【缓冲液buffer】缓冲液是一种能够抵抗pH变化的溶液，通常由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成。在生物化学、医学、环境科学以及工业生产中，缓冲液被广泛用于维持体系的pH稳定，防止因外界因素（如酸、碱的加入）导致pH剧烈波动。
以下是对缓冲液的基本概念、作用机制及常见种类的总结。
一、缓冲液的基本概念
| 项目 | 内容 |
| 定义 | 缓冲液是含有弱酸和其共轭碱（或弱碱和其共轭酸）的溶液，能够抵抗外加少量酸或碱后的pH变化。 |
| 作用 | 维持溶液pH稳定，避免因外界干扰导致pH剧烈变化。 |
| 应用领域 | 生物实验、细胞培养、药物配制、环境监测等。 |
二、缓冲液的作用机制
缓冲液通过以下方式维持pH稳定：
1. 弱酸与共轭碱的平衡
当向缓冲液中加入少量强酸时，H⁺会被共轭碱中和；当加入强碱时，OH⁻会被弱酸中和，从而保持pH相对稳定。
2. Henderson-Hasselbalch方程
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
其中，pKa为弱酸的解离常数，[A⁻]为共轭碱浓度，[HA]为弱酸浓度。
三、常见的缓冲液类型
| 缓冲液名称 | 成分 | pH范围 | 常见用途 |
| 磷酸盐缓冲液 | Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄ | 6.0–8.0 | 生物实验、细胞培养 |
| Tris缓冲液 | Tris + HCl | 7.0–9.0 | 蛋白质纯化、电泳 |
| 醋酸-醋酸钠缓冲液 | CH₃COOH + CH₃COONa | 4.0–6.0 | 生化实验、酶反应 |
| 碳酸氢盐缓冲系统 | H₂CO₃ + HCO₃⁻ | 7.35–7.45 | 人体血液pH调节 |
四、缓冲液的选择原则
1. pH匹配目标体系
根据实验或应用所需的pH范围选择合适的缓冲液。
2. 离子强度控制
过高或过低的离子强度可能影响酶活性或蛋白质结构。
3. 温度稳定性
某些缓冲液在高温下可能发生分解或pH漂移。
4. 兼容性
缓冲液应与实验中的其他成分（如酶、金属离子等）相容。
五、总结
缓冲液在许多科学实验和实际应用中扮演着关键角色。它们不仅能维持溶液的pH稳定，还能提高实验的重复性和准确性。选择合适的缓冲液需要综合考虑pH范围、离子强度、温度及与其他成分的兼容性等因素。了解缓冲液的原理和特性，有助于更好地设计实验和优化操作流程。
