Phosphate Buffered Saline là gì? Thành phần, công dụng và ứng dụng của PBS

Phosphate buffered saline thường được viết tắt là PBS là một dung dịch đệm được sử dụng rất phổ biến trong sinh học, hóa sinh, vi sinh với nghiên cứu tế bào. PBS có thành phần cơ bản gồm các muối phosphate và sodium chloride được thiết kế duy trì pH tương đối ổn định đồng thời tạo môi trường có áp suất thẩm thấu gần với điều kiện sinh lý.

Nhờ đặc tính tương đối dịu với nhiều loại tế bào và mô, phosphate buffered saline thường được dùng để rửa tế bào, pha loãng mẫu, chuẩn bị dung dịch, làm sạch bề mặt nuôi cấy cả hỗ trợ nhiều thao tác trong phòng thí nghiệm. Vậy PBS là gì, thành phần gồm những gì và tại sao dung dịch này được sử dụng rộng rãi đến vậy?

Phosphate Buffered Saline là gì?

Phosphate buffered saline là dung dịch nước muối đệm phosphate.

Tên viết tắt

PBS

Có thể hiểu tên gọi này theo ba phần

• Phosphate hệ đệm phosphate
• Buffered có khả năng duy trì pH
• Saline chứa muối chủ yếu là sodium chloride

PBS không phải là một hợp chất hóa học duy nhất mà là một hỗn hợp dung dịch gồm nhiều muối hòa tan trong nước.

Thành phần chính thường bao gồm

• Sodium chloride – NaCl
• Sodium phosphate
• Potassium phosphate
• Trong một số công thức có potassium chloride – KCl

Tỷ lệ chính xác có thể thay đổi tùy công thức và nhà sản xuất.

PBS có tác dụng gì?

Phosphate buffered saline được sử dụng chủ yếu tạo một môi trường nước có

• pH tương đối ổn định
• Nồng độ ion phù hợp
• Áp suất thẩm thấu gần điều kiện sinh lý
• Ít gây thay đổi đột ngột lên tế bào

Nhờ đó PBS phù hợp cho nhiều thao tác với

• Tế bào
• Mô
• Protein
• Kháng thể
• Vi sinh vật
• Mẫu sinh học

Trong nhiều phòng thí nghiệm, PBS là một trong những dung dịch cơ bản được sử dụng hằng ngày.

Vì sao gọi là dung dịch đệm phosphate?

PBS sử dụng hệ phosphate để hỗ trợ duy trì pH.

Hệ đệm thường liên quan đến cân bằng giữa

H2PO4⁻

và

HPO4²⁻

Có thể biểu diễn

H2PO4⁻ ⇌ H+ + HPO4²⁻

Khi môi trường có thêm một lượng nhỏ acid hoặc base, hệ phosphate có thể hấp thu một phần sự thay đổi đó nhờ vậy hạn chế pH biến động quá mạnh.

Đây là nguyên lý cơ bản của dung dịch đệm.

pH của phosphate buffered saline là bao nhiêu?

PBS dùng trong nghiên cứu sinh học thường được điều chỉnh gần pH sinh lý.

Một giá trị thường gặp là khoảng

pH 7,2 – 7,4

Tuy nhiên, PBS không phải lúc nào cũng có đúng pH 7,4.

Tùy mục đích sử dụng mà dung dịch có thể được điều chỉnh ở pH khác.

Điều quan trọng là kiểm tra

• Nhãn sản phẩm
• Protocol thí nghiệm
• Yêu cầu của mẫu

Một số nghiên cứu nhạy cảm với pH nên cần kiểm soát rất chính xác.

Thành phần của phosphate buffered saline

Một công thức PBS điển hình có thể chứa

• Sodium chloride
• Potassium chloride
• Disodium hydrogen phosphate
• Potassium dihydrogen phosphate

Vai trò của từng nhóm chất khác nhau.

Sodium chloride

NaCl giúp tạo môi trường ion và áp suất thẩm thấu phù hợp.

