新型兩性離子緩沖劑HEPES的應用

HEPES，分子式為C8H18N2O4S，是一種結構獨特的雙性離子化合物。其分子中同時含有酸性的磺酸基（－SO3H）和兩個堿性的叔胺氮原子，因此表現出典型的兩性特征，可用于配制兩性離子緩沖液。通常情況下，將一定量HEPES溶解于蒸餾水后，通過加入NaOH調節至所需pH值，即可獲得適用的緩沖體系，其有效pH范圍一般為6.8至8.2。

HEPES緩沖液的pH值受濃度和溫度變化的影響較小，能在較長時間內維持穩定。從緩沖機理上看，磺酸基團由于酸性較強，易于解離出H?；兩個叔胺氮則各帶孤對電子，呈堿性，能接受H?形成季銨鹽。在水溶液中，磺酸基與叔胺形成緩沖對，并可發生分子內H?轉移生成內鹽（即兩性離子）。這些不同類型的離子和分子形式之間依靠H?或OH?的轉移維持動態平衡，從而有效抵抗外界酸堿變化，穩定溶液的pH值，這構成了HEPES緩沖作用的基礎。

HEPES緩沖液具有細胞毒性低、不易穿透生物膜、不干擾細胞內部代謝過程等優點，因此在生物醫學研究中應用廣泛，適用于開放性細胞培養、長時間細胞動態觀察、RNA/DNA提取試劑盒等場景。此外，有研究顯示，HEPES緩沖液有利于金納米粒子表面多肽的偶聯反應；在鎂金屬生物降解研究中，HEPES還能促進鎂的降解并抑制不溶性鎂鹽層的生成。

除了在伊立替康脂質體中的應用外，HEPES也作為關鍵成分用于多種生物制劑。例如，陳薇院士團隊與康希諾公司合作研發的腺病毒載體疫苗“克威莎®”中就使用了HEPES。在核酸藥物開發方面，也有研究者采用HEPES緩沖液配制RNA溶液，用于制備RNA脂質納米顆粒。