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Divalent metal ion buffers with low pH-sensitivity

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Zusammenfassung

Es werden Puffersysteme für divalente Metallionen beschrieben, die im Bereich von etwa pH 6–10 gegenüber den herkömmlichen Metallpuffern eine bemerkenswert niedrige pH-Abhängigkeit der Metallionenkonzentration und der Pufferkapazität zeigen.

Die Puffersysteme bestehen aus einem starken Komplexbildner (vorzugsweise einer Polyaminocarbonsäure) und zwei verschiedenen, divalenten Metallionen, die bezüglich der Bindung durch den Komplexbildner in Konkurrenz stehen. Dasjenige Metallion, dessen Konzentration gepuffert werden soll, wird als Primärion bezeichnet. Das zweite Ion, das Sekundärion genannt wird, soll vom Komplexbildner mindestens um den Faktor 10–100 schwacher gebunden werden.

Die Gesamtkonzentration des Primärions ist geringer als diejenige des Komplexbildners, während die Summe der Gesamtkonzentrationen der beiden divalenten Metallionen höher ist als diejenige des Komplexbildners.

Die Konzentration des freien Primärions kann in den beschriebenen Puffersystemen auf drei verschiedene Arten variiert werden: 1. durch Änderung der Gesamtkonzentration des Primärions, 2. durch Änderung der Gesamtkonzentration des Sekundärions, und 3. durch die Wahl eines passenden Komplexbildners mit entsprechenden Metallionen- und Protonendissoziationskonstanten.

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Abbreviations

t-CDTA:

trans-Cyclohexane-1,2-diamine-tetraacetate

t-CPDA:

trans-1,2-Cyclopentylenedi-[iminodi(acetate)]

EDTA:

Ethylenediamine-N,N,N′, N′-tetraacetate

EGTA:

2,2′-Ethylenedioxybis[ethyliminodi(acetate)]

HEDTA:

N′-(2-Hydroxyethyl)-ethylenediamine-N, N, N′-triacetate.

OBDA:

2,2′-Oxybis[ethyliminodi(acetate)]

o-PDTA:

o-Phenylenediamine-N,N,N′, N′-tetraacetate

Me2+ :

divalent metal ion

Me 2+1 :

‘primary’ metal ion

Me 2+2 :

‘secondary’ metal ion

[Me2+]:

concentration of the free metal ion (not bound by a chelator)

L:

chelator

n :

number of dissociable protons of L

K:

dissociation constant

KMeL(n−2)−:

dissociation constant of the complex MeL(n−2)−

K1, K2, Kn :

proton dissociation constants (definitions see text)

KMeHL(n−3)− MeHL(n−3)−:

proton dissociation constant of the complex

t :

total index

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Biochemie der Universität Mainz, J.-J.-Becher-Weg 28, D-6500, Mainz, Germany

    H. U. Wolf

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  1. H. U. Wolf
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Acknowledgments. The author wishes to thank MissU. Stechert for the design of the graphs. This work was supported by a grant of the Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Wolf, H.U. Divalent metal ion buffers with low pH-sensitivity. Experientia 29, 241–249 (1973). https://doi.org/10.1007/BF01945502

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