Nếu chỉ dùng nước tinh khiết để rửa tế bào thì sự khác biệt thẩm thấu có thể gây ảnh hưởng đến màng tế bào.

Phosphate

Các muối phosphate tạo hệ đệm giúp duy trì pH.

Potassium chloride

KCl cung cấp potassium góp phần tạo môi trường ion gần với điều kiện sinh học hơn.

Không phải mọi công thức PBS đều có thành phần giống nhau hoàn toàn.

Phosphate buffered saline có phải nước muối sinh lý không?

Không hoàn toàn.

Nước muối sinh lý thường là

0,9% NaCl

Trong khi PBS chứa thêm hệ đệm phosphate và đôi khi có potassium chloride.

Do đó

Nước muối sinh lý = chủ yếu NaCl

PBS = NaCl + hệ phosphate + có thể thêm KCl

Hai dung dịch có thể có áp suất thẩm thấu tương tự trong một số công thức nhưng không phải là một sản phẩm giống nhau.

Không nên tự thay thế PBS bằng nước muối sinh lý trong mọi protocol.

PBS được dùng để rửa tế bào như thế nào?

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của phosphate buffered saline là rửa tế bào.

Trong nuôi cấy tế bào, PBS có thể được dùng để loại

• Môi trường nuôi cấy cũ
• Protein huyết thanh
• Hóa chất còn dư
• Chất nhuộm
• Enzyme còn lại sau một bước xử lý

PBS thường được lựa chọn vì có pH và áp suất thẩm thấu tương đối phù hợp với tế bào trong khoảng thời gian thao tác ngắn.

Tuy nhiên, PBS không phải môi trường dinh dưỡng nên không thể thay thế môi trường nuôi cấy trong thời gian dài.

PBS có nuôi được tế bào không?

Không.

Phosphate buffered saline không cung cấp đầy đủ

• Glucose
• Amino acid
• Vitamin
• Yếu tố tăng trưởng
• Protein
• Các chất dinh dưỡng cần thiết khác

Do đó, tế bào không nên được giữ trong PBS trong thời gian kéo dài trừ khi protocol yêu cầu cụ thể.

PBS chủ yếu là dung dịch

• Rửa
• Pha loãng
• Vận chuyển ngắn hạn trong một số thao tác
• Chuẩn bị mẫu

Không phải môi trường nuôi cấy hoàn chỉnh.

PBS trong immunoassay và ELISA

Phosphate buffered saline được sử dụng rộng rãi trong các kỹ thuật miễn dịch.

Ví dụ

• ELISA
• Western blot
• Immunofluorescence
• Immunohistochemistry

PBS có thể được dùng làm

• Dung dịch rửa
• Dung môi pha kháng thể
• Nền để pha buffer khác
• Dung dịch giữ mẫu trong một số bước

Trong một số protocol, PBS còn được bổ sung chất hoạt động bề mặt như Tween 20.

Dung dịch này thường được gọi là

PBS-T

hoặc

PBST

PBS-T là gì?

PBS-T là phosphate buffered saline có bổ sung một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt thường là Tween 20.

Mục đích là hỗ trợ

• Loại protein bám không đặc hiệu
• Cải thiện bước rửa
• Giảm background trong một số xét nghiệm

PBS-T thường được sử dụng trong

• Western blot
• ELISA
• Một số kỹ thuật miễn dịch

Không nên nhầm PBS và PBS-T vì sự có mặt của chất hoạt động bề mặt có thể ảnh hưởng đến tế bào hoặc protein trong một số ứng dụng.

PBS có calcium và magnesium không?

Có hai nhóm sản phẩm phổ biến

• PBS không calcium và magnesium
• PBS có calcium và magnesium

Việc lựa chọn phụ thuộc vào mục đích thí nghiệm.

PBS không có Ca²⁺ và Mg²⁺ thường được sử dụng khi cần thao tác với tế bào trước bước tách bằng trypsin vì calcium và magnesium có thể hỗ trợ liên kết giữa tế bào và bề mặt.

