新型两性离子缓冲剂HEPES的应用

发布人：艾伟拓（上海）医药科技有限公司

发布日期:2026/3/17 9:58:02

4-羟乙基哌嗪乙磺酸（简称HEPES，分子式C8H18N2O4S）是一种结构独特的双性离子化合物。其分子中同时含有酸性的磺酸基（－SO3H）和两个碱性的叔胺氮原子，因此表现出典型的两性特征，可用于配制两性离子缓冲液。通常情况下，将一定量HEPES溶解于蒸馏水后，通过加入氢氧化钠调节至所需pH值，即可获得适用的缓冲体系，其有效pH范围一般为6.8至8.2。

HEPES缓冲液的pH值受浓度和温度变化的影响较小，能在较长时间内维持稳定。从缓冲机理上看，磺酸基团由于酸性较强，易于解离出H⁺；两个叔胺氮则各带孤对电子，呈碱性，能接受H⁺形成季铵盐。在水溶液中，磺酸基与叔胺形成缓冲对，并可发生分子内H⁺转移生成内盐（即两性离子）。这些不同类型的离子和分子形式之间依靠H⁺或OH⁻的转移维持动态平衡，从而有效抵抗外界酸碱变化，稳定溶液的pH值，这构成了HEPES缓冲作用的基础。

HEPES缓冲液具有细胞毒性低、不易穿透生物膜、不干扰细胞内部代谢过程等优点，因此在生物医学研究中应用广泛，适用于开放性细胞培养、长时间细胞动态观察、RNA/DNA提取试剂盒等场景。此外，有研究显示，HEPES缓冲液有利于金纳米粒子表面多肽的偶联反应；在镁金属生物降解研究中，HEPES还能促进镁的降解并抑制不溶性镁盐层的生成。

除了在伊立替康脂质体中的应用外，HEPES也作为关键成分用于多种生物制剂。例如，陈薇院士团队与康希诺公司合作研发的腺病毒载体新冠疫苗“克威莎®”中就使用了HEPES。在核酸药物开发方面，也有研究者采用HEPES缓冲液配制RNA溶液，用于制备RNA脂质纳米颗粒。