稀释十倍，磷酸盐缓冲溶液的pH值变化小于0.1，而Tris缓冲液的pH值变化则大于0.1。因此对于体积变化较大的反应体系，则应慎重使用Tris 缓冲液。

4. 另外，Tris缓冲溶液受环境影响较大。一般来说，温度每升高一度，pH值下降0.03； 同时其易吸收空气中的CO₂，所以配制的缓冲液要盖严密封。