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BIS-トリスプロパン、化学式 C11H26N2O6、CAS 64431-96-5、白色の結晶性粉末として現れます。良好な水溶性を示します。溶解度が高く、水中では無色透明の溶液を形成します。この特性は、生物における最も一般的な溶媒の 1 つである水により、生物系における物質の効果的な分散と作用を確実にすることができるため、生物学的緩衝液の調製などの用途において大きな利点をもたらします。
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化学式 |
C11H26N2O6 |
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正確な質量 |
282 |
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分子量 |
282 |
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m/z |
282 (100.0%), 283 (11.9%), 284 (1.2%) |
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元素分析 |
C, 46.80; H, 9.28; N, 9.92; O, 34.00 |
pH 範囲は 6.3 ～ 9.5 であり、生物学的緩衝液として優れた性能を示しています。生物学的緩衝剤は、生化学実験において重要な役割を果たします。生物系内の環境の酸塩基バランスを維持し、生化学反応の円滑な進行を保証するためです。{3}生化学の分野において重要な応用価値を持つ化学物質です。そのユニークな分子構造により、一連のユニークな物理的特性が与えられ、生化学診断キット、DNA/RNA 抽出キット、PCR 診断キットなどの用途で重要な役割を果たします。
BIS-トリスプロパンBIS-TRIS プロパンまたはビス トリス プロパンとしても知られる (化学式: C ₁₁ H ₂6 N ₂ O ₆、CAS 番号: 64431-96-5) は、融点 164 ～ 165 度、密度 1.3 ± 0.1 g/cm 3 の白色からオフホワイトの結晶性粉末です。良好な水溶性（1M、20度）。 TRIS シリーズの生物学的緩衝剤の重要なメンバーとして、その中心的な用途は生化学、分子生物学、および実験室研究の分野に集中しています。以下では、その技術原理、適用シナリオ、運用ポイントを体系的に分析します。
1. バッファ範囲とメカニズム
1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンの緩衝範囲は pH 6.3 ～ 9.5 で、25 度で 2 つの酸解離定数 (pKa 1=6.8、pKa 2=9.0) があります。その両性イオン特性により、弱酸性から中性の環境で優れており、プロトン交換反応による外部の酸塩基干渉に効果的に抵抗し、溶液の pH 安定性を維持します。たとえば、生化学診断キットでは、pH 変動による酵素の不活化やタンパク質の変性を防ぎ、実験結果の再現性を保証します。
2. PCR診断薬の応用
1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンは、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) で一般的に使用される緩衝成分であり、その利点は次のとおりです。
制限エンドヌクレアーゼの活性を高める: pH 環境を最適化することで、酵素切断効率が向上し、非特異的切断が減少します。-たとえば、遺伝子クローニング実験では、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパン緩衝液を使用すると、制限エンドヌクレアーゼの切断精度が 30% 以上向上します。
適合性: Mg 2 ⁺ や dNTP などの PCR 反応成分と相互作用せず、増幅反応の阻害を回避します。実験により、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンを含む PCR システムでは、標的 DNA 断片の増幅効率が 95% 以上に達することが示されました。
熱安定性: PCR サイクルの高温変性ステップ (95 度) の間、分解して妨害物質を生成することなく構造安定性を維持します。{0}長期間の高温処理後でも、その緩衝能力は 5% ～ 8% しか低下せず、従来の緩衝剤よりも大幅に優れています。
3. DNA/RNA抽出キット
細胞ライセート中の 1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンの緩衝効果により、核酸を極度の pH 損傷から保護し、抽出純度を向上させることができます。たとえば、植物ゲノム DNA 抽出では、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパン緩衝液を使用すると、DNA 収量が 20% 増加し、RNA 混入率が 1% 未満に減少します。
分子生物学研究: 多機能実験アジュバント
1. タンパク質の研究
オキシミオグロビン (MbO ₂) の自動酸化に関する研究: 緩衝剤として 1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンを使用すると、MbO ₂ の自動酸化速度に対するさまざまな求核性アニオン (Cl ⁻、NO ∝⁻ など) の影響を調査できます。実験により、pH 7.4 の 1,3-Bis ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパン緩衝系では、Cl - が MbO 2 の自己酸化速度を 2 倍加速できる一方、NO ∝- がこのプロセスを阻害することが示されました。
グルコース結合タンパク質の精製：Sulfolobus solfataricus の膜からタンパク質を精製する場合、BIS-トリスプロパンタンパク質の活性を維持し、pH 変化による沈殿や変性を防ぐことができます。精製後のタンパク質活性の回収率は 85% 以上に達し、Tris バッファー (60%) よりも大幅に優れています。
2. 酵素の研究
1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンは、酵素活性アッセイにおいて優れた性能を示します。たとえば、アルカリホスファターゼ (ALP) 活性検出では、その緩衝システムにより、バックグラウンド干渉を低減しながら酵素反応速度を 15% 増加させることができます。さらに、乳酸デヒドロゲナーゼ (LDH) 触媒反応において、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンは酵素の立体構造を安定化し、酵素の半減期を従来の緩衝液の 2 倍に延長します。
3. 電気泳動実験
ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (PAGE) では、電気泳動バッファーの pH 安定性を維持するために 1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンが使用されます。その利点は次のとおりです。
分離能の向上: タンパク質の分離では、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパン緩衝液を使用するとバンド分解能が 20% 向上し、特に低分子量タンパク質の分離に適しています (<20 kDa).
