酶的pH影響實驗中緩沖液配制的改善與優化組合

黃 敏 顏冰楠 桂新春

（廣東省連州衛生學校 廣東 連州 513400）

酶的pH影響實驗中緩沖液配制的改善與優化組合

黃 敏 顏冰楠 桂新春

（廣東省連州衛生學校 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；按照分析化學和生物化學實驗中經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實踐指導方法進行酶活性的影響實驗；結果發現緩沖液的pH值隨環境和人為因素等改變其值有較大變化，做出來的實驗現象也會發生改變，實驗結果難以控制；提出了通過改善pH緩沖液的配制方法，使不同pH緩沖液的優化組合，降低環境和人為因素對實驗結果影響的結論，以使學生的實驗結果與教材相一致增加學生的學習信心。

酶；pH緩沖液；配制；改善；優化

生物化學實驗是生物化學教學的重要的組成部分，通過實驗不僅能使學生掌握基本的生物化學實驗操作技能，加深對生物化學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，又可減少課程內容的抽象性、復雜性和枯燥性，使學生樂于學習。在pH對酶促作用影響的實驗中，主要驗證反應體系中不同pH值對酶活性的影響以證明pH6.8是淀粉酶的最適pH值。若在實驗結果中出現與書本理論知識不同的實驗現象，目前，對中等衛生職業學校的學生來說，就會影響他們學習操作技能的信心，教師對實驗結果也難以作出合理的解釋，實驗目的也難以達到。其中，對實驗影響最關鍵的因素是反應體系的pH值，而實驗教材中所標示的不同pH緩沖液的配制方法，筆者認為值得商榷。在教學中，通過改變不同的pH緩沖液而進行優化組合，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型數顯酸度計，上海雷磁儀器廠），復合電極（E-201-C型，上海精密科學儀器公司）。

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 《生物化學實踐指導》；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，儀器預熱30分鐘。儀器使用前，先要標定（定位），其方法如下：把選擇開關旋鈕調到pH檔；調節溫度補償旋鈕，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值的標準緩沖溶液中；調節定位旋鈕，使顯示讀數與該標準緩沖溶液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，定位調節旋鈕不再變動；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進行。

結果

從表1數據可知，按生物化學實踐指導配制的緩沖溶液pH值與書本所標示的不一樣，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，學生在實驗中做出pH6.8試管的顏色與pH8.0試管的結果差別較少，難以明確判斷pH6.8為最適pH值。

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

討論

對按《生物化學實踐指導》中的方法所配制的不同pH緩沖液經pH計測定，發現溶液pH值與書本標記的pH值不符，說明按教材簡單和機械地配制有一定誤差，其配制方法是傳統經典方法，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，應進行改善。主要有兩種因素，一是各種試劑質量，不同廠家生產的試劑雖然都是分析純，但質量有差別，不能保證每一個廠家生產的同一種試劑質量一樣；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值穩定在某一數值。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值與書本所標記的pH值相同，做出來的實驗結果才有保證。

表1 不同pH緩沖液經pH計測定結果（n=6）表

圖1 pH值對酶促作用影響的實驗結果圖（按《生物化學實踐指導》）

圖2 pH值對酶促作用影響的實驗結果圖（不同pH值緩沖液優化組合）

按《生物化學實踐指導》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果，但要考慮目前進入中等衛生職業學校學習的不同專業的學生的綜合素質相對較低，主動學習的意愿較差，特別對前期的專業基礎課程缺乏興趣，如《醫用化學基礎》等，這樣造成學生的專業基礎知識較薄弱，妨礙后續課程的學習。而許多衛生職業學校在 “夠用，實用”原則的指導下，或出于師資的考慮，提前開設專業課，排斥《醫用化學基礎》等專業基礎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，有些學校甚至不開設，使得學生掌握的操作技能非常有限，自然就會影響學生在生物化學實驗中的操作技能培養，更談不上操作技能規范化素質的養成。例如，許多學生連膠頭滴管滴加液體的操作都不熟練，在生物化學實踐課有限的時間內，看教師演示也不可能一下學會并做好，這樣就會影響學生在實驗中的取液量，造成反應體系中溶液的pH值有較大變化，實驗結果也難以控制。

通過幾年的教學實踐，筆者發現學生按生物化學實踐指導中所要求的不同pH緩沖液組合做出來的結果不能令人滿意，難以達到教學的目的。在實踐中，重新選出不同pH緩沖液進行優化組合，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，但對實驗結果的影響也不大，同樣能做出滿意的實驗結果。這樣容易樹立學生自信心，對實驗結果教師也容易解釋和說明，也易達到實驗目的。

[1]桂新春，顏冰楠.成人醫學教育生物化學的教學思考與對策[J].衛生職業教育，2009，27（24）”35-36.

[2]趙冶善.關于“影響酶活性因素”實驗的改進[J].衛生職業教育，2003，21（2）”62.

[3]車龍浩.生物化學年[M].北京”人民衛生出版社，2007.

[4]鄒學賢.分析化學[M].北京”人民衛生出版社，2000.

[5]桂新春，顏冰楠，黃敏.衛生理化檢驗技術教學改革初探[J].衛生職業教育，2008，26（20）”86-87.

G712

A

1672-5727（2012）08-0136-02

黃敏（1959—），廣東連州人，廣東省連州衛生學校實驗員，研究方向為醫學生化檢驗。

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

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