Методы изучения состава биополимеров. Электрофорез и электроосмос. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского. Применение электрофоретических методов в медицине.
Методы получения коллоидных растворов
Дисперсионные методы основаны на раздроблении твёрдых тел до частиц коллоидного размера и образовании таким образом коллоидных растворов. Процесс диспергирования осуществляется различными методами:механическим размельчением вещества в т. н. коллоидных мельницах, дроблением вещества при помощи ультразвука.
Методы конденсации
Вещество находится в молекулярно-дисперсном состоянии, можно перевести в коллоидное состояние при замене одного растворителя другим- методом замены растворителя
В качестве примера можно привести получение золя канифоли, которая не растворяется в воде, но хорошо растворима в этаноле. При постепенном добавлении спиртового раствора канифоли к воде происходит резкое понижение растворимости канифоли, в результате чего образуется коллоидный раствор канифоли в воде(также можно получить гидрозоль серы).
Механизм возникновения заряда в коллоидных частицах. Строение двойного электронного слоя. Мицелла, гранула, ядро.
Электр. заряды на коллоидных частицах возникают в результате преимущественной адсорбции одного из ионов электронов из раствора или диссоциации собственных ионогенных групп. Независимо от механизмов возникновения зарядов на коллоидных частицах, при достаточной плотности расположения зарядов образуется двойной электр. слой, состоящий из зарядов на поверхности и из компенсирующих ионов в растворе; при этом по теории Штерна, компенсирующие ионы частично входят в прилагающий к поверхности адсорбционный слой, а частично в диффузную часть двойного слоя.
Агрегат вместе с ПОИ составляет ядро. Ядро вместе с противоионами адсорбционного слоя составляет коллоидную частицу или гранулу. Гранула с противоионами адсорбционного слоя называется мицеллой.
4.Частицы в коллоидных системах, так же как молекулы в истинных растворах,находятся в непрерывном хаотическом движении. для коллоидных частиц это движение получило название Броуновское движение .
Коллоидные частицы перемещаются под воздействием ударов ,наносимых молекулами.
Следствием движения частиц является самопроизвольный процесс выравнивания их концентрацией по объему .Этот процесс наз. Диффузией
Диффузия является макроскопическим проявлением теплового движения молекул.
Самопроизвольный переход растворителя в раствор ,отделенный от него полупроницаемой перегородкой наз. Осмосом.
5.Коллоидные системы ,так же как и истинные растворы ,поглощают ,отражают и преломляют свет.Их отличительной особенностью является способность рассеивать свет(явл. Опалесценция)
Рассеивание света наблюдается только тогда,когда длина световой волны больше размера частицы дисперсной фазы .Если длина волны меньше диаметра частиц ,наблюдается отражение света.
Выводы рэлея:
1.при уменьшении размера частиц опалесценции резко уменьшается (в 3-ей степени)поэтому при облучении истинных растворов опалесценция не наблюдается .Однако она будет наблюдаться если для облучения будут использованы излучения с малой длиной волны
2.для частиц данного размера мутность Ip/Ioпрямо пропорциональна концентрации частиц коллоидной системы.Это позволяет определять концентрацию по мутности раствора
Методы изучения состава биополимеров. Электрофорез и электроосмос. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского. Применение электрофоретических методов в медицине.
Методы исследования биополимеров. При исследовании строения и конформационных превращений биополимеров широко используются как очищенные природные биополимеры, так и их синтетические модели, которые проще по строению и легче поддаются исследованию. Так, при изучении белков моделями служат гомогенные или гетерогенные полипептиды (с заданным или случайным чередованием аминокислотных остатков). Моделями ДНК и РНК являются соответствующие синтетические гомогенные или гетерогенные полинуклеотиды.
Электрофорез белков — способ разделения смеси белков на фракции или индивидуальные белки. Электрофорез белков применяют как для анализа компонентов смеси белков, так и для получения гомогенного белка. Наиболее распространенным вариантом электрофоретического анализа белков, является электрофорез белков в полиакриламидном геле по Лэммли.
Варианты метода электрофореза белковСуществует множество разновидностей и модификаций данного метода, которые используются (или использовались в определённые периоды развития биохимии) в различных областях:
· Электрофорез в свободных средах (без поддерживающей среды)
· Электрофорез с подвижной границей
· Зональный электрофорез без поддерживающей среды
· Электрофорез белков в агарозном геле
Электрофорез белков подразделяется также на одномерный и двумерный (2D-) электрофорез, препаративный и аналитический, а также электрофорез нативных белков и электрофорез в присутствии детергента (в денатурирующих условиях).
Электроосмос–перенос жидкости по отношению к граничащей с ней неподвижной твердой поверхностью при приложении ЭДС (электродвижущей силы). Электроосмос возможен только в системах с твердой дисперсной фазой.
Скорость движения частиц дисперсной фазы при электрофорезе U связана с величиной ζ-потенциала уравнением Гельмгольца-Смолуховского(К – постоянная, зависящая от формы частиц дисперсной фазы; для сферических частиц К = 6):
Для клинического исследования белковых фракций крови и других биологических жидкостей человека наиболее широкое распространение получил электрофорез на бумаге. Используя специальные окраски на белки, мукополисахариды и липиды, можно анализировать распределение белков, муко- и липопротеидов [см. Белки, Кровь (белки), Липопротеиды, Мукопротеиды]. Изменения белковых фракций, выявленные методом электрофореза, характеризуются уменьшением или увеличением одной или нескольких фракций за счет белка или связанных с ним мукополисахаридов или липидов. Могут появляться фракции, не свойственные исследуемой жидкости в нормальных условиях.
7.Диализ извлечение из золей НМВ чистым растворителем с помощью полупроницаемой перегородки ,через которую не проходят коллоидные частицы.Растворитель постоянно или периодически меняется,след.удаляютсяпримеси.Недостаток метода в большей длительности процесса.
Электродиализ- процесс диализа ,ускоренный путем применения электр.тока.
Используют прибор электродиализатор.очистка идет быстро
--Компенсационный диализ- вместо чистого растворителя используют растворы определяемых НМВ разной концентрации.