緩沖液是一種能在加入少量酸或堿時(shí)抵抗pH改變的溶液。PH緩沖系統(tǒng)對(duì)維持生物的正常pH值，正常生理環(huán)境起重要作用。多數(shù)細(xì)胞僅能在很窄的pH范圍內(nèi)進(jìn)行活動(dòng)，而且需要有緩沖體系來(lái)抵抗在代謝過(guò)程中出現(xiàn)的pH變化。在生物體中有三種主要的pH緩沖體系，它們時(shí)蛋白質(zhì)、重碳酸鹽緩沖體系。每種緩沖體系所占的分量在各類細(xì)胞和器官中是不同的。
在生化研究工作中，常常要用到緩沖溶液來(lái)維持實(shí)驗(yàn)體系的酸堿度。研究工作的溶液體系pH值的變化往往直接影響到我們工作的成效。如果提取酶實(shí)驗(yàn)體系的pH值變化或變化過(guò)大，會(huì)使酶活性下降甚至完全失活。所以我們要學(xué)會(huì)配制緩沖溶液。
由弱酸及其鹽組合一起使具有緩沖作用。生化實(shí)驗(yàn)室常常用的緩沖系主要有磷酸、檸檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tiris（三羥甲基氨基甲烷）等系統(tǒng)，在生化實(shí)驗(yàn)或研究工作中要慎重地選擇緩沖體系，因?yàn)橛袝r(shí)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素并不是緩沖液的pH值，而是緩沖液中的某種離子。如硼酸鹽、檸檬酸鹽、磷酸鹽和三羥甲基甲烷等緩沖劑都可能產(chǎn)生不需要的反應(yīng)。
硼酸鹽：硼酸鹽與許多化合物形成復(fù)鹽、如蔗糖。
檸檬酸鹽：檸檬酸鹽離子容易與鈣結(jié)合，所以存在有鈣離子的情況下不能使用。
磷酸鹽：在有些實(shí)驗(yàn)，它是酶的抑止劑或甚至是一個(gè)代謝物，重金屬易以磷酸鹽的形式從溶液中沉淀出來(lái)。而且它在pH7.5以上時(shí)緩沖能力很小。
三羥甲基氨基甲烷：它可以和重金屬一起作用，但在有些系統(tǒng)中也起抑止的作用。其主要缺點(diǎn)時(shí)溫度效應(yīng)。這點(diǎn)往往被忽視，在室溫pH是7.8的Tris一緩沖液，在4℃時(shí)是8.4，在37℃時(shí)是7.4，因此，4℃配制的緩沖液拿到37℃測(cè)量時(shí)，其氫離子濃度就增加了10倍。而且它在pH7.5以下，緩沖能力很差。
緩沖液的pH值由哪些因素決定？
設(shè)緩沖系統(tǒng)的弱酸的電離常數(shù)為K（平衡常數(shù)），平衡時(shí)弱酸的濃度為[酸]，弱酸鹽的濃度為[鹽]，則由弱酸的電離平衡式可得下式：
根據(jù)此式可得出下列幾點(diǎn)結(jié)論：
（1）緩沖液的pH值與該酸的電離平衡常數(shù)K及鹽和酸的濃度有關(guān)。弱酸一定，但酸和鹽的比例不同時(shí)，可以得到不同的pH值。當(dāng)酸和鹽濃度相等時(shí)，溶液的pH值與PK值相同。
（2）酸和鹽濃度等比例也增減時(shí)，溶液的pH值不便。
（3）酸和鹽濃度相等時(shí)，緩沖液的緩沖效率為最高，比例相差越大，緩沖效率越低，一般地說(shuō)緩沖液有效緩沖范圍為PK±1pH。
從上述可知，只要知道緩沖對(duì)的PK值，和要配制的緩沖液的pH值（及要求的緩沖液總濃度）時(shí)，可按公式計(jì)算出[鹽]和[酸]的量。這樣算涉及到對(duì)數(shù)的換算，較麻煩，前人為減少后人的計(jì)算麻煩，經(jīng)計(jì)算已為我們總結(jié)出pH值與緩沖液對(duì)離子用量的關(guān)系列出了表格。講義附錄部分節(jié)錄有磷酸緩沖液的配制表。只要我們知道要配制的緩沖液的pH，經(jīng)查表便可計(jì)算處所用緩沖劑的比例和用量。例如配制500nmpH5.8濃度為0.1M磷酸緩沖液。
經(jīng)查表知pH5.8濃度為0.2M Na2HPO48.0毫升，而0.2M Na2HPO492.0毫升。依此可推論出配制100ml0.1M的磷酸緩沖液需要0.1M Na2HPO48.0毫升，而0.1M Na2HPO4需要92.0毫升。
所以500ml 0.1M磷酸緩沖液需要Na2HPO4量為:
需Na2HPO4量為 :
計(jì)算好后，按計(jì)算結(jié)果稱好藥品，放于燒杯中，加少量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移入50ml容量瓶，加蒸餾水至刻度，搖勻，便得所需的緩沖液。
各種緩沖溶液的配制，均按下表按比例混合，某些試劑，必須標(biāo)定配成準(zhǔn)確的濃度才能進(jìn)行，如醋酸、NaOH等

