Седиментация метод Арчибальда

Анализ при приближении к седиментационному равновесию метод Арчибальда) измеряет изменение локальной концентрации в полимерном растворе или коллоидной суспензии в течение квазиравнО весия (неустановившегося равновесия) между седиментацией и диффузией под влиянием слабого центробежного поля. [c.122]

Определен методом седиментации по Арчибальду. [c.267]

В результате, несмотря на то, что этот метод базируется на строгой теоретической основе, он используется значительно реже, нежели метод Скорости седиментации. Для преодоления недостатков метода Арчибальдом были предложены теоретические расчеты для вычисления молекулярных весов по скорости приближения к седиментационному равновесию, не дожидаясь действительного равновесия. Предложенный им метод также связан с определенными экспериментальными трудностями и пока сравнительно редко применяется на практике. [c.149]

Коэффициент седиментации 5 и коэффициент диффузии О входят (в виде отношения, / >) в уравнение Сведберга (1.11) — основное уравнение для определения молекулярной массы. Тут следует иметь в виду следующее для вычисления молекулярной массы по уравнению (1.11) необходимо определять 5 и О в одинаковых растворителях и при одинаковой температуре, экстраполируя полученные значения к бесконечному разбавлению. Если молекулярный вес определяют равновесными методами или методом Арчибальда, отношение //) в явном виде в соответствующие уравнения не входит. Что касается неравновесного опыта, то, когда плотность растворенного вещества превышает плотность растворителя, происходит два противоположных процесса седиментация вещества, с одной стороны, и диффузия — с другой. Если в результате седиментации молекулы растворенного вещества устремляются ко дну ячейки, то в результате диффузии происходит обратное явление молекулы вещества стремятся равномерно распределиться по всему объему ячейки. Седиментация и диффузия, таким образом, действуют в противоположных направлениях, и какое из этих двух движений преобладает — зависит от величины ускорения центробежной силы. [c.58]

Хотя нежелательно использовать смеси растворителей при измерении коэффициентов седиментации (стр. 58), вполне допустимо и часто очень полезно при проверке гомогенности образца поступать таким образом. При благоприятных обстоятельствах можно получить сведения о распределении коэффициентов седиментации и молекулярных весов из экспериментов по определению скорости седиментации, так как эти данные будут, по сути дела, указывать степень полидисперсности. Более того, определение молекулярных весов по методу Арчибальда будет обычно давать качественные, а в принципе также и количественные данные о степени полидисперсности. То же самое можно сказать об определении седиментационного равновесия. Техника этого измерения и анализа получаемых данных более подробно рассмотрена в следующем разделе. [c.49]

Преимуществом метода Арчибальда является короткий период седиментации, а главным недостатком — необходимость проведения измерений очень близко к мениску и дну ячейки, что снижает их точность. [c.329]

Измерение молекулярной массы методом седиментацион ного равновесия 326 Определение молекулярной массы методом приближения к равновесию (метод Арчибальда) 328 Седиментационное равновесие в градиенте плотности 329 Измерение молекулярной массы методом седиментационного равновесия в градиенте плотности 331 Определение плотности путем седиментации в градиенте плот-ности 332 Приложение 344 [c.578]

При определении молекулярной массы по методу седиментационного равновесия знание коэффициента диффузии не является необходимым. В этом случае используют более низкое число оборотов. По сравнению с предыдущим методом, для которого необходимо гравитационное поле до 400 ООО g, здесь достаточно центробежной силы, в 10 — 15 тыс. раз превосходящей земное притяжение. Через несколько часов или через несколько суток процесс седиментации и обратной диффузии достигает состояния равновесия, при котором перемещение частиц отсутствует. Измерив градиент концентрации белка от мениска до дна ячейки, можно вычислить его молекулярную массу. Медленное установление равновесия — недостаток метода. Этого можно избежать при проведении определения по Арчибальду. В этом низкоскоростном методе для расчетов можно использовать градиент концентрации, образующийся в измерительной ячейке у мениска жидкости (до отделения белковой зоны). Метод нулевой концентрации в мениске, предложенный в 1964 г., делает возможным достижение седиментационного равновесия при высокой скорости ротора (высокоскоростной метод), в этом случае белковая зона уже отделена от мениска. Это дает возможность сократить время эксперимента до 2 — 4 ч. [c.361]

