HEPES Buffer（全名：4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid）是一種廣泛應用的兩性離子（Zwitterionic）生物緩衝劑，效能不易受溫度與鹽類濃度影響，在 pH 6.8–8.2 範圍內具有極強的緩衝能力。除了用於一般哺乳類細胞培養與酵素反應外，在生物醫學研究中還有許多重要作用：

細胞與生理學研究

• 無 CO₂ 培養環境（Open-system Cultivation）：碳酸鹽緩衝系統（NaHCO₃）需高度依賴 5% CO₂ 培養箱以維持 pH 值，而 HEPES 能在開放大氣環境（如顯微鏡活細胞觀察、細胞離心或室溫操作）下穩定維持生理 pH 值（7.2–7.4），防止細胞因 pH 上升而受損。

• 電位生理學與微注射（Electrophysiology & Microinjection）：在單細胞記錄（Patch-clamp）及胚胎/細胞微注射過程中，HEPES 作為細胞外灌流液（Extracellular Solution）的核心緩衝成分，能提供極穩定的酸鹼度且不干擾膜電位。

高級細胞培養與生殖醫學

• 胚胎培養與人工受精（IVF）：幹細胞、初代細胞（Primary cells）及配子/胚胎對 pH 波動極度敏感，HEPES 常用於胚胎清洗液與撿卵/操作緩衝液中，確保體外操作期間的存活率。

• 低干擾蛋白質/酵素活性測試：與磷酸鹽緩衝液（PBS）不同，HEPES 不會與金屬離子（如 Ca²⁺}、Mg²⁺）發生沉澱反應，極適合用於依賴金屬離子的酵素化學與功能性測定實驗。

生物化學與材料應用

• 金屬奈米粒子合成（Reduction & Capping）：HEPES 分子具備弱還原性，在生物材料學中常被用作綠色還原劑與配體，用於合成金奈米粒子（Gold Nanoparticles, AuNPs）及表面修飾。