酶的pH影響實驗中緩沖液配制的改善與優(yōu)化組合

黃 敏 顏冰楠 桂新春

（廣東省連州衛(wèi)生學(xué)校 廣東 連州 513400）

酶的pH影響實驗中緩沖液配制的改善與優(yōu)化組合

黃 敏 顏冰楠 桂新春

（廣東省連州衛(wèi)生學(xué)校 廣東 連州 513400）

通過探討不同pH緩沖液配制的準確性及其對酶活性實驗的影響；按照分析化學(xué)和生物化學(xué)實驗中經(jīng)典的緩沖液的配制方法進行配制，使用pH計進行測定，并利用配制的緩沖液立即按生物化學(xué)實踐指導(dǎo)方法進行酶活性的影響實驗；結(jié)果發(fā)現(xiàn)緩沖液的pH值隨環(huán)境和人為因素等改變其值有較大變化，做出來的實驗現(xiàn)象也會發(fā)生改變，實驗結(jié)果難以控制；提出了通過改善pH緩沖液的配制方法，使不同pH緩沖液的優(yōu)化組合，降低環(huán)境和人為因素對實驗結(jié)果影響的結(jié)論，以使學(xué)生的實驗結(jié)果與教材相一致增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。

酶；pH緩沖液；配制；改善；優(yōu)化

生物化學(xué)實驗是生物化學(xué)教學(xué)的重要的組成部分，通過實驗不僅能使學(xué)生掌握基本的生物化學(xué)實驗操作技能，加深對生物化學(xué)理論知識的理解和掌握，增強分析問題、解決問題的能力，同時，又可減少課程內(nèi)容的抽象性、復(fù)雜性和枯燥性，使學(xué)生樂于學(xué)習(xí)。在pH對酶促作用影響的實驗中，主要驗證反應(yīng)體系中不同pH值對酶活性的影響以證明pH6.8是淀粉酶的最適pH值。若在實驗結(jié)果中出現(xiàn)與書本理論知識不同的實驗現(xiàn)象，目前，對中等衛(wèi)生職業(yè)學(xué)校的學(xué)生來說，就會影響他們學(xué)習(xí)操作技能的信心，教師對實驗結(jié)果也難以作出合理的解釋，實驗?zāi)康囊搽y以達到。其中，對實驗影響最關(guān)鍵的因素是反應(yīng)體系的pH值，而實驗教材中所標(biāo)示的不同pH緩沖液的配制方法，筆者認為值得商榷。在教學(xué)中，通過改變不同的pH緩沖液而進行優(yōu)化組合，有利于實驗的開展，可取得滿意的實驗效果。

材料與方法

材料 磷酸氫二鈉，檸檬酸，淀粉，碘，碘化鉀，甘氨酸，氫氧化鈉；pH計（PHS-25型數(shù)顯酸度計，上海雷磁儀器廠），復(fù)合電極（E-201-C型，上海精密科學(xué)儀器公司）。

方法 pH5.0緩沖液、pH6.8緩沖液、pH8.0緩沖液及其他試劑的配制方法參照 《生物化學(xué)實踐指導(dǎo)》；配制pH5.0緩沖液：取0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液515mL、0.1mol/L檸檬酸溶液485mL混合而成；配制pH6.8緩沖液：取0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液772mL、0.1mol/L檸檬酸溶液228mL混合而成；配制pH8.0緩沖液：取0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液972mL、0.1mol/L檸檬酸溶液28mL混合而成。

改善和優(yōu)化所需pH緩沖液的配制配制pH4.0緩沖液：取0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液385.5mL、0.1mol/L檸檬酸溶液614.5mL混合，經(jīng)pH計校正；配制pH6.8緩沖液：取0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液772mL、0.1mol/L檸檬酸溶液228mL混合，經(jīng)pH計校正；配制pH10.0緩沖液：0.2mol/L甘氨酸溶液250mL、0.2mol/L氫氧化鈉160mL混合，經(jīng)pH計校正。

操作 緩沖液pH的測定方法參照pH計的說明書進行。接通電源，儀器預(yù)熱30分鐘。儀器使用前，先要標(biāo)定（定位），其方法如下：把選擇開關(guān)旋鈕調(diào)到pH檔；調(diào)節(jié)溫度補償旋鈕，使指示溫度與溶液溫度相同；把清洗并吸干過的電極插入已知pH值的標(biāo)準緩沖溶液中；調(diào)節(jié)定位旋鈕，使顯示讀數(shù)與該標(biāo)準緩沖溶液pH值一致（如6.86）。用蒸餾水清洗電極，重新分別定位pH值4.00、9.18標(biāo)準溶液；溶液pH值測量：儀器定位后即可測量被測溶液，定位調(diào)節(jié)旋鈕不再變動；先用蒸餾水清洗電極頭部，再用濾紙吸干，把電極浸入被測溶液中，混合均勻。在顯示屏上讀出被測溶液的pH值。pH對酶活性的影響的操作按實踐指導(dǎo)進行。

結(jié)果

從表1數(shù)據(jù)可知，按生物化學(xué)實踐指導(dǎo)配制的緩沖溶液pH值與書本所標(biāo)示的不一樣，甚至差別較大，提示該配制緩沖溶液的方法有一定缺陷。

從圖1實驗結(jié)果可知，pH5.0試管為藍色，pH6.8試管為無色（或紅色），pH8.0試管為棕紅色，學(xué)生在實驗中做出pH6.8試管的顏色與pH8.0試管的結(jié)果差別較少，難以明確判斷pH6.8為最適pH值。

