Tris(hydroxymethyl)aminomethane, thường được gọi là Tris, là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học (HOCH 2 ) 3 CNH 2 . Cấu trúc phân tử độc đáo của nó cho phép cả phản ứng ngưng tụ với aldehyde và tạo phức với các ion kim loại. Trong các ứng dụng y tế, Tris được gọi là tromethamine hoặc THAM, nơi nó đóng vai trò là chất đệm để điều trị nhiễm toan chuyển hóa nặng.
Đệm Tris duy trì vị trí thống trị trong các thí nghiệm sinh hóa và sinh học phân tử nhờ một số ưu điểm chính:
- Đệm hiệu quả trong khoảng pH sinh lý: Với pKa là 8.07 ở 25°C, Tris cung cấp khả năng đệm tối ưu trong khoảng pH 7.1-9.1, đáp ứng hầu hết các yêu cầu phản ứng sinh học.
- Tính kinh tế: So với các chất đệm thay thế, Tris mang lại những lợi thế kinh tế đáng kể cho các phòng thí nghiệm cần số lượng lớn.
- Độ hòa tan tuyệt vời: Tris dễ dàng hòa tan trong nước, cho phép chuẩn bị dễ dàng các dung dịch có nồng độ khác nhau.
- Phổ ứng dụng rộng: Từ ổn định axit nucleic đến nghiên cứu protein, nuôi cấy tế bào đến chuẩn độ axit, Tris phục vụ các nhu cầu thí nghiệm đa dạng.
Đệm Tris đóng nhiều vai trò thiết yếu trong môi trường phòng thí nghiệm:
- Ổn định axit nucleic: Là một thành phần của đệm TAE và TBE, Tris duy trì điều kiện pH ổn định cho các dung dịch DNA và RNA, ngăn ngừa sự phân hủy.
- Ứng dụng nghiên cứu protein: Trong quá trình chiết xuất, tinh chế và bảo quản, Tris giúp duy trì sự ổn định của protein và ngăn ngừa sự biến tính.
- Duy trì nuôi cấy tế bào: Đệm Tris giúp điều chỉnh pH trong môi trường nuôi cấy, hỗ trợ quá trình trao đổi chất và chức năng tế bào thích hợp.
- Chuẩn độ dung dịch axit: Tris đóng vai trò là tiêu chuẩn chính để hiệu chuẩn dung dịch axit, đảm bảo độ chính xác của thí nghiệm.
Hiểu biết về hành vi hóa học của Tris là điều cần thiết để có kết quả thí nghiệm tối ưu.
Tris đạt được sự ổn định pH thông qua quá trình proton hóa và khử proton của nhóm amine. Sự cân bằng giữa các dạng proton hóa và không proton hóa cho phép Tris chống lại hiệu quả sự dao động pH.
Tris thể hiện sự phụ thuộc nhiệt độ đáng kể, với các giá trị pH giảm khoảng 0.025 đơn vị cho mỗi 1°C tăng. Đặc tính này đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt độ cẩn thận trong quá trình thí nghiệm.
pH của đệm tăng khoảng 0.05 đơn vị với mỗi lần tăng nồng độ gấp mười lần, đòi hỏi các phương pháp chuẩn bị chính xác.
Tris có thể tạo phức với các ion kim loại, có khả năng can thiệp vào hoạt động của enzyme trong một số điều kiện thí nghiệm nhất định.
Mặc dù Tris mang lại nhiều lợi thế, các nhà nghiên cứu phải tính đến những hạn chế của nó thông qua thiết kế thí nghiệm phù hợp.
Các nhà nghiên cứu nên điều chỉnh các phép đo pH ở nhiệt độ thí nghiệm và sử dụng thiết bị kiểm soát nhiệt độ để duy trì sự ổn định.
Việc cân chính xác bằng cân phân tích và các kỹ thuật chuẩn bị thể tích đảm bảo nồng độ đệm chính xác.
Muối Tris có độ tinh khiết cao và bổ sung EDTA có thể ngăn chặn các tương tác ion kim loại không mong muốn.
Nghiên cứu mới nổi tiếp tục mở rộng các ứng dụng của Tris, bao gồm tăng cường tính thấm của màng tế bào và ổn định vắc-xin. Các nghiên cứu gần đây về sự phân hủy Tris của vi sinh vật (Pseudomonas hunanensis) cho thấy các ứng dụng môi trường tiềm năng.
Trong bối cảnh y tế, Tris (dưới dạng THAM) đóng vai trò là phương pháp điều trị thay thế cho nhiễm toan chuyển hóa khi natri bicarbonate không hiệu quả, mặc dù việc theo dõi lâm sàng cẩn thận vẫn là điều cần thiết do các biến chứng hô hấp và chuyển hóa tiềm ẩn.
Nghiên cứu đang diễn ra tập trung vào việc cải thiện các phương pháp sản xuất Tris để giảm tác động đến môi trường trong khi vẫn duy trì vai trò quan trọng của thuốc thử trong sự tiến bộ khoa học.
