химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

в сведбергах (S), 1S = 10~13 с.

Последовательные во времени положения седиментирующей границы фотографируются в ультрафиолетовом свете. Измерив, s, D, рм и р0, можно определить М. Величина s зависит от концентрации раствора вследствие гидродинамического взаимодействия молекул. Значение s, экстраполированное к нулевой концентрации,

s0 = lim st (3.64)

называется константой седиментации. Она тем выще,= чем больше

\М. Так, значения s0 для миоглобина 2,0 S, для гемоглобина 4,5 St

для фикоэритрина 12,0 8. Соответствующие значения м. м. 17 600,

68 000, 290000. ... .

При меньших скоростях вращения ультрацентрифуги может установиться равенство встречных седиментационного и диффузионного потоков. При достаточно больших коэффициентах диффузии равновесие устанавливается быстро и наблюдается равновесное распределение вещества.

Если с — концентрация растворенного полимера на расстоянии х от оси вращения, то число молекул, седимевтирующих за время dt через единицу поверхности, перпендикулярной оси х, равного cJtdt,

где dx/dt — скорость седиментации на расстоянии х. За то же время dt количество диффундирующего через то же сечение растворенного вещества равно D(dc/dx)dt. В равновесии

C% = dЈ. (3.65>

Но, согласно (3.62) и (3.63),

g-^i-^'-^Zttftt. (3.66>

Подставляя (3.66) в (3.65), получаем второе уравнение Сведбер-га, уже не содержащее коэффициента диффузии D:

М = , -Т . , Л!" (3.67>

Интегрируя это уравнение в интервале между xt и х2, находим

м-(*-ы»* *i-*v , (3-68>

В методе Арчибальда, требующем меньших затрат вещества и времени, исследуется не само равновесие, а приближение к нему. Потоки вещества через мениск и дно кюветы нулевые, независимо от достижения равновесия. Из (3.65) и (3.66) следует

Индекс m относится к мениску, 0 — к дну кюветы. Из, (3.69) и (3.66) получаем

м _ № (dc/dx)m

М =

(i-F*K *Л (3.70>

RT (dc/dx)0 г

Для гомогенного полимера эти два значения М совпадают.

6 М. В. Волькенштейн 81

Для биофизики важен метод седиментации в градиенте плотности. В концентрированном растворе визкомолекулярвого вещества (в CsCl, в сахарозе и т. д.) при ультрацентрифугировании устанавливается градиент концентрации, т. е. градиент плотности растворителя макромолекул dpjdx. В таком растворе макромолекулы будут располагаться в той части кюветы, в которой s = 0, т. е. согласно (З.бб), FMp0 = 1 или р0 = рм. Иными словами, макромолекулы локализуются в той области кюветы, где плотность концентрированного раствора совпадает с плотностью макромолекул (рм измеряется непосредственно). Гетерогенная смесь макромолекул разделяется и наблюдается спектр плотностей. Этот метод с большой эффективностью применяется при изучении нуклеиновых кислот.

Диффузия описывается уравнением Фика

| = 0§. (3.71)

С помощью '(3.71) находится D. Градиент концентрации и скорость ее изменения определяются оптическими методами. В специальной кювете осторожно наслаивают чистый растворитель на раствор и исследуют преломление или интерференцию света.

Для реальных растворов достаточно высокой концентрации вместо формулы Эйнштейна (3.61) справедливо выражение (ср. (3.56)),

D = — (ВТ + 2ВМс + ЪСМ& -f ..(3.72)

т. е. D зависит от концентрации. Коэффициент трения % зависит от формы макромолекулы и ее проницаемости для растворителя. Для твердых сфер радиуса г справедлив закон Стокса

хсф = 6ят]0г. (3.73)

Для несферических частиц коэффициенты трения различны для направлений движения, совпадающих с продольной и поперечной осями частицы. Средний коэффициент трения для эллипсоида больше, чем для сферы того же объема. Для длинных стержнеоб-разных молекул коэффициент трения и вязкость особенно велики.

Информацию о м. м. и форме макромолекул дают оптические методы исследования. Интенсивность света, рассеянного раствором полимера, зависит от М. Вследствие рассеяния интенсивность света, проходящего через раствор, ослабляется но закону

/-/.ехр(-хО, '(3.74)

где /0 — интенсивность падающего света, I—путь, проходимый лучом света в растворе, % — коэффициент мутности. Теория рассеяния света дает

% = ЧНсМя (3.75)

где

Н ~

4^4 (dn\2

(3.7б>

Здесь По и и — показатели преломления растворителя и раствора, к — длина волны света, NA — постоянная Авогадро. Значение М находится из измерения коэффициента мутности.

При рассеянии света макромолекулами, размеры которых соизмеримы с длиной волны света, наблюдается эффект Ми — специфическая угловая зависимость интенсивности рассеянного света: большая интенсивность света, рассеяппого вперед, чем назад^ Эффект Ми определяется интерференцией световых волн, которые рассеиваются разными частями молекулы с различающимися фазами.

С эффектом Ми связан забавный эпизод в истории биофизики. В спектре крови не удавалось наблюдать некоторые полосы поглощения, свойственные гемоглобину в растворе. На этом основании утверждалось, что гемоглобин в эритроцитах находится в измененном состоянии. В дальнейшем выяснилось, что поглощение света гемоглобином маскировалось

страница 32
< 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
учебные центры повышения квалификации механика инженера
проекторы для кинотеатров
решетка 5алс цена
тумбочки прикроватные

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
(23.09.2017)