Trong khi đó một số protocol sinh học khác có thể cần PBS chứa các ion này.

Do đó nên đọc rõ nhãn

PBS with Ca/Mg

hoặc

PBS without Ca/Mg

PBS 1X là gì?

PBS thường được bán dưới dạng

• 1X
• 10X
• Dạng bột

PBS 1X là dung dịch ở nồng độ sử dụng thông thường.

PBS 10X là dung dịch đậm đặc gấp khoảng 10 lần cả cần được pha loãng trước khi dùng.

Ví dụ, PBS 10X thường được pha về 1X bằng nước tinh khiết phù hợp.

Việc pha cần đảm bảo

• Nồng độ cuối chính xác
• Nước đạt chất lượng phù hợp
• pH đúng yêu cầu
• Điều kiện vô trùng nếu cần

PBS có vô trùng không?

Không phải mọi PBS đều vô trùng.

PBS dùng trong các ứng dụng tế bào thường cần

• Được tiệt trùng
• Hoặc mua dạng sterile

Trong khi PBS dùng cho một số kỹ thuật hóa sinh không nhất thiết phải vô trùng.

Nếu dùng cho nuôi cấy tế bào cần kiểm tra

• Nhãn sterile
• Hạn sử dụng
• Tình trạng chai
• Nguy cơ nhiễm bẩn sau khi mở

Không nên sử dụng PBS đã bị đục hay có dấu hiệu nhiễm vi sinh.

Phosphate buffered saline có độc không?

PBS nhìn chung là dung dịch có nguy cơ hóa học thấp khi ở nồng độ sử dụng thông thường.

Tuy nhiên, PBS phòng thí nghiệm không nên được xem là sản phẩm dùng cho người.

Một chai PBS có thể

• Không đạt tiêu chuẩn dược phẩm
• Không được sản xuất để tiêm
• Không phù hợp để nhỏ mắt
• Không phù hợp để uống

Do đó PBS dùng trong nghiên cứu chỉ nên sử dụng đúng mục đích phòng thí nghiệm.

PBS có dùng để pha protein không?

Có thể.

PBS thường được dùng để hòa tan hay pha loãng một số protein vì môi trường pH tương đối ổn định.

Tuy nhiên, không phải protein nào cũng phù hợp với phosphate buffer.

Một số protein có thể

• Kết tủa
• Mất hoạt tính
• Tương tác với phosphate
• Yêu cầu pH khác

Do đó, cần chọn buffer dựa trên tính chất của protein cụ thể.

Phosphate có thể ảnh hưởng đến thí nghiệm không?

Có.

Mặc dù PBS rất phổ biến nhưng phosphate có thể gây vấn đề trong một số hệ.

Ví dụ phosphate có thể tạo kết tủa với một số ion kim loại như calcium ở nồng độ và điều kiện thích hợp.

Ngoài ra, phosphate có thể ảnh hưởng đến

• Phản ứng enzyme
• Phân tích kim loại
• Một số phương pháp sắc ký
• Một số phép đo hóa học

Do đó, PBS không phải buffer phù hợp cho tất cả thí nghiệm.

PBS và Tris buffer khác nhau thế nào?

PBS dùng hệ đệm phosphate.

Tris buffer sử dụng hợp chất

Tris(hydroxymethyl)aminomethane

Hai hệ có đặc tính khác nhau.

PBS thường được ưu tiên trong

• Nuôi cấy tế bào
• Immunoassay
• Rửa mẫu

Tris thường xuất hiện nhiều trong

• Sinh học phân tử
• Điện di
• Protein chemistry

Một điểm đáng chú ý là pH của Tris nhạy hơn với nhiệt độ so với phosphate buffer.

Do đó, lựa chọn buffer phụ thuộc vào ứng dụng.

PBS và HEPES khác nhau thế nào?

HEPES là một hệ đệm hữu cơ thường được sử dụng duy trì pH trong môi trường sinh học.

