химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

корреляции флуктуации концентрации много меньше размеров макромолекулы (Лифшиц). На рис. 3.11 показана типичная глобулярная конформа-ция свободно сочлененной цепи, состоящей из 626 звеньев с длиной звена 1. Рис. 3.11 следует сравнить с рис, 3.10.

Теория перехода клубок — глобула развита Лифшицем, Грос-бергом и Хохловым. Этот переход и состояние глобулы зависят от свойств цепи. Если цепь длинная и ее гибкость мала, т. е. р3 > г3, где р2 — среднее квадратичное расстояние между мономерами, соседствующими в клубке, а г—величина порядка радиуса взаимодействия между звеньями, то при Т < 0 переход подобен фазовому переходу первого рода со скачком плотности. Если цепь гибкая, т. е. р3 « г3, получается плавный переход второго рода с постепенным разбуханием глобулы до размеров клубка. При р3 "> г3 сама глобула является двухфазной системой, состоящей из плотного ядра и флуктуирующей «опушки», плотность которой постепенно убывает до нуля. Ядро глобулы сходно с кристаллом, а не с жидкостью. При достаточно низкой температуре короткая цепь образует глобулу без «опушки».

Большинство белков в нативном состоянии глобулярно. Излагаемая здесь теория существенна для понимания структуры и свойств белков и, в частности, природы их денатурации (см. гл. 4). Гросберг и Шахнович исследовали особенности поведения сополимеров — макромолекул, состоящих из двух и большего числа различных звеньев.

§ 3.6. Методы исследования макромолекул

При любом химическом строении макромолекулы характеризуй

!

отся определенной молекулярной массой (м. м.) или распреде-гением молекулярных масс и, будучи клубками или глобулами,— размерами и формой. Остановимся на способах экспериментального определения этих характеристик.

\ Среди методов определения м. м. в физике полимеров имеют значение осмометрия, вискозиметрия и седиментация в центрифуге. Последний метод особенно широко применяется для изучения биополимеров.

Осмометрия основана на измерении осмотического давления Рож раствера полимера. Согласно закону Вант-Гоффа

p0CM/c = RT/M, (3.55);

где с — концентрация раствора (в г/см3), М — м. м. (для полидисперсных полимеров М — среднечисленная м. м.). Уравнение (3.55) справедливо для идеальных растворов. Для неидеальных растворов (растворы полимеров всегда неидеалыш)

Росм^^ + Я^ + а3..., (3.56)

где В, С и т. д.— второй, третий и т. д. вириальные коэффициенты. Для разбавленных растворов можно препебречь третьим и последующими членами. График зависимости p0CJc от с линеен и позволяет найти М и В.

Характеристическая вязкость раствора полимера

[ц] = Jim (3.57)

где г) — вязкость раствора, ц» — вязкость чистого растворителя. Величина [rj] зависит от М. Оказывается, что для раствора полимерных клубков

[г\] = АМ\ (3.58)

причем 0,5 ^ а ^ 1,0 в зависимости от проницаемости клубка для растворителя. Для полностью проницаемого клубка а = 1,0, для непроницаемого а = 0,5. Для жестких сфер а = 0, для длинных жестких стержней а = 1,7. Формулой (3.58) можно воспользоваться для нахождения м. м., если константы А и а определены из независимых данных.

Седиментационный метод состоит в осаждении макромолекул под действием центробежной силы в ультрацентрифуге, ротор которой вращается со скоростью до 104—105 об/мин. Центробежное ускорение много больше ускорения свободного падения g — в современных ультрацентрифугах оно доходит до 350 000 g (70 000 об/мин). Кювета с раствором полимера, представляющая собой цилиндр с прозрачными окнами из кристаллического кварца, помещается в ротор — наблюдение ведется оптическими методами.

Если скорость седиментации значительно превосходит скорость диффузии макромолекул, то они осаждаются. В кювете образуются две .области — чистый растворитель и раствор полимера.; Между ними находится переходная зона, в которой концентра-! ция растворенного полимера с меняется от нулевого до некото/ ррго максимального значения. По мере седиментации эта зона и. ее граница перемещаются. Измеряется скорость движения границы по направлению к дну кюветы, т. е. от оси. вращения ротора.

На макромолекулу действует центробежная сила Умр„о)2агг где VH — объем макромолекулы, рм — ее плотность, ш — угловая скорость вращения ротора, х — расстояние от оси вращения. Но в растворе на макромолекулу действует архимедова сила, и эффективная центробежная сила равна VM (рм — р0) сигх, где р0— плотность растворителя. Эта сила уравновешивается силой трения при поступательном перемещении ndx/dt (и — коэффициент трения). В расчете на 1 моль получаем

NAVMpK (l — FMp0) w?x = % (3.59)

где NA — постоянная Авогадро, VM — рм — удельный парциальный объем макромолекулы. Но, с другой стороны,

NAVMpu=>M. (3.60)

Для разбавленных растворов к выражается через коэффициепг диффузии D по формуле Эйнштейна

•K^RT/D. (3.61)

Из (3.59) — (З.в|) следует формула Сведберга

М = -—RI* ч , (3.G2)

0 - умР0) *>

где 5 — коэффициент седиментации;

1 dx 1 d In х

Л dt ш2 dt

(3.63)

Размерность s — секунда, обычно коэффициент седиментации измеряется

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучение ремонту кондиционеров в москве
вешалка
коллонкив аренду
костюмы утеплённые в иркутске купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.01.2017)