Polvo base Tris CAS 77-86-1

polvo base tris, también conocido como 2-amino-2-hidroxi-1,3-propanodiol o Tris(hidroximetil)aminometano, es un compuesto orgánico con importantes funciones biológicas. La fórmula estructural química es HOCH ₂ (CH ₂ OH) ₂ CH ₂ NH ₂, que es una amina de alcohol ternario con un grupo hidroxilo de alcohol y dos grupos hidroxilo de alcohol primario. Su fórmula molecular es C3H8NO3, CAS 77-86-1, con un peso molecular de 121,1. Se presenta en forma de polvo cristalino blanco, inodoro y no higroscópico. Es estable en ambientes secos, pero puede absorber humedad y causar delicuescencia en ambientes húmedos. Soluble en agua y puede disociarse en iones de hidrógeno e iones tris en condiciones ácidas. Su solución acuosa es ligeramente ácida, con un valor de pH de aproximadamente 7,0. Además, también es soluble en ciertos disolventes orgánicos, como el etanol y el glicerol. Estable a temperatura ambiente, pero puede sufrir descomposición en condiciones de alta temperatura y ácidos fuertes. Es sensible a la luz y al aire y puede oxidarse cuando se expone al aire. Como compuesto orgánico importante, posee varias propiedades físicas que tienen un amplio valor de aplicación en campos como la biología, la medicina y la ciencia de materiales.

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Información adicional del compuesto químico: punto de fusión 167–172 grados ( lit. ), punto de ebullición 219 - 220 grados 10 mm Hg ( lit. ), densidad 1353 g/cm3, presión de vapor 0,0267 hPa ( 20 grados ), índice de refracción 1,4170 (estimado), punto de inflamación 219 – 220 grados / 10 mm, condiciones de almacenamiento 20-25 grado, Solubilidad H2O: 4M a 20 grados

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El tris (hidroximetil) aminometano, abreviado como TRIS, es un polvo cristalino de color blanco con la fórmula molecular C ₄ H ₁ N O3 y un peso molecular de 121,14. Su estructura molecular contiene tres grupos hidroximetilo (- CH ₂ OH) y un grupo aminometano (- NH CH ₂ -), lo que le confiere excelentes propiedades tampón y amplia aplicabilidad debido a su estructura química única. Como uno de los agentes tampón más importantes en el campo de la bioquímica, TRIS desempeña un papel crucial en diversos campos como la medicina, las ciencias biológicas y la producción industrial. A continuación se detallan sus usos en las ocho áreas principales.

La piedra angular de los experimentos bioquímicos y de biología molecular.

 

TRIS es uno de los agentes tampón más utilizados en laboratorios biológicos, con un rango de tampón eficaz de pH 7,0-9,2 y un valor de pKa de 8,1 a 25 grados. Esta característica lo convierte en la opción preferida para mantener la estabilidad del pH en sistemas experimentales:

Sistema de electroforesis de ácidos nucleicos.
Las soluciones tampón TAE (Tris Acetato EDTA) y TBE (Tris Borato EDTA) son configuraciones estándar para la electroforesis de ADN/ARN.polvo base trisque las moléculas de ácido nucleico permanecen en el estado de rotura de cadena proporcionando un ambiente estable débilmente alcalino, y forma un sistema tampón compuesto con ácido acético o ácido bórico para controlar con precisión el pH del tanque de electroforesis. Por ejemplo, en la electroforesis en gel de agarosa, la solución tampón TAE puede aumentar la movilidad del ADN en un 30% y la resolución en un 15%.

