Pó Base Tris CAS 77-86-1

Base Tris em pó, também conhecido como 2-amino-2-hidroxi-1,3-propanodiol ou Tris(hidroximetil)aminometano, é um composto orgânico com importantes funções biológicas. A fórmula química estrutural é HOCH ₂ (CH ₂ OH) ₂ CH ₂ NH ₂, que é uma amina de álcool ternária com um grupo hidroxila de álcool e dois grupos hidroxila de álcool primário. Sua fórmula molecular é C3H8NO3, CAS 77-86-1, com peso molecular de 121,1. Apresenta-se na forma de um pó cristalino branco, inodoro e não higroscópico. É estável em ambientes secos, mas pode absorver umidade e causar deliquescência em ambientes úmidos. Solúvel em água e pode dissociar-se em íons hidrogênio e íons tris sob condições ácidas. Sua solução aquosa é levemente ácida, com valor de pH de aproximadamente 7,0. Além disso, também é solúvel em certos solventes orgânicos, como etanol e glicerol. Estável à temperatura ambiente, mas pode sofrer decomposição sob altas temperaturas e condições de forte ácido. É sensível à luz e ao ar e pode oxidar quando exposto ao ar. Como um importante composto orgânico, possui diversas propriedades físicas que têm amplo valor de aplicação em campos como biologia, medicina e ciência dos materiais.

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Informações adicionais do composto químico: Ponto de fusão 167–172 graus (lit.), Ponto de ebulição 219 - 220 grau 10 mm Hg (lit.), Densidade 1.353 g/cm3, Pressão de vapor 0,0267 hPa (20 graus), Índice de refração 1,4170 (estimativa), ponto de fulgor 219 – 220 graus / 10 mm, Condições de armazenamento 20-25 graus, solubilidade H2O: 4M a 20 grau

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Tris (hidroximetil) aminometano, abreviado como TRIS, é um pó cristalino branco com fórmula molecular C ₄ H ₁ N O3 e peso molecular de 121,14. Sua estrutura molecular contém três grupos hidroximetil (- CH ₂ OH) e um grupo aminometano (- NH CH ₂ -), o que lhe confere excelentes propriedades tamponantes e ampla aplicabilidade devido à sua estrutura química única. Como um dos agentes tampão mais importantes no campo da bioquímica, o TRIS desempenha um papel crucial em vários campos, como medicina, ciências da vida e produção industrial. A seguir, são detalhados seus usos nas oito áreas principais.

A pedra angular dos experimentos bioquímicos e de biologia molecular

 

TRIS é um dos agentes tamponantes mais comumente usados ​​em laboratórios biológicos, com uma faixa de tamponamento eficaz de pH 7,0-9,2 e um valor de pKa de 8,1 a 25 graus. Esta característica torna-o a escolha preferida para manter a estabilidade do pH em sistemas experimentais:

Sistema de eletroforese de ácido nucleico
As soluções tampão TAE (Tris Acetate EDTA) e TBE (Tris Borate EDTA) são configurações padrão para eletroforese de DNA/RNA.Base Tris em póque as moléculas de ácido nucleico permanecem no estado de quebra de cadeia, fornecendo um ambiente estável fracamente alcalino e formam um sistema tampão composto com ácido acético ou ácido bórico para controlar com precisão o pH do tanque de eletroforese. Por exemplo, na eletroforese em gel de agarose, a solução tampão TAE pode aumentar a mobilidade do DNA em 30% e a resolução em 15%.