Метод равновесной седиментации имеет существенный недостаток — время, необходимое для достижения равновесия, слишком велико. Арчибальд [9] показал, что молекулярный вес можно рассчитать с достаточной точностью, не дожидаясь наступления равновесия. [c.145]

VI Г — избыток или недостаток третьего компонента, обусловленный ассоциацией с компонентом 2 в равновесии. Принимают, что величина Г в допустимых пределах концентраций не зависит от концентрации компонента 2 и что веществом, обусловливающим наблюдаемые градиенты концентрации при седиментации или диффузии, является компонент 2, причем распределение компонента 3 происходит независимо от компонента 2. Последнее допущение трудно принять для экспериментов по седиментационному равновесию то же самое можно сказать и об экспериментах но скорости седиментации, диффузии и экспериментах Арчибальда, хотя в этой группе методов не достигается строгого термодинамического равновесия. [c.72]

В этом смысле интересно напомнить, что основное уравнение для седиментационного равновесия, уравнение (16-19), применяется для двух точек седиментационной ячейки (у мениска и у дна) на всех стадиях седиментационного эксперимента, даже через несколько минут после его начала. Этот факт был впервые отмечен Арчибальдом , и его можно использовать для определения молекулярных весов, которые, по существу, имеют те же величины, что и определенные при равновесии, хотя этот метод и не слишком точен. Метод Арчибальда рассматривается подробна в разделе 22 в связи с обсуждением скорости седиментации, и полученные с его помощью результаты приведены на стр. 445 [c.313]

Если уравнение (22-23) применяется к полимерным смесям, то получающийся средний молекулярный вес зависит от способа, который мы выбираем для определения з я О яз данных по седиментации и диффузии . Если уравнения (22-16) и (22-18) образуют основу для расчета 5, то получается среднее весовое значение коэффициента седиментации. Оно может быть скомбинировано с весовым средним значением коэффициента диффузии (см. стр. 410), но отношение этих величин не дает одинакового средневесового молекулярного веса. Вообще предпочитают использовать осмотическое давление, рассеяние света, седиментационное равновесие или методы Арчибальда для гетерогенных смесей, так как эти методы допускают точную математическую обработку. По этой причине мы не будем рассматривать здесь молекулярные [c.436]

Молекулярный вес образца может быть определен по одновременному измерению скорости седиментации в очень больших полях центробежной силы и коэффициента диффузии полимера в растворе. Ультрацентрифугирование нашло широкое применение при определении молекулярных весов таких компактных макромолекул, какими являются белки. Для статистических клубков применение метода скоростной седиментации осложняется тем, что при конечной концентрации раствора макромолекулы, перекры-ваясь, оказывают взаимное влияние друг на друга при седиментации. Это затрудняет интерпретацию экспериментальных данных. Средневесовой молекулярный вес полимеров, макромолекулы которых представляют собой статистические клубки, обычно определяют методами равновесного центрифугирования или методом Арчибальда. Однако для определения молекулярных весов кристаллических полиолефинов метод ультрацентрифугирования не применялся быстрый и удобный метод скоростной седиментации с успехом может быть применен для оценки молекулярно-весового распределения полиолефинов. [c.156]