 

Herramientas de investigación de proteínas.
En la electroforesis SDS-PAGE, TRIS forma un tampón continuo con glicina y su gradiente de pH controla la separación de proteínas por enfoque isoeléctrico. En experimentos de cristalización de proteínas, TRIS se utiliza como componente del tampón de cristalización para promover la disposición ordenada de las moléculas de proteínas ajustando el valor del pH (generalmente 6,8-8,5) y la fuerza iónica. Las investigaciones han demostrado que el uso del sistema tampón TRIS puede aumentar la tasa de éxito de la cristalización de proteínas en un 40%.
Medio de investigación enzimático
El tampón TRIS proporciona un entorno de pH estable para reacciones enzimáticas, particularmente adecuado para enzimas que requieren condiciones neutras o débilmente alcalinas (como la fosfatasa alcalina, la ADN polimerasa). Su característica de baja fuerza iónica puede reducir la inhibición no-específica de la actividad enzimática. En la PCR cuantitativa de fluorescencia en tiempo real-, el sistema tampón TRIS HCl puede estabilizar la eficiencia de amplificación entre un 95% y un 105%.

Un experto polivalente en el campo de la medicina.

 

Regulador del equilibrio ácido-base
TRIS, como base amino tampón libre de sodio, se utiliza clínicamente para tratar la acidosis respiratoria aguda y la acidosis metabólica. Su mecanismo de acción es reaccionar con H ₂ CO ∝ en los fluidos corporales para generar HCO ∝⁻, corrigiendo así la acidosis. Los estudios farmacocinéticos han demostrado que TRIS puede surtir efecto 5 minutos después de la inyección intravenosa, con una vida media-de aproximadamente 2 horas, lo que lo hace adecuado para escenarios clínicos que requieren una rápida corrección ácida.
Necesidades de preparación farmacéutica
TRIS, como regulador del pH, puede mejorar la estabilidad de los fármacos en la producción de inyecciones. Por ejemplo, en formulaciones de insulina humana recombinante, agregar 0,1 mol/l de tampón TRIS puede extender la vida útil del fármaco a 24 meses a 4 grados.

 

En formulaciones oftálmicas, TRIS reduce significativamente la irritación de los medicamentos en la córnea al mantener un ambiente de pH 7,4.

Componentes principales de la solución de preservación de virus
En el tubo de muestreo de COVID-19, TRIS, sal de guanidinio y proteinasa K formaron un sistema de preservación de lisis. Su función incluye: mantener el pH de la muestra entre 7,0 y 7,5 para evitar la degradación del ácido nucleico; La quelación de Mg² ⁺/Ca ² ⁺ inhibe la actividad de la nucleasa; Formar enlaces de hidrógeno con proteínas para proteger las estructuras de los ácidos nucleicos. Los experimentos han demostrado que las soluciones de conservación que contienen TRIS pueden estabilizar el ARN viral durante 72 horas a 25 grados.

Partidarios de las técnicas de diagnóstico clínico.

 

Kit de pruebas bioquímicas
TRIS se utiliza ampliamente como matriz tampón en reactivos para analizadores bioquímicos totalmente automatizados. En las pruebas de función hepática, el sistema tampón TRIS (pH 8,0) puede ampliar el rango lineal de detección de alanina aminotransferasa (ALT) a 0-1000 U/L, con un 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 inmunológico
En el inmunoensayo de quimioluminiscencia, el tampón TRIS (pH 7,4) sirve como medio de reacción del anticuerpo antígeno, lo que puede reducir la tasa de unión no-específica.

 

Las investigaciones han demostrado que el uso del sistema TRIS puede aumentar la relación señal-a-ruido de la detección ELISA 2,3 veces y la sensibilidad de detección puede alcanzar 0,01 ng/ml.

Agente de optimización de pruebas de ácidos nucleicos.
En la PCR de fluorescencia-en tiempo real, el tampón TRIS HCl (pH 8,0) interactúa sinérgicamente con Mg ² ⁺ para optimizar la actividad de la ADN polimerasa Taq. Los experimentos han demostrado que cuando la concentración de TRIS es de 20 mmol/L, el valor de Ct se puede reducir en 1,2 ciclos y la eficiencia de amplificación se puede aumentar en un 18%.

Impulsores de la innovación de la producción industrial.

