基本介绍

定义：描述水溶液的酸碱性强弱程度，也称氢离子浓度指数、酸碱值。

定义式为pH=-lg[H⁺]  

• [H⁺]指的是溶液中氢离子的活度（稀溶液下可近似按浓度处理），单位为mol·L^-1。

• 这个概念是1909年由丹麦生物化学家Søren Peter Lauritz Sørensen提出，p代表德语Potenz，意思是力量或浓度，H代表氢离子（H⁺）。有时候pH也被写为拉丁文形式的pondus hydrogenii。

• 常温下（298K） pH<7，溶液呈酸性；
  

  pH>7，溶液呈碱性；

  pH=7，溶液呈中性。

测定方法

酸碱指示剂法:

在待测溶液中加入pH指示剂，不同的指示剂根据不同的pH会变化颜色，如石蕊试剂、无色酚红试剂。

pH试纸法:

pH试纸有广泛试纸和精密试纸，用玻棒蘸取待测溶液到试纸上，根据试纸的颜色变化，对照比色卡得到溶液的pH。

pH计法:

pH值是水溶液中氢离子活度的方便表示方法。pH值定义为水溶液中氢离子活度(aH⁺)的负对数，即pH= -lgaH⁺，但氢离子活度却难以由实验准确测定。为使用方便，溶液的pH值规定为由下式测定：

式中E为含有待测溶液(pH)的原电池电动势，V ;

Es为含有标准缓冲液（pHs)的原电池电动势，V ;

k为与温度（t，°C）有关的常数。

k=0.05916+0.000198（t-25）

由于待测物的电离常数、介质的介电常数和液接界电位等诸多因素均可影响pH值的准确测量，所以实验测得的数值只是溶液的近似pH值，它不能作为溶液氢离子活度的严格表征。尽管如此，只要待测溶液与标准缓冲液的组成足够接近，由上式测得的pH值与溶液的真实pH值还是颇为接近的。溶液的pH值使用pH计（酸度计）测定。水溶液的pH值通常以玻璃电极为指示电极、饱和甘汞电极或银-氯化银电极为参比电极进行测定。pH计测量溶液的pH，可以精确测量到小数点后2-3位。

细胞培养基的pH分析

☆

动物细胞大多数需要轻微的碱性条件，适宜pH在7.2～7.4之间，偏离此范围可能对细胞生长产生有害的影响。但各种细胞对pH的要求也不完全相同，原代培养的细胞一般对pH的改变耐受力差，无限细胞系耐受力较强。

 细胞培养基的pH值通常需经校正的pH计来测定。

 酚红是细胞培养基中最常用的pH指示剂。酚红通常对含血清的细胞培养基生产的生物制品质量并不会产生明显影响，也可通过纯化技术去除，但酚红在无血清细胞培养基中可能带来胞内钠/钾失衡，影响细胞生长。根据细胞培养基中酚红颜色的改变，初步判断培养基pH的改变，需要实验员一定的经验积累。

• 一般情况下，培养基颜色开始变紫，标志着pH的升高，培养基开始变碱；

• 一般情况下，培养基颜色开始变黄，标志着pH的降低，培养基开始变酸。

备注：一般情况下，可以通过酚红的指示作用判断培养基的pH值，但一些特殊的细胞培养基（如部分无血清培养基）中酚红的含量与普通细胞培养基中的酚红含量不同，不能通过肉眼观察或通过经验来判定pH值，建议使用pH计进行测定。

细胞培养基pH值改变的原因及解决办法

问pH值升高都有哪些原因？

① 随着培养基开盖时间的增长，pH值会不断升高；

--- 培养基中CO2挥发，导致溶液碱性升高。

② 培养基存储条件不合适；

③ 操作时间过长。

答如何解决pH值升高的问题？

① 完全培养基尽量现配现用，2~8℃下保存一周内使用完；

② 培养基在2~8℃下避光保存；

③ 避免操作时间过长。操作时间快速、减少同时进行的实验数量。

问pH值降低都有哪些原因？

①  在细胞生长过程中，产生细胞代谢产物乳酸，乳酸蓄积，pH值通常会下降；

② 培养瓶盖拧得过紧；

--- 细胞代谢产生的CO2无法溢出，溶解于培养基中导致酸性变强。

③ NaHCO3缓冲系统缓冲能力不够；

④ 细菌、酵母或真菌污染等。

答如何解决pH值降低的问题？

① 及时传代、提高传代比例或降低血清量；

② 适当松开瓶盖；

③ 增加培养液中NaHCO3浓度或减少培养箱内CO2浓度（NaHCO3含量在2.0 g/L到3.7 g/L之间时，对应的CO2浓度为5~10%）；

④ 若是微生物污染造成的，需及时丢弃培养基，并对操作、培养空间进行消毒处理。

问在什么情况下选择HEPES缓冲体系呢？

在开放式培养条件下（非5%CO2的培养环境），细胞代谢产生的CO2迅速溢出，pH迅速升高，使用HEPES缓冲液体系，可以防止培养基pH值迅速变动。

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