1,4-哌嗪二乙磺酸 (PIPES) — Good‘s缓冲液家族经典成员，细胞培养与电子显微镜核心试剂

一、产品基本信息

二、产品简介与核心优势

PIPES（1,4-哌嗪二乙磺酸）是Good’s缓冲液家族中最具代表性的成员之一，由Norman Good博士于1966年首次报道并推广应用。作为一种两性离子磺酸类缓冲剂，PIPES在生理pH范围（6.1-7.5）内具有优异的缓冲能力，其pKa为6.8（25°C），与多种生物体系的生理需求高度匹配。

PIPES的核心优势在于其独特的缓冲特性组合：极低的金属离子螯合能力、低紫外吸收、化学稳定性高、不易穿透生物膜以及对细胞无毒。Good‘s缓冲剂共同特点包括：高水溶性、低细胞膜通透性、稳定的酸解离常数、低金属螯合能力、高化学稳定性，以及紫外/可见光区低吸收特性。PIPES完全符合这些标准，且其pKa在37°C时接近生理pH，特别适合细胞培养工作。

在电子显微镜样品制备中，PIPES具有经典应用。与二甲胂酸钠缓冲液相比，使用PIPES缓冲的戊二醛固定液可显著减少固定过程中脂质的损失，获得更优的超微结构细节。当使用PIPES作为戊二醛固定液的缓冲剂时，脂质损失和形态学假象被最小化。对于某些大鼠肝细胞器的碱性磷酸酶活性，使用二甲胂酸盐缓冲的戊二醛固定时会选择性失活，而使用PIPES作为缓冲剂时，活性保留率提高60%。

在微管蛋白研究中，PIPES是微管蛋白纯化和微管聚合实验的标准缓冲液，广泛应用于细胞骨架研究和驱动蛋白-微管相互作用分析。

PIPES还对酶促和非酶促反应呈惰性，在多种生化实验中不干扰反应体系，已用于诊断试剂制造和体外诊断试剂盒生产。

湖南汇百益提供纯度≥99%的PIPES产品，严格符合分子生物学级质量标准，现货供应，可按需定制包装。

三、PIPES的核心特性

3.1 Good‘s缓冲液的典范

PIPES属于Good’s缓冲液家族，该家族缓冲剂专门设计用于生物学研究。Good‘s缓冲剂的共同特点包括：

• 高水溶性：水溶性最强，其他溶剂中溶解性最低
  
• 低细胞膜通透性：不易穿透生物膜，对细胞过程干扰小
  
• 稳定的酸解离常数：pKa位于中性范围，不易受温度影响
  
• 低金属螯合能力：不与金属离子形成稳定复合物
  
• 高化学稳定性：酶和化学稳定，干扰反应小
  
• 低紫外吸收：在可见光和紫外光谱范围内吸光度极低
  

PIPES完全符合这些标准，其pKa为6.8（25°C），在pH 6.1-7.5范围内具有优异的缓冲能力。

3.2 缓冲特性总结

3.3 溶解性与缓冲液配制要点

溶解性特征：PIPES游离酸微溶于水（100°C时溶解度仅为1 g/L），但其盐离子形式易溶于水。在1 M NaOH中的溶解度至少为20%（w/w），产生溶液的pH约为6.0。当pH升至7.0以上（转化为盐离子形式）时，PIPES变得易溶。

