Good-Puffer

nach dem US-amerikanischen Wissenschaftler Norman E. Good
Englisch: Good's buffer

Definition

Good-Puffer sind Puffer, die aufgrund bestimmter Eigenschaften besonders für die biochemische und biologische Forschung geeignet sind. Ursprünglich gab es 20 Good-Puffer, mittlerweile wurden aber weitere Puffer entwickelt.

Hintergrund

Norman Good stellte 1966 Kriterien auf, die einen Puffer für biochemische Forschungen kompatibel machen. Viele Puffersubstanzen, die zu seiner Zeit verwendet wurden, ergaben bei der Forschung Probleme, weil sie zytotoxisch wirkten, starke Interaktionen mit Proteinen eingingen oder im gewünschten pH-Bereich nur eine schwache Pufferkapazität aufwiesen. Deshalb stellte er folgende Kriterien auf:

Ein pKa-Wert im Bereich von 6 bis 8, damit der Puffer im Bereich des physiologischen pH-Wertes (7,4) gut puffert
gute Löslichkeit in Wasser und geringe Löslichkeit in apolaren Lösemitteln
fehlende Membranpermeabilität, da dies die Akkumulation in Zellen verhindert
keine Salzeffekte (d.h. Ein- oder Aussalzen)
Dissoziation, die nicht stark von Temperatur, Konzentration oder Ionenstärke abhängt, da sonst der pH-Wert z.B. temperaturabhängig wäre
fehlende Komplexierung von Kationen: Viele Kofaktoren von Proteinen sind Kationen (z.B. Ca²⁺, Mg²⁺) und der Puffer sollte diese Kationen nicht komplexieren und dem Protein entziehen
fehlende Toxizität, metabolische und chemische Stabilität
fehlende Absorption bei Wellenlängen von größer als 230 nm, da bei diesen Wellenlängen die Konzentration von Nukleinsäuren oder Proteinen gemessen wird
einfache und günstige Herstellung

Beispiele

Beispiele für Good-Puffer sind:

Tris (tris(hydroxymethyl)aminomethan), pKa = 8,20
HEPES (2-(4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl)-ethansulfonsäure), pKa = 7,77
MES (2-(N-Morpholino)ethansulfonsäure), pKa = 6,15
ADA (N-(2-Acetamido)-iminodiessigsäure), pKa = 6,62
MOPS (3-(N-Morpholino)propansulfonsäure), pKa = 7,20
TAPSO (3-N-Tris(hydroxymethyl)methylamino-2-hydroxypropansulfonsäure), pKa = 7,61
HEPPS (4-(2-Hydroxyethyl)-piperazin-1-propansulfonsäure), pKa = 8,00
Tricin (N-(Tri(hydroxymethyl)methyl)glycin), pKa = 8,15
Bicin (N,N-Bis(2-hydroxyethyl)glycin), pKa = 8,3
TAPS ([Tris(hydroxymethyl)methylamino]propansulfonsäure), pKa = 8,44

Literatur

Good EN et al.; Hydrogen ion buffers for biological reasearch, Biochemistry (1966) 5, 2, 467-477