 

Ferramentas de pesquisa de proteínas
Na eletroforese SDS{0}}PAGE, o TRIS forma um tampão em execução com glicina, e seu gradiente de pH controla a separação de focagem isoelétrica de proteínas. Em experimentos de cristalização de proteínas, o TRIS é usado como um componente do tampão de cristalização para promover o arranjo ordenado das moléculas de proteínas, ajustando o valor do pH (geralmente 6,8-8,5) e a força iônica. A pesquisa mostrou que o uso do sistema tampão TRIS pode aumentar a taxa de sucesso da cristalização de proteínas em 40%.
Meio de pesquisa enzimática
O tampão TRIS fornece um ambiente de pH estável para reações enzimáticas, particularmente adequado para enzimas que requerem condições neutras ou fracamente alcalinas (como fosfatase alcalina, DNA polimerase). Sua característica de baixa força iônica pode reduzir a inibição-específica da atividade enzimática. Na PCR quantitativa de fluorescência-em tempo real, o sistema tampão TRIS HCl pode estabilizar a eficiência da amplificação em 95% -105%.

Um especialista versátil na área da medicina

 

Regulador de equilíbrio ácido-base
TRIS, como base tampão amino livre de sódio, é clinicamente usado para tratar acidose respiratória aguda e acidose metabólica. Seu mecanismo de ação é reagir com H ₂ CO ∝ nos fluidos corporais para gerar HCO ∝⁻, corrigindo assim a acidose. Estudos farmacocinéticos demonstraram que o TRIS pode entrar em vigor 5 minutos após a injeção intravenosa, com meia{3}}vida de aproximadamente 2 horas, tornando-o adequado para cenários clínicos que exigem correção rápida da acidez.
Necessidades de preparação farmacêutica
O TRIS, como regulador de pH, pode melhorar a estabilidade do medicamento na produção de injeções. Por exemplo, em formulações de insulina humana recombinante, a adição de 0,1 mol/L de tampão TRIS pode estender a vida útil do medicamento para 24 meses a 4 graus.

 

Em formulações oftálmicas, o TRIS reduz significativamente a irritação dos medicamentos na córnea, mantendo um ambiente de pH 7,4.

Componentes principais da solução de preservação de vírus
No tubo de amostragem do COVID-19, TRIS, sal de guanidínio e proteinase K formaram um sistema de preservação de lise. A sua função inclui: manter o pH da amostra entre 7,0-7,5 para evitar a degradação do ácido nucleico; Quelar Mg ² ⁺/Ca ² ⁺ inibe a atividade da nuclease; Formação de ligações de hidrogênio com proteínas para proteger estruturas de ácidos nucléicos. Experimentos mostraram que soluções de preservação contendo TRIS podem estabilizar o RNA viral por 72 horas a 25 graus.

Apoiadores das técnicas de diagnóstico clínico

 

Kit de testes bioquímicos
O TRIS é amplamente utilizado como matriz tampão em reagentes para analisadores bioquímicos totalmente automatizados. Nos testes de função hepática, o sistema tampão TRIS (pH 8,0) pode estender a faixa linear de detecção de alanina aminotransferase (ALT) para 0-1000 U/L, com um valor CV intralote de<1.5%. In electrolyte detection, TRIS improves the accuracy of Na ⁺ detection to ± 0.5 mmol/L by stabilizing the membrane potential of the ion selective electrode.
Portador de diagnóstico imunológico
No imunoensaio de quimioluminescência, o tampão TRIS (pH 7,4) serve como meio de reação antígeno-anticorpo, o que pode reduzir a taxa de ligação não{1}específica.

 

A pesquisa mostrou que o uso do sistema TRIS pode aumentar a relação sinal{0}}para{1}}ruído da detecção ELISA em 2,3 vezes, e a sensibilidade da detecção pode chegar a 0,01 ng/mL.

Agente de otimização de teste de ácido nucleico
Na PCR de fluorescência-em tempo real, o tampão TRIS HCl (pH 8,0) interage sinergicamente com Mg ² ⁺ para otimizar a atividade da Taq DNA polimerase. Experimentos mostraram que quando a concentração de TRIS é de 20 mmol/L, o valor Ct pode ser reduzido em 1,2 ciclos e a eficiência de amplificação pode ser aumentada em 18%.

