Good’s Buffer の最も重要な特徴の 1 つは、細胞に対して毒性がないことです。 したがって、これらの化学物質は、実験の pH を制御下に維持するために細胞培養で広く使用されています。

多くの Good のバッファー/生物学的バッファーは、その特殊な機能により、細胞の単離、細胞培養、酵素アッセイ、およびその他の数多くの生化学的用途に最適であると考えられています。

どのバッファーがアプリケーションにより適しているかを理解するために、細胞培養に生物学的バッファーが使用されている学術参考文献を収集しました。 研究のために検討できる 9 つのオプションのリストを以下に示します。

詳細情報:What are the precautions in Cell Culture research?

 

1) HEPES

有用なpH範囲: 6.8 - 8.2
pKa (25℃): 7.45 - 7.65
イオン結合: 無視できる金属イオン結合

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• 高密度培養の開放系および高密度および低密度培養の閉鎖系で哺乳動物細胞培養を緩衝するために使用されます¹
• 体外受精および胚培養の緩衝液として使用されます^2,3

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詳細情報:Why use HEPES?

 

2) MOPS

有用な pH 範囲: 6.5 - 7.9
pKa（25℃）：7.0～7.4
イオン結合：Feとのみ強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• 多くの研究で、細菌 (腸内細菌 4、ラクトコッカス ラクチス 5、レジオネラ ニューモフィラ 6 など) の細胞培養培地での使用が報告されています。
• 酵母および哺乳類細胞の細胞培養培地に使用されます。 哺乳動物細胞の研究には 20 mM より低い濃度のみが適していることに注意してください7
• マウス卵母細胞の減数分裂制御を研究するために細胞培養培地に使用されます8

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詳細情報:8 uses of MOPS buffer you didn't know

3) MES

有用な pH 範囲: 5.5 - 6.7
pKa（25℃）：5.9～6.3
イオン結合：Feとのみ強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• いくつかの研究では、細菌（好塩性細菌など）の増殖のための細胞培養培地での使用が報告されています9
• 酵母および哺乳類細胞の細胞培養培地に使用されます。 哺乳動物細胞の研究には 20 mM より低い濃度のみが適していることに注意してください7
• 植物培地に使用されます（ただし、濃度は約 10 mM – 高濃度ではほとんどの植物に有毒です）10
• 松やモミの木の成長を開始するために培地に使用されます11

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詳細:15 uses of MES Buffer you didn't know

4) BES

有用な pH 範囲: 6.4 - 7.8
pKa（25℃）：6.9～7.3
イオン結合：Cuとのみ強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• バクテリオファージの吸着のための培地に使用されます¹²

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5) MOPSO

有用な pH 範囲: 6.2 - 7.6
pKa（25℃）：6.7～7.1
イオン結合：Feとのみ強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• 細菌レジオネラ・ニューモフィラ6の増殖のための木炭酵母エキス培地の緩衝成分として使用されます⁶

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6) ACES

有用な pH 範囲: 6.1 - 7.5
pKa（25℃）：6.6～7.0
イオン結合: Cu および Mg との強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• 細菌レジオネラ・ニューモフィラ6の増殖のための木炭酵母エキス培地の緩衝成分として使用されます⁶
• 一般にツルニチニチソウとして知られる植物、ニチニチソウの毛深い根の細胞培養培地に使用されます¹³

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7) TAPS

有用な pH 範囲: 7.7 - 9.1
pKa (25℃): 8.25 - 8.65
イオン結合: Cu、Cr、Feとの強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• 渦鞭毛藻（海洋プランクトンなど）を用いた実験用の細胞培養培地に使用されます¹⁴

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8) Bicine

有用な pH 範囲: 7.6 - 9.0
pKa（25℃）：8.1～8.5
イオン結合: Cu、Fe、Co、Mg、Ca、Ni、Zn、Cd との強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• アンモニア菌の培養に使用¹⁵

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9) Tricine

有用な pH 範囲: 7.4 - 8.8
pKa（25℃）：8.0～8.3
イオン結合: Mg、Ca、Co、Cu、Ni、Zn との強い相互作用

細胞培養ではどのように使用されてきましたか?

