基本介紹

定義：描述水溶液的酸堿性強弱程度，也稱氫離子濃度指數、酸堿值。

定義式為pH=-lg[H⁺]  

• [H⁺]指的是溶液中氫離子的活度（稀溶液下可近似按濃度處理），單位為mol·L^-1。

• 這個概念是1909年由丹麥生物化學家Søren Peter Lauritz Sørensen提出，p代表德語Potenz，意思是力量或濃度，H代表氫離子（H⁺）。有時候pH也被寫為拉丁文形式的pondus hydrogenii。

• 常溫下（298K） pH<7，溶液呈酸性；

  pH>7，溶液呈堿性；

  pH=7，溶液呈中性。

 

測定方法

酸堿指示劑法

在待測溶液中加入pH指示劑，不同的指示劑根據不同的pH會變化顏色，如石蕊試劑、無色酚紅試劑。

pH試紙法

pH試紙有廣泛試紙和精密試紙，用玻棒蘸取待測溶液到試紙上，根據試紙的顏色變化，對照比色卡得到溶液的pH。

pH計法

pH值是水溶液中氫離子活度的方便表示方法。pH值定義為水溶液中氫離子活度(aH⁺)的負對數，即pH= -lgaH⁺，但氫離子活度卻難以由實驗準確測定。為使用方便，溶液的pH值規定為由下式測定：

式中E為含有待測溶液(pH)的原電池電動勢，V ;

Es為含有標準緩沖液（pHs)的原電池電動勢，V ;

k為與溫度（t，°C）有關的常數。

k=0.05916+0.000198（t-25）

由于待測物的電離常數、介質的介電常數和液接界電位等諸多因素均可影響pH值的準確測量，所以實驗測得的數值只是溶液的近似pH值，它不能作為溶液氫離子活度的嚴格表征。盡管如此，只要待測溶液與標準緩沖液的組成足夠接近，由上式測得的pH值與溶液的真實pH值還是頗為接近的。溶液的pH值使用pH計（酸度計）測定。水溶液的pH值通常以玻璃電極為指示電極、飽和甘汞電極或銀-氯化銀電極為參比電極進行測定。pH計測量溶液的pH，可以精確測量到小數點后2-3位。

 

細胞培養基的pH分析☆

• 動物細胞大多數需要輕微的堿性條件，適宜pH在7.2～7.4之間，偏離此范圍可能對細胞生長產生有害的影響。但各種細胞對pH的要求也不完全相同，原代培養的細胞一般對pH的改變耐受力差，無限細胞系耐受力較強。

•  細胞培養基的pH值通常需經校正的pH計來測定。

•  酚紅是細胞培養基中最常用的pH指示劑。酚紅通常對含血清的細胞培養基生產的生物制品質量并不會產生明顯影響，也可通過純化技術去除，但酚紅在無血清細胞培養基中可能帶來胞內鈉/鉀失衡，影響細胞生長。根據細胞培養基中酚紅顏色的改變，初步判斷培養基pH的改變，需要實驗員一定的經驗積累。

1. 一般情況下，培養基顏色開始變紫，標志著pH的升高，培養基開始變堿；

2. 一般情況下，培養基顏色開始變黃，標志著pH的降低，培養基開始變酸。

備注：一般情況下，可以通過酚紅的指示作用判斷培養基的pH值，但一些特殊的細胞培養基（如部分無血清培養基）中酚紅的含量與普通細胞培養基中的酚紅含量不同，不能通過肉眼觀察或通過經驗來判定pH值，建議使用pH計進行測定。

 

細胞培養基pH值改變的原因及解決辦法

pH值升高都有哪些原因？

① 隨著培養基開蓋時間的增長，pH值會不斷升高；

--- 培養基中CO2揮發，導致溶液堿性升高。

② 培養基存儲條件不合適；

③ 操作時間過長。
 

如何解決pH值升高的問題？

① 完全培養基盡量現配現用，2~8℃下保存一周內使用完；

② 培養基在2~8℃下避光保存；

③ 避免操作時間過長。操作時間快速、減少同時進行的實驗數量。

 

pH值降低都有哪些原因？

①  在細胞生長過程中，產生細胞代謝產物乳酸，乳酸蓄積，pH值通常會下降；

② 培養瓶蓋擰得過緊；

--- 細胞代謝產生的CO2無法溢出，溶解于培養基中導致酸性變強。

③ NaHCO3緩沖系統緩沖能力不夠；

④ 細菌、酵母或真菌污染等。

 

如何解決pH值降低的問題？

① 及時傳代、提高傳代比例或降低血清量；

② 適當松開瓶蓋；

③ 增加培養液中NaHCO3濃度或減少培養箱內CO2濃度（NaHCO3含量在2.0 g/L到3.7 g/L之間時，對應的CO2濃度為5~10%）；

④ 若是微生物污染造成的，需及時丟棄培養基，并對操作、培養空間進行消毒處理。

 

在什么情況下選擇HEPES緩沖體系呢？

在開放式培養條件下（非5%CO2的培養環境），細胞代謝產生的CO2迅速溢出，pH迅速升高，使用HEPES緩沖液體系，可以防止培養基pH值迅速變動。

 

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