Motores de inovação da produção industrial

 

Melhorador de desempenho de revestimento
O TRIS, como regulador de pH, pode prevenir o gel dos revestimentos durante o armazenamento. A adição de 0,5% de TRIS a revestimentos epóxi à base de água-pode estabilizar o revestimento por mais de 6 meses sob condições de pH 8,5. Sua função-de promoção de reticulação pode melhorar a adesão do revestimento, estendendo o tempo de resistência à névoa salina do filme de tinta para 1.000 horas.

 

Estabilizador de fórmula cosmética
O TRIS, como agente neutralizante, pode ajustar o pH dos cosméticos para uma acidez fraca (pH 5,5-7,0), tornando-o particularmente adequado para a pele asiática. Nas formulações de filtros solares, o TRIS quela íons metálicos para evitar a fotodegradação de absorvedores de UV, como a avobenzona, resultando em um aumento de 30% na estabilidade do FPS.
Agente de tratamento de superfície metálica
O TRIS pode ser usado como agente complexante em formulações de soluções de galvanoplastia, e seus três grupos hidroximetil podem formar complexos estáveis ​​com Cu ² ⁺ e Ni ² ⁺. No processo de niquelagem eletrolítica, a adição de 0,1 mol/L de TRIS pode melhorar a uniformidade do revestimento em 25% e reduzir a porosidade para 0,5/cm².

Pontos de avanço tecnológico na governança ambiental

 

Regulador de PH para tratamento de esgoto
O TRIS pode ser usado para ajustar o pH de sistemas de tratamento de lodo ativado. Sob condições de pH 7,5-8,5, pode aumentar a atividade das bactérias nitrificantes em 40% e a taxa de remoção de nitrogênio amoniacal em 95%. Sua biodegradabilidade (DBO ₅/DQO=0.35) garante que não causará poluição secundária.
Adsorvente de íons de metais pesados
OBase Tris em póo material compósito preparado por modificação tem capacidade máxima de adsorção de 156 mg/g para Pb ² ⁺. Seu mecanismo de ação inclui quelação de hidroximetila e troca iônica de grupos amino. Sob condições de pH 6,0, o material tem uma taxa de remoção de mais de 90% de metais pesados ​​em águas residuais de galvanoplastia reais.
Catalisador de tratamento de gases de escape
A eficiência de degradação do formaldeído pelo fotocatalisador TiO ₂ modificado com TRIS sob luz visível é aumentada para 82%. O princípio de sua ação é ampliar a faixa de fotoresposta do TiO ₂ para 550 nm através do efeito doador de elétrons do hidroximetil.

Potenciais Aplicações da Tecnologia Agrícola

 

Composição do meio de cultura de tecidos vegetais
O TRIS pode ser usado como tampão de pH para melhoria do meio MS e, sob condições de pH 5,8, pode aumentar a taxa de indução do tecido do calo do tabaco em 35%. Sua característica de baixa força iônica (condutividade<1.2 mS/cm) is conducive to the absorption of trace elements.
Estabilizador de formulação de pesticidas
Adding 0.5% TRIS to avermectin emulsion can maintain an effective ingredient content of>95% após 14 dias de armazenamento térmico a 54 graus. Seu mecanismo de ação se dá através da formação de ligações de hidrogênio entre moléculas de hidroximetila e pesticidas, inibindo reações de degradação oxidativa.
Solução de preservação de sêmen animal
TRIS citrate glucose (TCG) preservation solution can preserve pig semen at 17 ℃ for 5 days, with a sperm vitality retention rate of>60%. Sua função de regulação da pressão osmótica (290-310 mOsm/kg) pode prevenir danos à membrana celular do esperma.

