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摘 要：本实验通过纯水配制的不同浓度的铜离子溶液滴定Tris缓冲液、Tris缓冲液反滴定纯水配制的铜离子溶液和纯水、Tris缓冲液配制的铜离子溶液滴定Tris缓冲液三个方面的实验说明了铜离子和 Tris缓冲液相互作用产生了放热反应，且平衡结合比约是1：50，低浓度铜离子溶液反应不明显，所以在应用ITC进行金属离子的实验中，避免使用Tris缓冲液来接触铜离子，以其他缓冲液代替常用的Tris缓冲液。如果不可避免要使用Tris缓冲液，就要控制铜离子在低浓度，由本实验结果得知，最好不要超过0.8mM，以此来减少实验误差。
关键词：热力学 ；络合反应；等温滴定量热 ；应用进展
1等温滴定微量热ITC
ITC，即等温滴定微量热，近年来该方法在研究络合物的形成或离解的生物物理方法等方面发挥了非常巨大的作用。它以其非特异性的独特优势，由灵敏度和自动化都非常高的微量量热仪，准确、连续地监测和记录一个化学变化过程的量热曲线，应用非常广泛，可以在线、原位和无损伤地同时提供动力学和信息热力学信息[1]。该方法不需要荧光标记，速度很快[2]。
ITC在像药物核酸相互作用、酶促反应、蛋白质去折叠/折叠、抗原抗体相互作用等很多方面都有应用到。
很多ITC应用领域都是会用到常用的Tris缓冲液，而我们在研究金属离子和蛋白质实验中发现，很多金属离子在ITC实验中进行滴定时没有什么明显反应，但是铜离子在进行ITC实验滴定时却反应很是强烈。那么究竟是铜离子和实验反应物有特殊放热反应呢？还是铜离子和ITC实验中常用的Tris缓冲液有什么作用呢？为此我们展开了相关研究。
Tris有一个氨基，Cu2+和氨基结合通常有放热反应。
2.实验过程
实验材料：Tris缓冲液（1mM Tris缓冲液，10mM Tris缓冲液）；金属离子溶液，不同浓度的CuCl2（0.01mM CuCl2，1mM CuCl2，由Tris缓冲液配制）；0.01mM CuCl2纯水溶液。
Tris缓冲液和金属离子溶液的配置
0.01 M Tris pH 7.4：称取10ml 0.1mol/L Tris碱溶液加入到盛有1L蒸馏水的烧杯中，加42ml 0.1mol/ml HCl调整PH至7.4（注意充分搅拌均匀，边操作，边测量溶液的PH值。），加水将体积调至1L。（Tris溶于水。所以用水溶解Tris。通常用Tris配制成0.1mol/L的溶液。然后根据需要量取一定体积的这种溶液，向其中加入0.1mol/L浓度的盐酸，充分搅拌，随时测其PH值，达到需要值即可。）
0.01mM CuCl2纯水溶液的配制：称取1.35mg氯化铜粉末，溶解在1L纯水中配制出0.01mM 的CuCl2纯水溶液。
2.1.3 实验仪器
等温滴定微量热仪
等温全定量热ITC是测量任何两个相互作用分子的亲和力和热力学的有力分析工具。ITC被认为是测试和谐力量的“黄金标准”。
1.用纯水配置1mMCuCl2溶液滴定1mM Tris缓冲液的ITC实验；
（1）.明显看出刚开始放热反应很明显，达到某一个点后明显趋于缓和，可以看出這里有一个宏观动态平衡结合比，n=0.0203时大约是1个铜离子结合50分子Tris时，达到吸附比平衡。
2.用10mM Tris缓冲液反滴定0.01mM CuCl2纯水溶液和纯水的ITC实验；
（1）Tris缓冲液反滴定纯水时也有微弱的放热反应，但是变化很小很小，几乎可以忽略不计。不是由于纯水或者其他什么，确实是铜离子和Tris缓冲液相互作用产生了放热反应。
3.用Tris缓冲液配置不同浓度的CuCl2溶液滴定Tris缓冲液的ITC实验；
（1）铜离子浓度在0.2、0.4、0.6mM的时候，基本没有热量变化，0.8mM放热反应也不明显，但1mM的时候，有明显的放热反应，这说明在0.8和1mM之间存在着一个反应跃变，推测临界点后铜离子过剩，过剩的铜离子和Tris缓冲液作用，产生了放热反应。
本实验在数据分析中解释阐明了关于金属离子铜离子和Tris缓冲液有结合热，其相互作用对ITC实验有明显放热的影响，然后提出了避免这些问题的方法，那就是在应用ITC进行金属离子的实验中，避免使用Tris缓冲液来接触铜离子，以其他缓冲液（如MES、HEPES、MOPS）代替常用的Tris缓冲液。如果不可避免要使用Tris缓冲液，就要控制铜离子在低浓度，由本实验结果得知，最好不要超过0.8mM，以此来减少实验误差。
参考文献：
[1] 杨瑞雪，刘海洋，刘胜利，于婷乔，陈玉珍，卢存福.基于等温滴定微量热技术的玉米脱落酸受体检测体系[J].植物学报，2016，51（06）：790-800.
[2]余丹丹，邬瑞光.等温滴定量热技术在药物研究中的应用[J].中草药，2018，49（22）：5463-5467.
[3]王欢，王姣，李宗孝，赵微微，蒲小华，程花蕾.ITC研究达卡巴嗪与DNA反应动力学[J].发光学报，2016，37（12）：1560-1565.
