HEPES

HEPES wurde als einer der besten für die biologische Forschung erhältlichen Allzweckpuffer beschrieben. Bei einem biologischen pH-Wert ist das Molekül zwitterionisch und als Puffer wirksam im pH-Wertbereich von 6,8 bis 8,2. HEPES wird in vielfältigen Anwendungen, einschließlich Gewebekulturen, eingesetzt. Es wird häufig zur Pufferung von Zellkulturmedien in Luft eingesetzt. HEPES findet Anwendung in In-vitro-Experimenten auf Mg.

HEPES, oder 4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl-ethansulfonsäure, ist ein zwitterionischer N-substituierter Aminosulfonsäure-Puffer. Er bietet eine hervorragende Pufferkapazität im pH-Bereich von 6,8 bis 8,2 und weist einen pKa-Wert von 7,48 bei 25 °C auf. HEPES gilt als einer der vielseitigsten Puffer und wird in der Zellbiologie sowie biochemischen und biologischen Forschung umfassend eingesetzt. Ein bemerkenswertes Merkmal ist die fehlende Reaktivität mit Metallionen. Im Gegensatz zu vielen Puffern bildet HEPES mit den meisten Metallen keine signifikanten Komplexe, wodurch er für Anwendungen mit Metallionen geeignet ist, ohne ihre Aktivität zu beeinträchtigen. Diese Eigenschaft verbessert seine Nutzbarkeit als „nicht koordinierender Puffer“. In Zellkulturen zeichnet sich HEPES bei der Aufrechterhaltung eines stabilen physiologischen pH-Werts aus, selbst bei Schwankungen der Kohlendioxidkonzentration aufgrund der Zellatmung. Dadurch unterscheidet er sich von Bicarbonatpuffern (NaHCO3), die zwar häufig verwendet werden, jedoch weniger effektiv in Bezug auf die pH-Stabilität sind.

HEPES hat sich auch in verschiedenen biologischen und biochemischen Prozessen als vorteilhaft erwiesen. Durch seine ampholytische Natur eignet er sich als Trenner für die Erzeugung von pH-Gradienten bei der isoelektrischen Fokussierung, einem Verfahren, das häufig bei der Proteintrennung und -analyse eingesetzt wird. Darüber hinaus zeigt HEPES im Vergleich zu Puffern mit weniger substituierten Amingruppen wie Tris minimale Interferenzen mit DNA-Restriktionsenzymreaktionen. Dies macht ihn zu einer bevorzugten Wahl für Anwendungen mit DNA-Manipulation und -Analyse. Neben diesen spezifischen Anwendungen ist HEPES auch in zahlreichen anderen biologischen und biochemischen Prozessen nützlich, wie Immunpräzipitation, Zelllyse und Live-Cell-Imaging. Seine Vielseitigkeit in Kombination mit hervorragender pH-Pufferkapazität und minimaler Interaktion mit anderen Molekülen macht HEPES zu einem unverzichtbaren Werkzeug in verschiedenen Forschungsbereichen.

HEPES-Puffer wirkt auf Zellen nicht zytotoxisch und kann deshalb für Tierzellkulturen verwendet werden.

Anwendung von HEPES:

• Ergänzung von Dulbecco‘s Modified Eagle‘s Medium für die Kultivierung und Erhaltung von Zelllinien.
• Bestandteil eines Thrombozytensuspensionspuffers.
• Ergänzung der basischen Salzlösung nach Hank′, die zum Waschen von Pankreasgewebe verwendet wird
• Bestandteil von Wasch- und Blocking-Puffer bei der Reinigung und Quantifizierung von Protein mit Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA)
• Einstellung und Erhaltung des pH-Werts von biologischen Lösungen
• Bestandteil der ausgeglichenen Salzlösung nach Hanks′ (HBSS) und von Dissoziationsmedium zur Untersuchung der neuronalen Entwicklung
• Homogenisierung von Gewebe und Aufbereitung von Zytosol- und Kernextrakten aus Zellen.
• Bestandteil von Keratinozyten- und Fibroblasten-Kulturmedium

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