從圖2實驗結(jié)果可知，pH4.0試管為藍色，pH6.8試管為無色 （或紅色），pH10.0試管為藍色，學(xué)生在實驗中即使取液量有較大誤差，反應(yīng)體系的pH值仍能做出滿意結(jié)果，易判斷pH6.8為最適pH值。

討論

對按《生物化學(xué)實踐指導(dǎo)》中的方法所配制的不同pH緩沖液經(jīng)pH計測定，發(fā)現(xiàn)溶液pH值與書本標(biāo)記的pH值不符，說明按教材簡單和機械地配制有一定誤差，其配制方法是傳統(tǒng)經(jīng)典方法，本身沒有問題，但受到多種因素的影響，不能保證每批次配制的pH值基本一致，應(yīng)進行改善。主要有兩種因素，一是各種試劑質(zhì)量，不同廠家生產(chǎn)的試劑雖然都是分析純，但質(zhì)量有差別，不能保證每一個廠家生產(chǎn)的同一種試劑質(zhì)量一樣；二是蒸餾水pH值的影響，蒸餾水pH值受生活飲用水的影響，而生活飲用水其pH值國家標(biāo)準是在6.5～8.5之間，每個自來水廠也不能保證生活飲用水的pH值穩(wěn)定在某一數(shù)值。所以，實驗準備所配制的緩沖液pH值有差別，進而影響實驗結(jié)果。既然按教材方法配制的緩沖液pH值與溶液真實的pH值不一致，在實際操作中應(yīng)改善其配制方法，建議在配制最后進行校正，一般可用pH計或精密pH試紙對所配緩沖液溶液進行校正。這樣，才能保證每一批次所配制的緩沖溶液pH值與書本所標(biāo)記的pH值相同，做出來的實驗結(jié)果才有保證。

表1 不同pH緩沖液經(jīng)pH計測定結(jié)果（n=6）表

圖1 pH值對酶促作用影響的實驗結(jié)果圖（按《生物化學(xué)實踐指導(dǎo)》）

圖2 pH值對酶促作用影響的實驗結(jié)果圖（不同pH值緩沖液優(yōu)化組合）

按《生物化學(xué)實踐指導(dǎo)》中不同pH緩沖液的組合進行pH值對酶促作用影響的實驗，也能做出滿意的實驗結(jié)果，但要考慮目前進入中等衛(wèi)生職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)的不同專業(yè)的學(xué)生的綜合素質(zhì)相對較低，主動學(xué)習(xí)的意愿較差，特別對前期的專業(yè)基礎(chǔ)課程缺乏興趣，如《醫(yī)用化學(xué)基礎(chǔ)》等，這樣造成學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識較薄弱，妨礙后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。而許多衛(wèi)生職業(yè)學(xué)校在 “夠用，實用”原則的指導(dǎo)下，或出于師資的考慮，提前開設(shè)專業(yè)課，排斥《醫(yī)用化學(xué)基礎(chǔ)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程或減少這些課程的課時，造成這些課程的實踐課時更少，有些學(xué)校甚至不開設(shè)，使得學(xué)生掌握的操作技能非常有限，自然就會影響學(xué)生在生物化學(xué)實驗中的操作技能培養(yǎng)，更談不上操作技能規(guī)范化素質(zhì)的養(yǎng)成。例如，許多學(xué)生連膠頭滴管滴加液體的操作都不熟練，在生物化學(xué)實踐課有限的時間內(nèi)，看教師演示也不可能一下學(xué)會并做好，這樣就會影響學(xué)生在實驗中的取液量，造成反應(yīng)體系中溶液的pH值有較大變化，實驗結(jié)果也難以控制。

通過幾年的教學(xué)實踐，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生按生物化學(xué)實踐指導(dǎo)中所要求的不同pH緩沖液組合做出來的結(jié)果不能令人滿意，難以達到教學(xué)的目的。在實踐中，重新選出不同pH緩沖液進行優(yōu)化組合，即選用pH4.0緩沖液、pH6.8緩沖液、pH10.0緩沖液進行實驗，與最適pH6.8緩沖液盡量間隔開。這樣，學(xué)生在實踐課中取液量即使有誤差，甚至取液量誤差較大，但對實驗結(jié)果的影響也不大，同樣能做出滿意的實驗結(jié)果。這樣容易樹立學(xué)生自信心，對實驗結(jié)果教師也容易解釋和說明，也易達到實驗?zāi)康摹?/p>

[1]桂新春，顏冰楠.成人醫(yī)學(xué)教育生物化學(xué)的教學(xué)思考與對策[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2009，27（24）”35-36.

[2]趙冶善.關(guān)于“影響酶活性因素”實驗的改進[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2003，21（2）”62.

[3]車龍浩.生物化學(xué)年[M].北京”人民衛(wèi)生出版社，2007.

[4]鄒學(xué)賢.分析化學(xué)[M].北京”人民衛(wèi)生出版社，2000.

[5]桂新春，顏冰楠，黃敏.衛(wèi)生理化檢驗技術(shù)教學(xué)改革初探[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2008，26（20）”86-87.

G712

A

1672-5727（2012）08-0136-02

黃敏（1959—），廣東連州人，廣東省連州衛(wèi)生學(xué)校實驗員，研究方向為醫(yī)學(xué)生化檢驗。

顏冰楠（1973—），女，湖南常寧人，廣東省連州衛(wèi)生學(xué)校護理助理講師，研究方向為糖尿病護理技術(shù)。

桂新春（1969—），男，湖南祁陽人，碩士，廣東省連州衛(wèi)生學(xué)校生物化學(xué)高級講師，研究方向為糖尿病血管并發(fā)癥。