[4]李桐，张昊，田学浩，王辉，任广喜，荆文光，徐冰，褚福浩，王鹏龙，雷海民.基于等温滴定量热技术探究黄芩质量表征新方法[J].中国中药杂志，2017，42（20）：3969-3973.
[5]刘叶，赵微微，李宗孝，程花蕾，何欢.紫外光谱与ITC法研究乌头碱与粘虫DNA相互作用[J].光谱学与光谱分析，2018，38（03）：851-856.
关键词：热力学 ；络合反应；等温滴定量热 ；应用进展
1等温滴定微量热ITC
ITC，即等温滴定微量热，近年来该方法在研究络合物的形成或离解的生物物理方法等方面发挥了非常巨大的作用。它以其非特异性的独特优势，由灵敏度和自动化都非常高的微量量热仪，准确、连续地监测和记录一个化学变化过程的量热曲线，应用非常广泛，可以在线、原位和无损伤地同时提供动力学和信息热力学信息[1]。该方法不需要荧光标记，速度很快[2]。
ITC在像药物核酸相互作用、酶促反应、蛋白质去折叠/折叠、抗原抗体相互作用等很多方面都有应用到。
很多ITC应用领域都是会用到常用的Tris缓冲液，而我们在研究金属离子和蛋白质实验中发现，很多金属离子在ITC实验中进行滴定时没有什么明显反应，但是铜离子在进行ITC实验滴定时却反应很是强烈。那么究竟是铜离子和实验反应物有特殊放热反应呢？还是铜离子和ITC实验中常用的Tris缓冲液有什么作用呢？为此我们展开了相关研究。
Tris有一个氨基，Cu2+和氨基结合通常有放热反应。
2.实验过程
实验材料：Tris缓冲液（1mM Tris缓冲液，10mM Tris缓冲液）；金属离子溶液，不同浓度的CuCl2（0.01mM CuCl2，1mM CuCl2，由Tris缓冲液配制）；0.01mM CuCl2纯水溶液。
Tris缓冲液和金属离子溶液的配置
0.01 M Tris pH 7.4：称取10ml 0.1mol/L Tris碱溶液加入到盛有1L蒸馏水的烧杯中，加42ml 0.1mol/ml HCl调整PH至7.4（注意充分搅拌均匀，边操作，边测量溶液的PH值。），加水将体积调至1L。（Tris溶于水。所以用水溶解Tris。通常用Tris配制成0.1mol/L的溶液。然后根据需要量取一定体积的这种溶液，向其中加入0.1mol/L浓度的盐酸，充分搅拌，随时测其PH值，达到需要值即可。）
0.01mM CuCl2纯水溶液的配制：称取1.35mg氯化铜粉末，溶解在1L纯水中配制出0.01mM 的CuCl2纯水溶液。
2.1.3 实验仪器
等温滴定微量热仪
等温全定量热ITC是测量任何两个相互作用分子的亲和力和热力学的有力分析工具。ITC被认为是测试和谐力量的“黄金标准”。
1.用纯水配置1mMCuCl2溶液滴定1mM Tris缓冲液的ITC实验；
（1）.明显看出刚开始放热反应很明显，达到某一个点后明显趋于缓和，可以看出這里有一个宏观动态平衡结合比，n=0.0203时大约是1个铜离子结合50分子Tris时，达到吸附比平衡。
2.用10mM Tris缓冲液反滴定0.01mM CuCl2纯水溶液和纯水的ITC实验；
（1）Tris缓冲液反滴定纯水时也有微弱的放热反应，但是变化很小很小，几乎可以忽略不计。不是由于纯水或者其他什么，确实是铜离子和Tris缓冲液相互作用产生了放热反应。
3.用Tris缓冲液配置不同浓度的CuCl2溶液滴定Tris缓冲液的ITC实验；
（1）铜离子浓度在0.2、0.4、0.6mM的时候，基本没有热量变化，0.8mM放热反应也不明显，但1mM的时候，有明显的放热反应，这说明在0.8和1mM之间存在着一个反应跃变，推测临界点后铜离子过剩，过剩的铜离子和Tris缓冲液作用，产生了放热反应。
本实验在数据分析中解释阐明了关于金属离子铜离子和Tris缓冲液有结合热，其相互作用对ITC实验有明显放热的影响，然后提出了避免这些问题的方法，那就是在应用ITC进行金属离子的实验中，避免使用Tris缓冲液来接触铜离子，以其他缓冲液（如MES、HEPES、MOPS）代替常用的Tris缓冲液。如果不可避免要使用Tris缓冲液，就要控制铜离子在低浓度，由本实验结果得知，最好不要超过0.8mM，以此来减少实验误差。
参考文献：
[1] 杨瑞雪，刘海洋，刘胜利，于婷乔，陈玉珍，卢存福.基于等温滴定微量热技术的玉米脱落酸受体检测体系[J].植物学报，2016，51（06）：790-800.
[2]余丹丹，邬瑞光.等温滴定量热技术在药物研究中的应用[J].中草药，2018，49（22）：5463-5467.
[3]王欢，王姣，李宗孝，赵微微，蒲小华，程花蕾.ITC研究达卡巴嗪与DNA反应动力学[J].发光学报，2016，37（12）：1560-1565.
[4]李桐，张昊，田学浩，王辉，任广喜，荆文光，徐冰，褚福浩，王鹏龙，雷海民.基于等温滴定量热技术探究黄芩质量表征新方法[J].中国中药杂志，2017，42（20）：3969-3973.
[5]刘叶，赵微微，李宗孝，程花蕾，何欢.紫外光谱与ITC法研究乌头碱与粘虫DNA相互作用[J].光谱学与光谱分析，2018，38（03）：851-856.