ストリップのテーリングを減らす: タンパク質とゲルの非特異的結合を阻害することで、ストリップのテーリングを減らし、定量精度を向上させます。{0}
1. 培地の調製
1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンは、細胞培養培地の pH 調整、特にニューロンや幹細胞などの pH 感受性細胞株に使用できます。たとえば、ニューロン培養では、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパン緩衝培地を使用すると、細胞生存率が 15% 増加し、シナプス形成が促進されます。
2. 無血清培養システム
無血清培地では、1,3- ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンが HEPES などの従来の緩衝剤の代わりに使用でき、より安定した pH 環境を提供します。実験では、アポトーシス率を5%未満に低下させながら、無血清培養細胞の増殖率を10%増加させることができることが示されています。
ラボ用ユニバーサルバッファ: マルチシナリオアプリケーションのサポート
1. クロマトグラフィー分析
高速液体クロマトグラフィー (HPLC) では、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンを移動相緩衝液として使用して、ピーク形状を改善し、分離を強化できます。たとえば、アミノ酸分離では、ターゲット ピークの対称係数を 0.9 ～ 1.1 に最適化でき、リン酸緩衝液 (1.2 ～ 1.5) よりも大幅に優れています。
2. 結晶成長
タンパク質結晶成長実験では、1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパンは、溶液の pH を調整することで核生成を促進し、結晶サイズを制御できます。たとえば、リゾチーム結晶の成長では、結晶サイズの均一性が 30% 向上し、欠陥率が 10% 未満に減少します。
3. 金属イオンキレート化
1,3-ビス ((トリヒドロキシメチル) メチルアミノ) プロパン分子のアミノ基とヒドロキシル基は、金属イオン (Ca 2 ⁺、Mg 2 ⁺ など) と安定した錯体を形成して、沈殿を防ぐことができます。高濃度の金属イオンを含む溶液において、金属イオンの溶解度を50%～80%増加させることができるため、金属イオンの関与が必要な酵素反応系に適しています。
実験室での合成には 2 つの一般的に使用される技術的ルートがあります。BIS-トリスプロパン。以下では、これら 2 つの方法の原理と具体的な手順を詳しく紹介し、記事内の関連情報も参照して説明します。
方法１：エチレングリコールとアンモニア水とホルムアルデヒドの反応方法
原理：
この方法は、エチレングリコール、アンモニア水、ホルムアルデヒドの化学反応に基づいています。反応条件と反応物の割合を制御することにより、最終的に目的生成物であるビストリスプロパンが生成されます。
具体的な手順:
1. 原料の準備：エチレングリコール、ホルムアルデヒド、アンモニア水を適量準備します。
2. 加熱反応: エチレングリコールとホルムアルデヒドを反応容器に加え、70 ～ 90 ℃ に加熱します。この温度範囲は、反応物質間の効果的な衝突と反応の促進に役立ちます。
3. アンモニア溶液を加える: 加熱しながらアンモニア溶液をゆっくりと加えます。アンモニアの添加速度は、過剰な反応を避けるために適度な速度で行う必要があります。
4. 温度制御: 反応中、温度を 90 ～ 100 ℃に制御します。この温度範囲は、過度の高温による副反応を回避しながら反応を進行させるのに役立ちます。
5. 反応終了と冷却: 反応が所定の時間に達したとき、または反応物が完全に消費されたことが観察されたとき、加熱を停止し、混合物を室温まで冷却します。
後続の処理：冷却された混合物に対して、濾過、乾燥などの後続の処理を実行して、不純物を除去し、純粋なビストリスプロパンを得る。
注:
反応のスムーズな進行と生成物の純度を確保するには、反応プロセス全体を通じて、温度、時間、反応物の割合を厳密に制御する必要があります。
アンモニア溶液は刺激臭と腐食性があるため、作業中は保護具を着用して実験室の換気を確保する必要があります。
方法 2: 中国特許 CN200810200543.2 に基づく方法
原理：
この方法は、トリメチルアミノメタンと1,3-ジブロモプロパンを主反応原料とし、エタノール溶液中で一定時間還流し、酸性化、アルカリ化処理を行って粗生成物を得た後、再結晶して純粋な1,3-ビス(((トリメチロールメチルアミノ)プロパンを得る方法である。
具体的な手順:
