2-(N-吗啉基)乙磺酸（MES）详细介绍

1. 化学名称与结构

• 英文名：2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid
• 简称：MES
• 结构式：
  由吗啉环（六元杂环，含1个氧和1个氮）通过亚甲基连接磺酸基团（-SO₃H），分子式为C₆H₁₃NO₄S，分子量195.24 g/mol。

2. 理化性质

• 外观：白色结晶粉末，易吸潮。
• 溶解性：易溶于水（溶解度≥500 g/L，20℃），微溶于甲醇，难溶于有机溶剂。
• pKa值：约6.1（25℃），缓冲范围为pH 5.5-7.0。
• 稳定性：固态稳定，水溶液在常温下稳定，高温（如灭菌）可能导致分解。

3. 主要应用

（1）生物化学缓冲剂

• 适用场景：酶反应、细胞培养、蛋白质纯化、电泳等需维持弱酸性至近中性pH的实验。
• 优势：
  • 对金属离子（如Mg²⁺、Ca²⁺）螯合作用弱，适合含金属离子的体系。
  • 温度依赖性低，缓冲能力在25-37℃变化小。
  • 对生物分子（如蛋白质、DNA）干扰小，毒性低，适用于动物细胞培养。

（2）细胞培养

• 植物细胞培养：MES是植物组织培养中常用的pH稳定剂，尤其适用于对磷酸盐敏感的植物细胞。
• 动物细胞培养：替代磷酸盐缓冲液（如PBS），避免高浓度磷酸盐对某些细胞的毒性。

（3）其他用途

• 蛋白质结晶：作为沉淀剂或缓冲成分。
• 农业研究：用于植物生理学实验，调节培养基pH。
• 药物制剂：作为稳定剂或pH调节剂。

4. 与其他缓冲剂的比较

5. 合成方法

通常由吗啉与氯乙磺酸（2-chloroethanesulfonic acid）在碱性条件下反应，经中和、结晶制得：
反应式：
略
注意事项：需控制反应温度（通常0-5℃），避免副反应。

6. 储存与使用

• 储存条件：密封避光，室温干燥保存。
• 溶液配制：建议现配现用，若需长期保存可4℃冷藏（避免反复冻融）。
• 灭菌方式：高温灭菌可能导致分解，推荐过滤灭菌（0.22 μm滤膜）。

7. 注意事项

• pH调整：配制时需用NaOH或HCl精确调至目标pH。
• 浓度选择：常用浓度10-50 mM，高浓度可能抑制酶活性。
• 兼容性：避免与强氧化剂或重金属长时间接触。

8. 典型配方示例

MES缓冲液（pH 6.5）：

• 成分：50 mM MES，1 mM MgCl₂，0.5 mM CaCl₂
• 用途：植物原生质体制备或动物细胞短期培养。

总结：MES作为一种高效、低毒的缓冲剂，在生物化学和细胞实验中具有广泛应用，尤其适合需金属离子参与或高温敏感的场景。合理选择与使用可显著提升实验稳定性。