Matérias-primas inovadoras na ciência dos materiais

 

Modificador de material polimérico
O TRIS pode ser usado como extensor de cadeia na síntese de poliuretano, e seus três grupos hidroximetil podem reagir com grupos isocianato para aumentar a resistência à tração dos elastômeros de poliuretano para 35 MPa e o alongamento na ruptura para 600%.
Modelo de síntese de nanomateriais
Quando nanopartículas de SiO ₂ são sintetizadas pelo método sol-gel, o TRIS pode controlar o tamanho da partícula na faixa de 20-50 nm como um agente direcionador de estrutura. Seu mecanismo de ação é inibir a agregação de partículas através de ligações de hidrogênio entre grupos hidroximetil e silanol.
Aditivos de materiais biodegradáveis
O TRIS pode ser misturado com ácido polilático (PLA) para preparar materiais totalmente biodegradáveis. Quando a adição de TRIS é de 5%, a taxa de degradação do material no solo pode chegar a 85% após 6 meses, e seus produtos de hidrólise podem ser totalmente aproveitados pelos microrganismos.

Substâncias padrão para química analítica

 

Substância de referência para titulação ácido-base
TRIS é usado como substância de referência para titulação não{0}}aquosa devido à sua alta pureza (maior ou igual a 99,9%) e propriedades químicas estáveis. No meio ácido acético, o potencial padrão do eletrodo é 0,087 V, que pode ser usado para determinar o conteúdo de bases fortes.
Meio de análise eletroquímica
O buffer TRIS (pH 7,4) como eletrólito de suporte pode melhorar a repetibilidade da corrente de pico da voltametria cíclica para RSD<1.0%. Its low background current characteristic (<0.5 μ A) is suitable for trace metal ion detection.

Tris(hidroximetil)aminometano é um importante composto orgânico com diversas propriedades físicas e métodos de síntese. A síntese deBase Tris em póbase através da reação de tricloroacetaldeído e amônia é um método comumente usado. A seguir estão as etapas detalhadas e as equações de reação química deste método:

Etapas de síntese:

1. Adicione 100 mL de amônia a um balão de fundo redondo e mexa com um agitador de vidro.

2. Adicione lentamente tricloroacetaldeído (10 g, 0,073 mol) gota a gota na solução de amônia, controle a aceleração gota a gota para garantir que a temperatura da reação não exceda 35 graus.

3. Continue agitando a solução reacional à temperatura ambiente durante 30 minutos e depois adicione uma quantidade apropriada de solução de hidróxido de sódio (10 g, 0,35 mol) para atingir um valor de pH de 8-9.

4. Transfira a solução reacional para um evaporador rotativo, use metanol ou etanol como solvente para evaporação rotativa, remova a amônia e a água e obtenha o produto bruto da base Tris.

5. Dissolver o produto bruto em água quente e depois realizar a recristalização. Filtre e seque os cristais para obter base Tris pura.

Equação de reação química:

NH₃ (aq) + CHCl₃(aq) → NH₄Cl (aq) + CH₂O (aq)

CH₂O (aq) + H₂O (eu) → CH₂OHCHOHCHOH (aq)

CH2OHCHOHCHO (aq) + NH₄OH (aq) → NH₄Cl (aq) + H₂O (l) + Tris base (aq)

A base Tris sintetizada por este método pode ser usada para síntese adicional ou como reagente. Ressalta-se que o tricloroacetaldeído utilizado neste método é tóxico e precisa ser operado em capela, com atenção aos cuidados de segurança.

A síntese da base Tris através da reação de N-bromosuccinimida (NBS) com 2-amino-1,3-propanodiol é um método comumente usado. A seguir estão as etapas detalhadas e as equações de reação química deste método:

O NBS utilizado neste método possui alta atividade e pode ser substituído por 2-amino-1,3-propanodiol para obter o produto alvoBase Tris em pó. Deve-se notar que os parâmetros envolvidos neste método, como temperatura de reação, tempo e concentração de reagente, precisam ser ajustados e otimizados de acordo com condições experimentais específicas. Entretanto, devido à potencial produção de substâncias nocivas como brometo de sódio e dióxido de carbono a partir das reações químicas envolvidas, é necessário operar em capela e prestar atenção aos cuidados de segurança.

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