 

Mejorador del rendimiento del recubrimiento
TRIS, como regulador del pH, puede evitar que los recubrimientos se gelifiquen durante el almacenamiento. Agregar 0,5 % de TRIS a los recubrimientos epóxicos-a base de agua puede estabilizar el recubrimiento durante más de 6 meses en condiciones de pH 8,5. Su función promotora de reticulación puede mejorar la adhesión del recubrimiento, extendiendo el tiempo de resistencia a la niebla salina de la película de pintura a 1000 horas.

 

Estabilizador de fórmula cosmética
TRIS, como agente neutralizante, puede ajustar el pH de los cosméticos hasta una acidez débil (pH 5,5-7,0), lo que lo hace especialmente adecuado para pieles asiáticas. En las formulaciones de protectores solares, TRIS quela iones metálicos para evitar la fotodegradación de los absorbentes de rayos UV como la avobenzona, lo que da como resultado un aumento del 30 % en la estabilidad del SPF.
Agente de tratamiento de superficies metálicas
TRIS se puede utilizar como agente complejante en formulaciones de soluciones de galvanoplastia y sus tres grupos hidroximetilo pueden formar complejos estables con Cu ² ⁺ y Ni ² ⁺. En el proceso de niquelado no electrolítico, la adición de 0,1 mol/L de TRIS puede mejorar la uniformidad del recubrimiento en un 25% y reducir la porosidad a 0,5/cm².

Puntos de avance tecnológico en la gobernanza ambiental

 

Regulador de PH para tratamiento de aguas residuales
TRIS se puede utilizar para ajustar el pH de los sistemas de tratamiento de lodos activados. En condiciones de pH de 7,5 a 8,5, puede aumentar la actividad de las bacterias nitrificantes en un 40% y la tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal en un 95%. Su biodegradabilidad (DBO ₅/DQO=0.35) garantiza que no provocará contaminación secundaria.
Adsorbente de iones de metales pesados
Elpolvo base trisEl material compuesto preparado por modificación tiene una capacidad máxima de adsorción de 156 mg/g de Pb ² ⁺. Su mecanismo de acción incluye quelación de hidroximetilo e intercambio iónico de grupos amino. En condiciones de pH 6,0, el material tiene una tasa de eliminación de metales pesados ​​superior al 90% en aguas residuales reales de galvanoplastia.
Catalizador de tratamiento de gases de escape.
La eficiencia de degradación del formaldehído mediante el fotocatalizador de TiO ₂ modificado con TRIS bajo luz visible aumenta al 82%. El principio de su acción es ampliar el rango de fotorrespuesta del TiO ₂ a 550 nm mediante el efecto donador de electrones del hidroximetilo.

Aplicaciones potenciales de la tecnología agrícola

 

Composición del medio de cultivo de tejidos vegetales.
TRIS se puede utilizar como tampón de pH para mejorar el medio MS y, en condiciones de pH 5,8, puede aumentar la tasa de inducción del tejido calloso del tabaco en un 35%. Su característica de baja fuerza iónica (conductividad<1.2 mS/cm) is conducive to the absorption of trace elements.
Estabilizador de formulación de pesticidas
Adding 0.5% TRIS to avermectin emulsion can maintain an effective ingredient content of>95% después de 14 días de almacenamiento térmico a 54 grados. Su mecanismo de acción es mediante la formación de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de hidroximetilo y pesticidas, inhibiendo las reacciones de degradación oxidativa.
Solución de preservación de semen animal
TRIS citrate glucose (TCG) preservation solution can preserve pig semen at 17 ℃ for 5 days, with a sperm vitality retention rate of>60%. Su función de regulación de la presión osmótica (290-310 mOsm/kg) puede prevenir daños a la membrana de los espermatozoides.

Materias primas innovadoras en la ciencia de los materiales.

