ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптические методы исследования макромолекул из "Молекулярная биофизика" Богатую информацию о макромолекулах— об их молекулярном весе, размерах и форме — дает исследование рассеяния света. Рассеяние света — важнейшее явление молекулярной оптики, изучение которого позволяет получать ценные и разнообразные сведения о строении и свойствах молекул, жидкостей и твердых тел [62, 63]. [c.156] Совершенно однородная среда не должна рассеивать света — вторичные световые волны, излучаемые электронами молекул, возбужденными падающей волной, когерентны и гасят друг друга по всем направлениям, кроме разрешенных законами геометрической оптики. Однако в любой среде всегда имеются флуктуации — отклонения от равномерного распределения положений и ориентаций молекул. Свет рассеивается на флуктуациях плотности и флуктуациях ориентаций в газах и жидкостях, на флуктуациях концентраций в растворе. [c.156] Таким образом, зная п, По и с и измерив коэффициент мутности, т. ё. потерю света на рассеяние, можно определить м. в. М растворенного вещества. [c.158] Такой метод определения молекулярного веса, разработанный Дебаем [65], тем точнее, чем больще м. в. В этом смысле метод светорассеяния имеет преимущества перед осмометрическим (см. 3.6). Описание ряда нефелометров — приборов для измерения мутности среды %, приведено в [48]. [c.159] Гр — расстояние между р-и и д-ы излучателями в частице, Л/— общее их число. Двойное суммирование производится по всем излучателям. Для твердых частиц суммирование заменяется интегрированием. Для гибкой цепи выражение, стоящее под знаком двойной суммы, должно быть усреднено по всем конформациям, и в результате получается (3,116). [c.161] Подробное описание экспериментальных методов и дальнейшие подробности теории приведены в [48, 53, 68, 87]. [c.162] При изучении явления обычно применяется динамооптиметр— установка, состоящая из двух коаксиальных цилиндров, причем внутренний цилиндр (ротор) вращается, увлекая за собой жидкость, находящуюся между двумя цилиндрами. В жидкости устанавливается радиальный градиент скорости — слой, примыкающий к стенке ротора, движется быстрее всего, слой, примыкающий к стенке неподвижного цилиндра, неподвижен. Рассмотрим прежде всего, как ориентируются в поле градиента скорости жесткие частицы. Теория явления подробно изложена в [48, 62] (см. также [24]). [c.162] к объяснению эффекта Максвелла. [c.163] Максимум функции f соответствует ф = 45°. Из феноменологического рассмотрения деформации жидкости также следует, что главное направление тензора деформации составляет угол 45° с направлением градиента скорости. [c.164] Решение задачи в общем трехмерном случае без ограничения малостью g по сравнению с естественно, более сложно (см. [62]). Расчет показывает, что при Dr g частица располагается в плоскости ху, в которой лежат направления потока и градиента, и ориентируется по-прежнему под углом 45° к направлению потока. Напротив, при Ог частица ориентируется вдоль потока. [c.164] Если частицы малы, то в реальных случаях всегда значительно больше g. Для макромолекул это условие может не соблюдаться и угол ориентации оказывается зависящим от размеров и формы частицы. Очевидно, что описанные явления происходят только в жидкости, содержащей несферические частицы. [c.164] Внутренняя анизотропия непосредственно зависит от строения электронной оболочки макромолекулы. Анизотропную поляризуемость молекулы можно вычислить, если известны анизотропные поляризуемости образующих молекулу химических связей и их расположение. Тензор поляризуемости молекулы выражается суммой тензоров поляризуемости связей. Такой метод расчета называется валентно-оптической схемой [62, 72]. Тензоры поляризуемости определены для всех важнейших связей из данных по молекулярной рефракции, поляризации рассеянного света и эффекта Керра [2, 62, 72]. В случае гибкой макромолекулы вычисленную величину Да следует усреднить по всем конформациям [2, 3, 5]. [c.165] Зная из расчета по валентно-оптической схеме, т. е. зная разность п и 112, можно найти форму макромолекулы (т. е. величину Ь), измеряя двойное лучепреломление в потоке. Подобрав По равным П] или Пг, можно избавиться от эффекта формы. Его значение находится из опытов с растворами в растворителях с различными по. [c.166] Коэффициент пропорциональности при (Я] — 02) слабо зависит от природы частиц. [c.166] Вернуться к основной статье