缓冲液配制计算器(TAE / TBE / PBS 与自定义配方的称量换算)
「配一升 50× TAE」不是一道乘法题,它同时涉及三件事: 固体要称多少克、母液要量多少毫升、以及哪一步不按顺序做就配不出来。
怎么算
固体质量(g) = 目标浓度(mol/L) × 体积(L) × 分子量(g/mol)
母液体积(mL) = 目标浓度(mol/L) × 体积(L) ÷ 母液浓度(mol/L) × 1000
浓缩倍数 = 每个组分的浓度同时乘以那个倍数
最后一条是关键:浓缩液不是“少加点水”,是每个组分都按同一倍数提高。 本工具把每一项的算式都写出来,可以逐项核对。
可以验算
拿通行配方对一遍——50× TAE、1 升:
Tris 碱 2000 mM × 1 L × 121.14 ÷ 1000 = 242 g
冰醋酸 1000 mM × 1 L ÷ 17.5 mol/L × 1000 = 57.1 mL
0.5 M EDTA 50 mM × 1 L ÷ 0.5 mol/L × 1000 = 100 mL
242 g / 57.1 mL / 100 mL 正是各处配方上写的那三个数, 而它们是从 1× 的 40 mM Tris、20 mM 乙酸、1 mM EDTA 反算出来的。 TBE 与 PBS 同样对得上(见下)。
坑一:EDTA 不调 pH 根本不溶
EDTA 二钠盐在 pH 调到约 8.0 之前不会溶解。 很多人第一次配 0.5 M EDTA 时搅了一下午还是浑的,以为是搅拌不够或者水温不对, 其实是没加 NaOH。正确做法是边加 NaOH 边搅,pH 接近 8.0 时溶液会突然变清。
0.5 M EDTA 每升需要 186.1 g 的 Na₂EDTA·2H₂O(MW 372.24)。 这也是为什么 TAE / TBE 的配方里 EDTA 那一项写的是「多少毫升 0.5 M 母液」 而不是「多少克」——大家都是先配好这瓶母液再用。
坑二:Tris 的 pH 会随温度跑
Tris 的 pKa 温度系数是 −0.028 / °C(25 °C 时 pKa ≈ 8.1)。 也就是说,室温调到 pH 8.0 的 Tris 缓冲液,在 4 °C 下大约是 8.6、 在 37 °C 下大约是 7.7。
后果很实在:冷室里跑的层析、37 °C 的酶反应,实际 pH 都不是你在台面上调的那个。 正确做法是在使用温度下调 pH,或者至少记录调 pH 时的温度。 磷酸盐(PBS)几乎不受温度影响,这是它在细胞实验里更省心的原因之一。
顺带一提:冰醋酸按体积加
冰醋酸是纯液体,约 17.5 mol/L,所以配方里给的是毫升不是克。 量它要在通风橱里,而且先加水再加酸。
相关工具
单一组分的浓度/体积/质量换算见 摩尔浓度计算; 按目标 pH 定酸碱比例见 缓冲液 pH 计算; 百分比浓度与摩尔浓度互换见 百分比浓度换算。
EDTA 的溶解条件与 0.5 M 配法取自 Cold Spring Harbor Protocols 的 EDTA 配方; Tris 的 pKa 温度系数取自试剂厂商公布的缓冲液数据。
常见问题
50× TAE 一升要称多少?怎么确认算得对?
Tris 碱 242 g、冰醋酸 57.1 mL、0.5 M EDTA(pH 8.0)100 mL,加水定容到 1 L。验证方法是反算:这三个数是从 1× 的 40 mM Tris、20 mM 乙酸、1 mM EDTA 乘以 50 再乘体积和分子量得来的——2000 mM × 1 L × 121.14 ÷ 1000 = 242 g,1000 mM × 1 L ÷ 17.5 mol/L × 1000 = 57.1 mL,50 mM × 1 L ÷ 0.5 = 100 mL。和各处配方上写的三个数一致,说明式子没错。
EDTA 搅了半天不溶是怎么回事?
不是搅拌不够,也不是水温不对:**EDTA 二钠盐在 pH 调到约 8.0 之前不会溶解**。正确做法是边加 NaOH 边搅,pH 接近 8.0 时溶液会突然变清。0.5 M 母液每升需要 186.1 g 的 Na₂EDTA·2H₂O。这也是为什么 TAE/TBE 配方里 EDTA 那项写的是「多少毫升 0.5 M 母液」而不是克数。
为什么说 Tris 缓冲液的 pH 不可靠?
Tris 的 pKa 温度系数是 −0.028/°C,是常用缓冲体系里最大的之一。25 °C 调到 pH 8.0 的溶液,在 4 °C 冷室里约 8.6、在 37 °C 反应里约 7.7,跨度接近一个 pH 单位。所以要在使用温度下调 pH,或者至少把调 pH 时的温度记下来。磷酸盐几乎不受温度影响,这是 PBS 在细胞实验里更省心的原因之一。
浓缩液和工作液有什么关系?
浓缩液不是「少加点水」,而是**每个组分的浓度同时乘以同一个倍数**。50× 母液按 1 份母液加 49 份水稀释就得到 1×。本工具把每一项的算式都写出来,就是为了让这个关系能被逐项核对,而不是记住几个数字。
冰醋酸为什么按毫升给而不是按克?
因为它是纯液体,浓度约 17.5 mol/L,量体积比称重方便得多。折算式是:目标浓度(mol/L) × 体积(L) ÷ 17.5 × 1000 = 毫升数。操作上要在通风橱里量,并且先加水再加酸。
能配我自己实验室的配方吗?
可以。选「自定义」,一行填一个组分:名称、1× 目标浓度(mM)、分子量,例如「氯化钠 137 58.44」。工具会按同一套式子算出每项要称多少克,并把算式写出来。注意自定义模式只处理固体称量,液体母液请按上面那条式子自己折算。