1. 原料の準備: 溶媒としてトリメチルアミノメタン、1,3-ジブロモプロパン、エタノールを適量準備します。
2. 還流反応: 原料をエタノール溶液に加えて還流反応させます。反応時間は実験条件に応じて調整する必要があります。
3. 酸性・アルカリ性処理：反応終了後、不純物の除去とpH調整のため、酸性・アルカリ性処理を行います。
4. 再結晶: 製品の純度をさらに向上させるために、処理された混合物を再結晶します。
利点:
この方法で使用される原材料は比較的一般的であり、入手が容易です。
再結晶などの工程により、製品の純度を効果的に向上させることができます。
注:
還流反応プロセスでは、反応を円滑に進行させるために、反応温度と時間を厳密に制御する必要があります。
酸性化およびアルカリ性化のプロセスでは、製品への悪影響を避けるためにpH値の調整に注意を払う必要があります。
要約すると、実験室での合成方法は、BIS-トリスプロパン主にエチレングリコール、アンモニア水、ホルムアルデヒドの反応方法、および中国特許CN200810200543.2に基づく方法が含まれます。これら 2 つの方法にはそれぞれ独自の特徴があり、実験条件や要件に応じて適切な方法を選択して合成できます。
BIS-トリス プロパン、学名 1,3- ビス(トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ)プロパン (CAS 64431-96-5) は、重要な生物学的緩衝液であり、その発見は 20 世紀半ばの「良好な」緩衝液の開発と密接に関連しています。 1966 年、NE Good と彼の同僚は、生物学的プロセスへの干渉が最小限で、適切な pKa 値、および高い水溶解度を備えた有機緩衝液である「Good」緩衝液の概念を提案し、BIS-Tris Propane 開発の基礎を築きました。
正確な独立した発見年は明確に記録されていませんが、20 世紀後半に、従来のバッファーの制限を克服するために最適化された Tris バッファーの派生型として出現しました。当初、これは潜在的な緩衝剤として合成され、二重アミノ基と複数のヒドロキシル基を備えた独特の分子構造を利用して、pH 6.0 ～ 9.5 の広い緩衝範囲を実現しました。
2000 年代初頭、Mark Murrie 率いる研究者たちは、緩衝作用を超えたその可能性を探求し始め、高核度金属錯体の形成における多座配位子としての役割を発見し、その応用範囲を拡大しました。{1} 2010年代までに、生化学や分子生物学におけるその有用性が完全に認識され、金属イオン干渉が少なく安定性が高いため、PCR、電気泳動、酵素アッセイで広く使用されています。
今日でも、それは主要な試薬であり続けており、その発見と開発は、生命科学と化学研究におけるより信頼性が高く多用途のツールの継続的な追求を反映しています。
よくある質問
ビストリスとビストリスプロパンの違いは何ですか?
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ビス-トリスとビス-トリス プロパン (BTP) は異なる生物学的緩衝液です。ビス-トリスは酸性-から中性-環境（pH 5.8～7.2）に最適ですが、ビス-トリス プロパンは 2 つの滴定点により、より広範囲で汎用性の高い範囲（pH 6.3～9.5）を提供します。ビス-トリスは電気泳動に好まれますが、BTPは酵素や広範囲のpH制御によく使用されます-。
ビス-プロパンとは何ですか?
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ビス-プロパンは生化学的および生物学的緩衝液の調製に使用される水溶性緩衝物質-; pKa=6.8 20 度。緩衝材としての役割があります。機能的には tris のメンバーに関連しています。
ビストリスプロパンは水に溶けますか?
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ビス-トリスプロパンは水に溶けます。35 mLの水に15 g（約1.5 M）無色透明の溶液が得られます。 1 M 溶液の pH は室温で 10 ～ 12 です。
ビストリスプロパン pH6.3とは何ですか?
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MW 282.34 g/mol, Purity >99%. pH 6.3 ～ 9.5 の範囲で使用できる緩衝液。この広い緩衝範囲は、2 つの pKa 値、6.8 (pKa1) と 9.0 (pKa2) が非常に近いためです。
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