A guide for the preparation and use of buffers in biological systems

Table of Contents:
Why Does Calbiochem® Biochemicals Publish a Booklet on Buffers? . . . . . . . . . .1
Water, The Fluid of Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Ionization of Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
Dissociation Constants of Weak Acids and Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Henderson-Hasselbach Equation: pH and pK a
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Determination of pK a
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
pK a
Values for Commonly Used Biological Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Buffers, Buffer Capacity, and Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Biological Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Buffering in Cells and Tissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Effect of Temperature on pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Effect of Buffers on Factors Other than pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Use of Water-Miscible Organic Solvents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Solubility Equilibrium: Effect of pH on Solubility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
pH Measurements: Some Useful Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Choosing a Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Preparation of Some Common Buffers for Use
in Biological Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Commonly Used Buffer Media in Biological Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Isoelectric Point of Selected Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Isoelectric Point of Selected Plasma Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Approximate pH and Bicarbonate Concentration in
Extracellular Fluids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Ionization Constants K and pK a
for Selected Acids and
Bases in Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Physical Properties of Some Commonly Used Acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Some Useful Tips for Calculation of Concentrations and
Spectrophotometric Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
CALBIOCHEM® Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
iii