• 鉄塩の沈殿を防ぐために細菌の培地に使用されます⁴
• 動物組織培養に使用される¹⁶

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詳細情報:Why use TRICINE Buffer

References:

¹ Blanchard, J.S. (1984) Methods Enzymol. 104, 404-414. Available at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6717292

² Alonso, A. D. C., Zaidi, T., Novak, M., Grundke-Iqbal, I., and Iqbal, K. (2001) Hyperphosphorylation induces self-assembly of τ into tangles of paired helical filaments/straight filaments. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(12), 6923-6928. Available at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC34454/

³ Kashino, Y., Koike, H., and Satoh, K. (2001) An improved sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis system for the analysis of membrane protein complexes. Electrophoresis, 22(6), 1004-1007. Available at https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/1522-2683%28%2922%3A6%3C1004%3A%3AAID-ELPS1004%3E3.0.CO%3B2-Y 

⁴ Neill, S. J., Desikan, R., Clarke, A., and Hancock, J. T. (2002) Nitric oxide is a novel component of abscisic acid signaling in stomatal guard cells. Plant Physiology, 128(1), 13-16. Available at https://www.plantphysiol.org/content/128/1/13

⁵ Grady, J.K. et al. (1988) Anal. Biochem. 173, 111-115. Available at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2847586

⁶ Parfitt, D. E., Almehdi, A. A. and Bloksberg, L. N. (1988) Sci. Hortic., 36, 157–163. Available at https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0304423888900490

⁷ Ferreira, C.M., Pinto, I.S., Soares, E.V., Soares, H.M. (2015) (Un)suitability of the use of pH buffers in biological, biochemical and environmental studies and their interaction with metal ions – a review, Royal Society of Chemistry, 30989- 31003. Available at https://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/38712/1/document_19948_1.pdf

⁸ Nagira, K., Hayashida, M., Shiga, M., Sasamoto, K., Kina, K., Osada, K., Sugahara, T. and Murakami, H. (1995) Cytotechnology, 17, 117–125. Available at https://link.springer.com/article/10.1007/BF00749399

⁹ Soares, E. V., Duarte, A. P. R. S. and Soares, H. M. V. M. (2000) Chem. Speciation Bioavailability, 12, 59-65

¹⁰ Xu, X; Khan, M. K.; Burgess, D. J. (2012) A Two-Stage Reverse Dialysis In Vitro Dissolution Testing Method for Passive Targeted Liposomes, Int. J. Pharm., 426, 211–218. Available at https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378517312000646?via%3Dihub

¹¹ Taha, M., Gupta, B. S., Khoiroh, I., Lee, M-J. (2011) Interactions of Biological Buffers: The Ubiquitous “Smart” Polymer PNIPAM and the Biological Buffers, MES, MOPS and MOPSO. Macromolecules. 44, 8575-8589. Available at https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma201790c

¹² Zhao, G., and Chasteen, N. D. (2006) Anal. Biochem., 349, 262–267. Available at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16289439

¹³ Koerner, M. M., Palacio, L. A., Wright, J. W., Schweitzer, K. S., Ray, B. D. and Petrache, H. I (2011) Biophys. J., 101, 362–369. Available at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21767488

¹⁴ Bevans, C. G. and Harris, A. L. (1999) J. Biol. Chem., 274, 3711–3719. Available at https://www.jbc.org/content/274/6/3711

¹⁵ Baker, C. J., Mock, N. M., Roberts, D. P., Deahl, K. L., Hapeman, C. J., Schmidt, W. F. and Kochansky, J. (2007) Free Radical Biol. Med., 43, 1322–1327. Available at https://europepmc.org/abstract/med/17893045