缓冲液配制方法：

• 方法一：在PIPES游离酸溶液中加入碱溶液（如NaOH），滴定至适当pH
  
• 方法二：混合等摩尔的PIPES单钠盐和PIPES二钠盐溶液，滴定至适当pH
  

3.4 PIPES不同形式的选择指南

选择建议：

• 需要精确控制离子强度的实验：选择PIPES游离酸，通过混合盐溶液精确配比
  
• 电子显微镜和细胞培养：可选择PIPES钠盐或二钠盐，使用更便捷
  
• 常规缓冲液配制：根据是否需要调pH选择合适形式
  

四、主要应用领域

4.1 电子显微镜固定液缓冲（核心应用Ⅰ）

PIPES是电子显微镜样品制备中戊二醛固定液的标准缓冲剂，在植物和动物组织样品固定中具有经典应用。

应用优势：

• 缓冲戊二醛固定液，显著减少固定过程中脂质的损失
  
• 保护细胞超微结构，获得更优的超微结构细节
  
• 特别适用于需要长时间固定的样本
  
• 可作为剧毒二甲胂酸盐缓冲液的替代品
  

研究数据：对于某些大鼠肝细胞器的碱性磷酸酶活性，使用二甲胂酸盐缓冲的戊二醛固定时会选择性失活，而使用PIPES作为缓冲剂时，活性保留率提高60%。

4.2 细胞培养缓冲组分（核心应用Ⅱ）

PIPES可作为细胞培养基的辅助缓冲体系，特别适合需要在CO₂培养箱外操作的实验场景。

应用优势：

• 无细胞毒性，可维持细胞活力
  
• pKa接近生理pH，支持细胞正常生长和代谢
  
• 不结合金属离子，不影响培养基中的金属离子依赖过程
  

培养细胞中的缓冲剂选择参考：

培养基补充方法：将PIPES溶于1 M NaOH配制成母液，调节pH至目标值后过滤除菌，按需要添加至终浓度10-25 mM。

4.3 微管蛋白纯化与细胞骨架研究（核心应用Ⅲ）

PIPES是微管蛋白研究的经典缓冲液，被广泛用于微管蛋白纯化和微管聚合实验。

应用场景：

• 磷酸纤维素色谱法纯化微管蛋白
  
• 微管动力学和细胞骨架研究
  
• 驱动蛋白-微管结合研究
  

4.4 蛋白质纯化与生化研究

PIPES在蛋白质研究中具有广泛应用，其对酶促和非酶促反应的惰性使其成为理想的缓冲体系。

应用场景：

• 亲和层析和离子交换层析缓冲液
  
• 酶活性测定（特别是金属离子依赖性酶）
  
• 蛋白质-蛋白质相互作用研究
  
• 蛋白质结晶
  

注意事项：PIPES能够形成自由基，因此不适用于氧化还原反应。由于其相对较大的离子强度以及pKa值具有浓度依赖性，建议在阳离子交换色谱实验中使用较低浓度的PIPES缓冲液。

4.5 IVD诊断试剂原料

在临床体外诊断领域，PIPES作为通用缓冲剂广泛用于多种生化、免疫检测试剂盒。其pKa（6.8）覆盖多种检测体系的pH需求，能有效维持反应体系的pH稳定。

4.6 电泳缓冲液

PIPES可用于聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）中维持电泳缓冲液的pH稳定，也可用于等电聚焦和色谱技术。

五、实验方案

5.1 PIPES溶液配制

PIPES游离酸微溶于水，需用碱溶液溶解后配制缓冲液。

0.5 M PIPES储存液配制（1 L，pH 7.0） ：

注意事项：

• PIPES在pH升高后溶解度显著增加，必须用碱调至目标pH后才完全溶解
  
• 配制高浓度溶液需充分搅拌，可轻微加热（≤40°C）促进溶解
  
• 溶液可在4°C稳定保存6个月
  

PIPES浓度换算参考（分子量302.37）：

• 10 mM ≈ 3.02 g/L
  
• 50 mM ≈ 15.12 g/L
  
• 100 mM ≈ 30.24 g/L
  
• 500 mM ≈ 151.2 g/L
  

5.2 电子显微镜固定液缓冲液配制

PIPES-戊二醛固定液（2.5%） ：

配制方法：

1. 配制PIPES溶液，用NaOH调节pH至7.3
   
2. 加入戊二醛至终浓度2.5%
   
3. 混合均匀，立即使用
   

注意事项：戊二醛需在临用前加入，不宜长期保存。

5.3 工作浓度参考

六、PIPES vs. 其他Good‘s缓冲液：对比分析

选择建议：

• 电子显微镜固定液缓冲（pH 7.3） ：首选PIPES，是该应用的标准缓冲剂
  
• 细胞培养（pH 7.2-7.4） ：HEPES更常用，PIPES也可使用
  
• 酸性缓冲需求（pH 5.5-6.5） ：选择MES
  
• RNA电泳：选择MOPS
  

七、注意事项与安全信息

7.1 关键实验注意事项

溶解性注意：

• PIPES游离酸微溶于水，需用碱溶液（如NaOH）调至目标pH后才完全溶解
  
• 配制时不可先将PIPES溶于水再加入碱，而应边加碱边搅拌直至溶解
  
• 在1 M NaOH中的溶解度至少为20%（w/w）
  

金属离子兼容性：

• PIPES对Mg²⁺、Ca²⁺等常见二价金属离子的结合能力极低
  
• 特别适合含有金属离子的溶液体系
  

不适用于氧化还原反应：

• PIPES能够形成自由基，不适用于氧化还原反应
  

阳离子交换色谱注意事项：

• PIPES具有相对较大的离子强度，对pKa值具有浓度依赖性
  
• 建议在阳离子交换色谱实验中使用较低浓度的PIPES缓冲液
  

电子显微镜伪影注意：

• 虽然PIPES可减少脂质损失，但固定条件仍需优化
  
• 建议设置适当对照
  

产品吸湿性：

• PIPES粉末具一定吸湿性，建议在干燥环境中称量
  
• 使用后立即密封容器
  

7.2 储存条件

7.3 安全信息

PIPES通常被认为是无毒、安全的实验室试剂，适用于常规细胞生物学和生物化学实验。

八、产品质量标准

湖南汇百益新材料有限公司提供的PIPES产品严格执行以下质量标准：

湖南汇百益通过优化合成工艺与精制技术，将产物纯度稳定控制在≥99%，产品符合分子生物学级质量标准。每批产品均进行水分、重金属和pH检测，确保品质稳定可靠。可提供细胞培养验证级别产品，经内毒素和痕量金属检测。