1.甘氨酸-鹽酸緩沖液（0.05M）
X ml 0.2M甘氨酸 +Y ml 0.2M鹽酸 再加水稀釋至200ml
pH X/ml Y/ml pH X/ml Y/ml
2.2 50 44.0 3.0 50 11.4
2.4 50 32.4 3.2 50 8.2
2.6 50 24.2 3.4 50 6.4
2.8 50 16.8 3.6 50 5.0
甘氨酸分子量＝75.07 0.2M甘氨酸溶液含15.01g/L

2.鄰苯二甲酸-鹽酸緩沖液（0.05M）
X ml 0.2M鄰苯二甲酸氫鉀 +Y ml 0.2M鹽酸 再加水稀釋至200ml
pH X Y pH X Y
2.2 5 4.670 3.2 5 1.470
2.4 5 3.960 3.4 5 0.990
2.6 5 3.295 3.6 5 0.597
2.8 5 2.642 3.8 5 0.263
3.0 5 2.032  
鄰苯二甲酸氫鉀分子量＝2.4.23 0.2M鄰苯二甲酸氫鉀溶液含40.85g/L

3.磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液

pH 0.2M Na2HPO4/ml 0.1M檸檬酸/ml pH 0.2M Na2HPO4/ml 0.1M檸檬酸/ml
2.2 0.40 19.6 5.2 10.72 9.28
2.4 1.24 18.76 5.4 11.15 8.85
2.6 2.18 17.82 5.6 11.60 8.40
2.8 3.17 16.83 5.8 12.09 7.91
3.0 4.11 15.89 6.0 12.63 7.37
3.2 4.94 15.06 6.2 13.22 6.78
3.4 5.70 14.30 6.4 13.85 6.15
3.6 6.44 13.56 6.6 14.55 5.45
3.8 7.10 12.90 6.8 15.45 4.55
4.0 7.71 12.29 7.0 16.47 3.53
4.2 8.28 11.72 7.2 17.39 2.61
4.4 8.82 11.18 7.4 18.17 1.83
4.6 9.35 10.65 7.6 18.73 1.27
4.8 9.86 10.14 7.8 19.15 0.85
5.0 10.30 9.70 8.0 19.45 0.55
Na2HPO4分子量＝141.98 0.2M溶液含28.40g/L
Na2HPO4·2H2O分子量＝178.05 0.2M溶液含35.61g/L
C6H8O7·H2O分子量＝210.14 0.1M溶液含21.01g/L

4.檸檬酸-氫氧化鈉-鹽酸緩沖液

pH 鈉離子濃度/M 檸檬酸C6H8O7·H2O/g 氫氧化鈉NaOH/g 濃鹽酸HCl/ml 終體積/L
2.2 0.20 210 84 160 10
3.1 0.20 210 83 116 10
3.3 0.20 210 83 106 10
4.3 0.20 210 83 45 10
5.3 0.35 245 144 68 10
5.8 0.45 285 186 105 10
6.5 0.38 266 156 126 10
使用時(shí)可以每升中加入1g酚，若最后pH有變化，再用少量50%氫氧化鈉溶液或濃鹽酸調(diào)節(jié)，冰箱保存。

檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液（0.1M）

pH 0.1M檸檬酸/ml 0.1M檸檬酸鈉/ml pH 0.1M檸檬酸/ml 0.1M檸檬酸鈉/ml
3.0 18.6 1.4 5.0 8.2 11.8
3.2 17.2 2.8 5.2 7.3 12.7
3.4 16.0 4.0 5.4 6.4 13.6
3.6 14.9 5.1 5.6 5.5 14.5
3.8 14.0 6.0 5.8 4.7 15.3
4.0 13.1 6.9 6.0 3.8 16.2
4.2 12.3 7.7 6.2 2.8 17.2
4.4 11.4 8.6 6.4 2.0 18.0
4.6 10.3 9.7 6.6 104 18.6
4.8 9.2 10.8  
C6H8O7·H2O分子量＝210.14 0.1M溶液含21.01g/L
Na3C6H5O7·2H2O分子量＝294.12 0.1M溶液含29.41g/L

6.乙酸-乙酸鈉緩沖液（0.2M）

pH 0.2M NaAc/ml 0.2M HAC/ml pH 0.2M NaAc/ml 0.2M HAC/ml
3.6 0.75 9.25 4.8 5.90 4.10
3.8 1.20 8.80 5.0 7.00 3.00
4.0 1.80 8.20 5.2 7.90 2.10
4.2 2.65 7.35 5.4 8.60 1.40
4.4 3.70 6.30 5.6 9.10 0.90
4.6 4.90 5.10 5.8 9.40 0.60
NaAc分子量＝136.09 0.2M溶液為27.22g/L

7.磷酸鹽緩沖液
(1)磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液（0.2M）

pH 0.2M Na2HPO4/ml 0.2M NaH2PO4/ml pH 0.2M Na2HPO4/ml 0.2M NaH2PO4/ml
5.8 8.0 92.0 7.0 61.0 39.0
5.9 10.0 90.0 7.1 67.0 33.0
6.0 12.3 87.7 7.2 72.0 28.0
6.1 15.0 85.0 7.3 77.0 23.0
6.2 18.5 81.5 7.4 81.0 19.0
6.3 22.5 77.5 7.5 84.0 16.0
6.4 26.5 73.5 7.6 87.0 13.0
6.5 31.5 68.5 7.7 89.5 10.5
6.6 37.5 62.5 7.8 91.5 8.5
6.7 43.5 56.5 7.9 93.0 7.0
6.8 49.5 51.0 8.0 94.7 5.3
6.9 55.0 45.0  
Na2HPO4·2H2O分子量＝178.05 0.2M溶液含35.61g/L
Na2HPO4·12H2O分子量＝358.22 0.2M溶液含71.64g/L
NaH2PO4·H2O分子量＝138.01 0.2M溶液含27.6g/L
NaH2PO4·2H2O分子量＝156.03 0.2M溶液含31.21g/L

(2) 磷酸氫二鈉-磷酸二氫鉀緩沖液（1/15M）

pH 1/15M Na2HPO4/ml 1/15M KH2PO4/ml pH 1/15M Na2HPO4/ml 1/15M KH2PO4/ml
4.92 0.10 9.90 7.17 7.00 3.00
5.29 0.50 9.50 7.38 8.00 2.00
5.91 1.00 9.00 7.73 9.00 1.00
6.24 2.00 8.00 8.04 9.50 0.50
6.47 3.00 7.00 8.34 9.75 0.25
6.64 4.00 6.00 8.67 9.90 0.10
6.81 5.00 5.00 9.18 10.00 0
6.98 6.00 4.00  
Na2HPO4·2H2O分子量＝178.05 1/15M溶液含35.61g/L
KH2PO4分子量＝136.09 1/15M溶液含9.078g/L

8.磷酸二氫鉀-氫氧化鈉緩沖液（0.05M）
X ml 0.2M KH2PO4 +Y ml 0.2M NaOH 再加水稀釋至20ml
pH(20℃) X/ml Y/ml pH(20℃) X/ml Y/ml
5.8 5 0.372 7.0 5 2.963
6.0 5 0.570 7.2 5 3.500
6.2 5 0.860 7.4 5 3.950
6.4 5 1.260 7.6 5 4.280
6.6 5 1.780 7.8 5 4.520
6.8 5 2.365 8.0 5 4.680