So với PBS

• PBS sử dụng phosphate
• HEPES sử dụng hệ đệm zwitterionic

HEPES thường hữu ích khi cần duy trì pH ổn định trong môi trường ngoài hệ CO2.

Tuy nhiên chi phí thường cao hơn PBS.

Không nên thay thế hai loại buffer nếu protocol yêu cầu cụ thể.

Phosphate buffered saline có dùng trong vi sinh không?

Có.

Trong vi sinh học, PBS có thể được sử dụng để

• Pha loãng mẫu
• Rửa tế bào vi khuẩn
• Chuẩn bị huyền phù
• Rửa bề mặt
• Làm dung môi trong một số thử nghiệm

PBS không phải môi trường nuôi dưỡng nên thường không làm tăng mạnh số lượng vi sinh trong thời gian thao tác ngắn.

Tuy nhiên, thời gian và điều kiện bảo quản mẫu vẫn có thể ảnh hưởng đến kết quả.

PBS có dùng để bảo quản mẫu không?

Có thể trong thời gian ngắn đối với một số loại mẫu nhưng không phải lúc nào cũng phù hợp.

PBS không chứa chất bảo quản hoặc dinh dưỡng đặc biệt trừ khi được bổ sung thêm.

Vì vậy việc dùng PBS để lưu mẫu lâu dài có thể dẫn đến

• Phân hủy protein
• Thay đổi tế bào
• Vi sinh vật phát triển nếu không vô trùng
• Mất hoạt tính sinh học

Nếu cần lưu mẫu lâu dài nên sử dụng buffer và điều kiện bảo quản chuyên biệt.

Cách bảo quản phosphate buffered saline

PBS nên được bảo quản theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Một số lưu ý phổ biến

• Đóng kín chai sau khi sử dụng
• Tránh nhiễm bẩn
• Không dùng pipette đã nhiễm mẫu đưa trực tiếp vào chai gốc
• Kiểm tra độ trong của dung dịch
• Bảo quản đúng nhiệt độ quy định
• Không dùng nếu xuất hiện kết tủa bất thường hoặc nhiễm vi sinh

Với PBS vô trùng, thao tác vô trùng có vai trò quan trọng nhằm duy trì chất lượng sau khi mở chai.

Phosphate buffered saline có thể tự pha không?

PBS có thể được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm từ các muối thích hợp nếu có protocol chuẩn và thiết bị phù hợp.

Tuy nhiên các ứng dụng nhạy cảm cần kiểm soát

• Nồng độ ion
• pH
• Độ tinh khiết của nước
• Độ thẩm thấu
• Vô trùng

Do đó, nhiều phòng thí nghiệm lựa chọn PBS thương mại để tăng tính nhất quán giữa các thí nghiệm.

Ứng dụng phổ biến của phosphate buffered saline

PBS xuất hiện trong rất nhiều quy trình nghiên cứu tiêu biểu như

• Rửa tế bào nuôi cấy
• Pha loãng mẫu
• Rửa mô
• Chuẩn bị huyền phù tế bào
• ELISA
• Western blot
• Immunofluorescence
• Immunohistochemistry
• Vi sinh học
• Hóa sinh
• Sinh học phân tử

Sự phổ biến của PBS đến từ việc dung dịch có công thức tương đối đơn giản dễ sử dụng phù hợp với nhiều loại mẫu sinh học.

Phosphate buffered saline viết tắt là PBS là dung dịch nước muối đệm phosphate được sử dụng rộng rãi trong sinh học, hóa sinh, vi sinh cả nghiên cứu tế bào. PBS thường chứa sodium chloride kết hợp với các muối phosphate và có thể có thêm potassium chloride tùy công thức.

Vai trò chính của PBS là duy trì pH tương đối ổn định với tạo môi trường ion có áp suất thẩm thấu phù hợp với nhiều loại mẫu sinh học. Nhờ đó dung dịch thường được sử dụng để rửa tế bào, pha loãng mẫu, chuẩn bị huyền phù và làm dung dịch nền trong các kỹ thuật miễn dịch.