PBS緩沖液（磷酸鹽緩沖液）是一種廣泛用于生物和化學實驗中的緩沖溶液。它的全稱是Phosphate Buffered Saline，即磷酸鹽緩沖鹽水。PBS緩沖液通常由磷酸鹽、氯化鈉和組成，具有穩定的pH值，并與生物體的滲透壓相似，因此在生物實驗中得到了廣泛的應用。

一、PBS緩沖液的組成和配制

PBS緩沖液的標準組成成分如下：

1. 磷酸二氫鈉（NaH2PO4）：

• 提供酸性磷酸根（H2PO4?），主要調節溶液的pH值。

2. 磷酸氫二鈉（Na2HPO4）：

• 提供堿性磷酸根（HPO42?），與磷酸二氫鈉共同作用，維持溶液的緩沖能力。

3. 氯化鈉（NaCl）：

• 提供離子強度，調節滲透壓，使其接近生理條件。

4. （KCl）：

• 補充鉀離子，進一步模擬細胞外液的離子組成。

PBS緩沖液的典型配方為：

• 137 mM NaCl

• 2.7 mM KCl

• 10 mM Na2HPO4

• 1.8 mM KH2PO4

這種配方的pH值通常在7.2至7.4之間，非常接近生物體液的pH值，且滲透壓約為300 mOsm/kg，類似于人體的生理條件。

二、PBS緩沖液的配制步驟

配制PBS緩沖液的方法非常簡單，通常包括以下步驟：

1. 稱量化學試劑：

• 根據所需體積，稱量所需的NaCl、KCl、Na2HPO4和KH2PO4。

2. 溶解成分：

• 將稱量好的化學試劑依次加入到蒸餾水或去離子水中，邊加邊攪拌，直到溶解。

3. 調整pH值：

• 使用pH計測量溶液的pH值。如果pH值不在7.2-7.4的范圍內，可以用稀鹽酸（HCl）或氫氧化鈉（NaOH）來微調pH值。

4. 定容：

• 將溶液轉移至容量瓶中，加入蒸餾水或去離子水至所需體積。

5. 滅菌：

• PBS緩沖液通常需要經過0.22微米濾膜過濾或高壓蒸汽滅菌，以確保溶液無菌，適合用于生物實驗。

三、PBS緩沖液的作用和用途

PBS緩沖液因其良好的生物相容性和緩沖能力，在實驗室中有廣泛的用途，包括：

1. 細胞培養：

• PBS緩沖液常用于細胞培養中的洗滌步驟。由于其pH值穩定且滲透壓與細胞外液相似，不會對細胞造成損傷。因此，在傳代或轉染實驗前，細胞可以用PBS緩沖液進行清洗，去除培養基中的血清和其他雜質。

2. 組織和細胞固定：

• 在進行免疫組織化學（IHC）和熒光顯微鏡實驗時，PBS緩沖液可以用于組織和細胞的固定和沖洗，以保持細胞結構的完整性。

3. 蛋白質的洗滌和純化：

• PBS緩沖液在蛋白質的提取、洗滌和純化過程中被廣泛使用。它可以穩定蛋白質的結構，防止蛋白質變性，同時為后續的免疫印跡（Western blot）或ELISA實驗提供穩定的環境。

4. 分子生物學實驗：

• 在DNA和RNA的提取、聚合酶鏈反應（PCR）、電泳和雜交實驗中，PBS緩沖液可以用作溶解或稀釋試劑，提供穩定的化學環境。

5. 動物實驗中的注射劑：

• PBS緩沖液由于其生理相容性，可用于動物實驗中的藥物或試劑稀釋，以降低對實驗動物的刺激性。

四、PBS緩沖液的優點

PBS緩沖液在實驗室中得到廣泛應用，主要是由于以下優點：

1. 穩定的pH值：

• PBS的pH值接近中性，非常適合大多數生物實驗，尤其是那些對pH敏感的實驗。

2. 生理相容性：

• PBS的滲透壓與細胞外液相似，不會對細胞造成滲透壓力的傷害，適用于多種細胞和組織的操作。

3. 緩沖能力強：

• PBS含有磷酸鹽緩沖系統，能有效抵抗外界環境的pH變化，保持實驗條件的一致性。

4. 制備簡單：

• PBS緩沖液的成分簡單，制備容易，并且可以在實驗室中方便地配制和滅菌。

五、PBS緩沖液的局限性

盡管PBS緩沖液有很多優點，但在某些實驗中也有其局限性，需要注意以下幾點：

1. 不適用于某些金屬離子實驗：

• PBS中的磷酸鹽可能與某些金屬離子形成沉淀，因此不適合用在含有金屬離子的實驗中，如鈣（Ca2?）和鎂（Mg2?）的實驗。

2. 低溫儲存可能會產生沉淀：

• 在低溫下，PBS中的磷酸鹽有時會析出形成沉淀，雖然這通常可以通過加熱和攪拌重新溶解，但可能會影響實驗操作。

3. 對蛋白質的影響：

• PBS中的高鹽濃度可能會影響某些蛋白質的穩定性，導致蛋白質聚集或變性，特別是在敏感的生物實驗中需要注意。

六、PBS緩沖液的改良版

為了滿足不同實驗的特殊需求，科學家們對PBS緩沖液進行了多種改良，形成了一些常用的變體：

1. 加鈣鎂PBS（PBS with Ca2? and Mg2?）：

• 通過加入鈣離子和鎂離子，增強了PBS在某些細胞實驗中的生物相容性，如促進細胞的粘附和信號傳導。

2. 去鈣鎂PBS（PBS without Ca2? and Mg2?）：

• 去除了鈣和鎂的PBS適用于那些對這些離子敏感的實驗，如細胞的胰蛋白酶消化過程中，為了避免鈣和鎂影響消化效果，通常使用這種PBS。

3. DPBS（Dulbecco's Phosphate Buffered Saline）：

• Dulbecco's PBS是一種改良的PBS，通常用于細胞培養中的洗滌步驟，具有更精確的pH值控制和更高的生物相容性。

七、PBS緩沖液的保存和處理

PBS緩沖液的保存和處理也需要注意一些事項，以保證其在使用時的穩定性和無菌性：

1. 儲存條件：

• PBS緩沖液應儲存在室溫或4°C環境下，避免低溫產生沉淀或高溫加速降解。

2. 滅菌處理：

• 使用PBS緩沖液前，通常需要經過0.22微米的濾膜過濾滅菌，或在高壓蒸汽滅菌器中處理，以去除溶液中的微生物。

3. 避免污染：

• PBS在使用過程中應避免接觸污染源，如未滅菌的器皿或實驗臺，以保持溶液的純凈。

結論

PBS緩沖液作為一種基礎的實驗室試劑，因其生理相容性、穩定的pH值和簡單的配制方法，在生物和化學實驗中得到了廣泛的應用。盡管PBS在某些情況下有其局限性，但通過選擇合適的配方和使用方式，它仍然是現代實驗室中的工具。隨著科學技術的進步，PBS緩沖液的應用范圍可能會進一步擴大，并為實驗研究提供更加可靠的支持。