包装规格：实验室规格：25g、100g、500g、1kg；工业规格：5kg、25kg；可按客户需求定制包装。

九、供应商介绍

湖南汇百益新材料有限公司成立于2014年，位于湖南省怀化市洪江区工业园，拥有50,000平方米生产基地。公司是一家专注于生物基础试剂研发、生产与销售的国家高新技术企业、湖南省专精特新企业，拥有独立研发试验中心和生产基地，并已通过ISO 9001:2015质量管理体系认证。

公司先后获得“怀化市工程技术研究中心”“湖南师范大学化学生物学功能材料产学研基地”“创新创业大赛湖南省优秀企业”“湖南新材料企业”等一系列荣誉称号。

依托强大的生产平台与技术实力，公司可灵活提供OEM代工服务与个性化定制方案，如提纯、精制加工等，以满足客户多元化需求。旗下品牌“汇百试剂”，通过提供性能稳定可靠、品质媲美进口、成本更具优势的国产试剂，为生物医药、体外诊断、生物工程及科研机构等领域的客户提供基础材料解决方案。

公司研发、生产、销售各种高纯生化试剂，包括：

• 糖苷系列：IPTG、ONPG、PNPG、DTT、x-gal、x-gluc等
  
• 生物缓冲剂：Tricine、HEPES、MOPS、PIPES、MES、CAPS、TAPS、BES等
  
• 表面活性剂与去污剂：SDS、SURFACTIN、EMPIGEN BB、CHAPS、CHAPSO、SB-8至SB-18系列等
  
• 检测试剂：泛影酸钠、G-418硫酸盐、DTE、TCEP-HCl、PMSF、PNPP、ABTS、TMB、TMB-PS、鲁米诺、异鲁米诺、ABEI、D-荧光素钾盐、NAD⁺、NADH、NADP⁺、NADPH等
  
• 高纯生化试剂：DEPC、异硫氰酸胍、盐酸胍、PMSF、MTT、BSA、WST-8等
  

湖南汇百益提供的PIPES产品具有以下突出优势：

• 高纯度：纯度≥99%，批次稳定性好，符合分子生物学级质量标准
  
• Good’s缓冲液经典成员：满足6项Good‘s缓冲液核心特性
  
• 电子显微镜标准试剂：用于戊二醛固定液缓冲，显著减少脂质损失
  
• 金属离子兼容：不结合Mg²⁺、Ca²⁺等金属离子，适合金属离子依赖实验
  
• 微管蛋白研究标准试剂：微管蛋白纯化和微管聚合实验经典缓冲液
  
• 细胞培养级品质：可提供细胞培养验证级别产品
  
• 现货供应：常备库存，支持快速发货，可定制包装
  
• 技术支持：专业技术团队提供全程使用指导与问题解答
  
• 源头工厂：自产自销，具备价格优势和供应稳定性
  

十、采购与使用建议

在采购PIPES（CAS 5625-37-6）时，建议重点关注以下几点：

纯度要求：对于电子显微镜样品制备、细胞培养和IVD诊断试剂生产，应选择纯度≥99%的高品质产品，并关注重金属含量和水分指标。

应用方向选择：

• 电子显微镜固定液缓冲：PIPES是戊二醛固定液的标准缓冲剂，可显著减少脂质损失
  
• 细胞培养基缓冲：无毒，pKa接近生理pH，推荐浓度10-25 mM
  
• 微管蛋白纯化：微管蛋白纯化和微管聚合实验的经典缓冲液
  
• 蛋白质纯化：对酶促和非酶促反应呈惰性，不干扰反应体系
  
• 诊断试剂制造：已用于体外诊断试剂盒生产
  

产品形态选择：

• PIPES游离酸（本品，CAS 5625-37-6）：需用NaOH调pH，灵活性最高，适合需要精确控制离子强度的实验
  
• PIPES钠盐（CAS 10010-67-0）：水溶性好，使用更便捷
  
• PIPES二钠盐（CAS 76836-02-7）：完全中和形式，即用型
  

缓冲范围确认：PIPES的有效缓冲范围为pH 6.1-7.5，pKa=6.8（25°C）。如实验pH在此范围内，PIPES是优于磷酸盐的选择。

缓冲液制备方法：可通过在PIPES游离酸中加入碱溶液滴定至适当pH，或混合等摩尔的PIPES单钠盐和二钠盐溶液制备。

储存条件：粉末室温密封保存，避光防潮。溶液可在4°C稳定保存6个月。

不适用范围：PIPES能够形成自由基，不适用于氧化还原反应。

安全操作：操作时佩戴实验服、护目镜及手套，避免吸入粉尘。本产品仅限科研和工业生产使用，不用于临床诊断或治疗。

十一、联系我们

如需获取PIPES（CAS 5625-37-6）的产品报价、样品或技术支持，请联系湖南汇百益新材料有限公司：

• 产品咨询：13319523173
  
• 订购邮箱：ivy@hnhbsj.com
  
• 官方网站：https://www.hbsjxcl.com/
  
• 公司地址：湖南省怀化市洪江区工业园8号
  

声明：本产品仅供科研和工业生产使用，不用于临床诊断或治疗。使用前请仔细阅读产品说明书，并遵守实验室安全操作规范。