9.巴比妥鈉-鹽酸緩沖液（18℃）

pH 0.04M巴比妥鈉/ml 0.2M鹽酸/ml pH 0.04M巴比妥鈉/ml 0.2M鹽酸/ml
6.8 100 18.4 8.4 100 5.21
7.0 100 17.8 8.6 100 3.82
7.2 100 16.7 8.8 100 2.52
7.4 100 15.3 9.0 100 1.65
7.6 100 13.4 9.2 100 1.13
7.8 100 11.47 9.4 100 0.70
8.0 100 9.39 9.6 100 0.35
8.2 100 7.21   100
巴比妥鈉分子量＝206.18 0.04M溶液為8.25g/L

10.Tris-鹽酸緩沖液
50ml 0.1M三羥甲基氨基甲烷(Tris)溶液于X ml 0.1M鹽酸混勻后，加水稀釋至100ml
pH X/ml pH X/ml
7.1 45.7 8.1 26.2
7.2 44.7 8.2 22.9
7.3 43.4 8.3 19.9
7.4 42.0 8.4 17.2
7.5 40.3 8.5 14.7
7.6 38.5 8.6 12.4
7.7 36.6 8.7 10.3
7.8 34.5 8.8 8.5
7.9 32.0 8.9 7.0
8.0 29.2  
三羥甲基氨基甲烷(Tris)分子量＝121.14 0.1M溶液為12.114g/L
Tris溶液可以從空氣中吸收二氧化碳，使用時(shí)注意將瓶蓋嚴(yán)

11.硼酸-硼砂緩沖液（0.2M硼酸根）

pH 0.05M硼砂/ml 0.2M硼酸/ml pH 0.05M硼砂/ml 0.2M硼酸/ml
7.4 1.0 9.0 8.2 3.5 6.5
7.6 1.5 8.5 8.4 4.5 5.5
7.8 2.0 8.0 8.7 6.0 4.0
8.0 3.0 7.0 9.0 8.0 2.0
硼砂Na2B4O7·10H2O分子量＝381.43 0.05M(=0.2M硼酸根)溶液為19.07g/L
硼酸H3BO3分子量＝61.84 0.2M溶液為12.37g/L
硼砂易失去結(jié)晶水，必須在帶塞的瓶中保存

12.甘氨酸-氫氧化鈉緩沖液（0.05M）
X ml 0.2M甘氨酸 +Y ml 0.2M氫氧化鈉 再加水稀釋至200ml
pH X/ml Y/ml pH X/ml Y/ml
8.6 50 4.0 9.6 50 22.4
8.8 50 6.0 9.8 50 27.2
9.0 50 8.8 10.0 50 32.0
9.2 50 12.0 10.4 50 38.6
9.4 50 16.8 10.6 50 45.5
甘氨酸分子量＝75.07 0.2M甘氨酸溶液含15.01g/L

13.硼砂-氫氧化鈉緩沖液（0.05M硼酸根）
X ml 0.05M硼砂 +Y ml 0.2M氫氧化鈉 再加水稀釋至200ml
pH X/ml Y/ml pH X/ml Y/ml
9.3 50 6.0 9.8 50 34.0
9.4 50 11.0 10.0 50 43.0
9.6 50 23.0 10.1 50 46.0
硼砂Na2B4O7·10H2O分子量＝381.43 0.05M(=0.2M硼酸根)溶液為19.07g/L

14.碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液（0.1M）
Ca2+，Mg2+存在時(shí)不得使用
pH 0.1M碳酸鈉/ml 0.1M碳酸氫鈉/ml
20℃ 37℃  
9.16 8.77 1 9
9.40 9.12 2 8
9.51 9.40 3 7
9.78 9.50 4 6
9.90 9.72 5 5
10.14 9.90 6 4
10.28 10.08 7 3
10.53 1028 8 2
10.83 1057 9 1
Na2CO3·10H2O分子量＝286.2 0.1M溶液為28.62g/L
NaHCO3分子量＝84.0 0.1M溶液為8.40g/L