 

Modificador de material polimérico
TRIS se puede utilizar como extensor de cadena en la síntesis de poliuretano, y sus tres grupos hidroximetilo pueden reaccionar con grupos isocianato para aumentar la resistencia a la tracción de los elastómeros de poliuretano a 35 MPa y el alargamiento de rotura al 600%.
Plantilla de síntesis de nanomateriales
Cuando las nanopartículas de SiO₂ se sintetizan mediante el método sol-gel, TRIS puede controlar el tamaño de las partículas dentro del rango de 20 a 50 nm como agente director de estructura. Su mecanismo de acción es inhibir la agregación de partículas mediante enlaces de hidrógeno entre los grupos hidroximetilo y silanol.
Aditivos para materiales biodegradables
TRIS se puede mezclar con ácido poliláctico (PLA) para preparar materiales totalmente biodegradables. Cuando la adición de TRIS es del 5%, la tasa de degradación del material en el suelo puede alcanzar el 85% después de 6 meses, y los microorganismos pueden utilizar completamente sus productos de hidrólisis.

Sustancias estándar para química analítica.

 

Sustancia de referencia para la valoración ácido-base
TRIS se utiliza como sustancia de referencia para valoraciones no-acuosas debido a su alta pureza (mayor o igual al 99,9%) y sus propiedades químicas estables. En el medio de ácido acético, el potencial del electrodo estándar es de 0,087 V, que puede utilizarse para determinar el contenido de bases fuertes.
Medio de análisis electroquímico
El tampón TRIS (pH 7,4) como electrolito de soporte puede mejorar la repetibilidad de la corriente máxima de la voltamperometría cíclica a RSD<1.0%. Its low background current characteristic (<0.5 μ A) is suitable for trace metal ion detection.

El tris (hidroximetil) aminometano es un compuesto orgánico importante con diversas propiedades físicas y métodos de síntesis. La síntesis depolvo base trisLa base mediante la reacción de tricloroacetaldehído y amoníaco es un método comúnmente utilizado. Los siguientes son los pasos detallados y las ecuaciones de reacción química de este método:

Pasos de síntesis:

1. Agregue 100 ml de amoníaco a un matraz de fondo redondo y revuelva con un agitador de vidrio.

2. Agregue lentamente tricloroacetaldehído (10 g, 0,073 mol) gota a gota a la solución de amoníaco, controle la aceleración gota a gota para garantizar que la temperatura de reacción no exceda los 35 grados.

3. Continúe agitando la solución de reacción a temperatura ambiente durante 30 minutos, luego agregue una cantidad adecuada de solución de hidróxido de sodio (10 g, 0,35 mol) para lograr un valor de pH de 8-9.

4. Transfiera la solución de reacción a un evaporador rotatorio, use metanol o etanol como solvente para la evaporación rotatoria, elimine el amoníaco y el agua y obtenga el producto crudo de la base Tris.

5. Disolver el producto bruto en agua caliente y luego realizar la recristalización. Filtrar y secar los cristales para obtener base Tris pura.

Ecuación de reacción química:

NUEVA HAMPSHIRE₃ (ac) + CHCl₃(ac) → NH₄Cl (acuoso) + CH₂O (ac)

CH₂O (ac) + H₂O (l) → CH₂OHCHOHCHOH (aq)

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

La base Tris sintetizada mediante este método se puede utilizar para una mayor síntesis o como reactivo. Cabe señalar que el tricloroacetaldehído utilizado en este método es tóxico y debe utilizarse en una campana extractora, prestando atención a las precauciones de seguridad.

La síntesis de base Tris mediante la reacción de N-bromosuccinimida (NBS) con 2-amino-1,3-propanodiol es un método comúnmente utilizado. Los siguientes son los pasos detallados y las ecuaciones de reacción química de este método:

El NBS utilizado en este método tiene alta actividad y puede sustituirse con 2-amino-1,3-propanodiol para obtener el producto objetivo.polvo base tris. Cabe señalar que los parámetros involucrados en este método, como la temperatura de reacción, el tiempo y la concentración del reactivo, deben ajustarse y optimizarse de acuerdo con condiciones experimentales específicas. Mientras tanto, debido a la posible producción de sustancias nocivas como bromuro de sodio y dióxido de carbono a partir de las reacciones químicas involucradas, es necesario operar en una campana extractora y prestar atención a las precauciones de seguridad.

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