Определение этого фактора затрудняется тем обстоятельством, что значение коэффициента активности у не всегда известно. Однако при бесконечном разбавлении значение этого фактора становится равным единице. Следует помнить, что в уравнениях (VI. 1), (VI. 2) и (VI. 3) можно использовать только такие данные, которые относятся к бесконечному разбавлению или по крайней мере к таким малым концентрациям, при которых термодинамический фактор очень мало отличается от единицы. Наилучшие результаты получаются для компактных, слабо заряженных молекул некоторые же молекулы вызывают особые затруднения — это сильно асимметричные или сильно заряженные молекулы, например нуклеиновые кислоты. Что касается электростатических эффектов, то их можно устранить, используя растворы, содержащие соли, например 0,1 Ai K I. Кроме того, можно уменьшить заряд белковой молекулы. Для этого подбирают такое значение pH раствора, которое близко к изоэлектрической точке белка. Фрикционные свойства макромолекул при седиментации обычно не зависят от скорости вращения ротора, так как даже при больших скоростях не наблюдается предпочтительной ориентации макромолекул. Поэтому можно использовать различные скорости вращения, так как это дает полезную информацию. Так, при анализе данных, относящихся к области мениска, как, например, в методе Арчибальда, путем изменения скорости и времени вращения можно обнаружить в исследуемом образце легкий компонент. Особенную трудность представляет определение молекулярной массы ДНК- Один из подходов к определению величины М для ДНК — измерение характеристической вязкости. К этой теме мы вернемся в гл. VII. Более подробные сведения о проблеме определения молекулярной массы ДНК можно найти в работе Эйтена и Коэна [4]. [c.99]

Наиболее важными являются два средних значения — средне численный и средневесовой. В принципе они определяются следующим путем. Когда показание измерительного прибора пропорционально числу частиц, то определяют среднечисленный молекулярный вес. Когда оно пропорционально весу вещества, тогда получают средневесовое значение. Так, эквимолярные растворы мономера и его димера будут обладать равным осмотическим давлением, но раствор димера будет иметь примерно вдвое большее поглощение света и вдвое больший показатель преломления, чем раствор мономера. Таким образом, молекулярный вес, определенный по осмотическому давлению, будет среднечисленным, но большинство физических методов зависит от измерения двух последних физических свойств. При этих обстоятельствах количество материала, отнесенного к -му компоненту, зависит не от числа присутствующих молекул, а от массы материала этого вида. На практике 5о является средневесовым, так же как и Од, в тех случаях, когда инкремент показателя преломления на единицу веса остается одним и тем же для всех видов молекул. Однако молекулярный вес зависит от отношения За/Од. Когда это отношение определяется непосредственно, как в методе Арчибальда, никаких сомнений не возникает но когда средневесовые во и Од определяются раздельно, полученное отношение не обязательно является подлинно средневесовым. Если распределение молекулярных весов не очень широкое, это вряд ли приведет к серьезным ошибкам. Вычисленное значение молекулярного веса зависит также от парциального удельного объема предполагается, что он также постоянен для всего полидисперсного набора молекул. Фактически он может немного изменяться, особенно для заряженных молекул (стр. 70, 71) это опять-таки не вызовет серьезных ошибок, за исключением метода седиментации в градиенте плотности. [c.43]

Коэффициент седиментации и распределение коэффициентов седиментации. Коэффициент седиментации можно определить путем измерения последовательных фотографий подвижной границы. Осложняющие факторы рассмотрены Шахмапом [5] (см. также [92, 93]). Альтернативный метод [94] основан на обработке данных но Гутфренду и Огстону [95], предназначенной для небольших молекул, которые с трудом отделяются от мениска. Основное значение этого метода состоит в возможности вычисления s из тех же данных, которые требуются для определения М по методу Арчибальда, что важно при ограниченной доступности материала. Некоторые гликопептиды и продукты деполимеризации гликонротеинов иногда настолько малы, что применение этого метода может оказаться необходимым в настоящее время, однако, более удовлетворительным для определения s в подобных случаях окажется, вероятно, применение ячеек с искусственным образованием границы седиментации [96]. [c.56]

Болдуин [46] и Гехатиа [135] описали методы вычисления коэффициента диффузии из данных по скорости седиментации, в которых, однако, не учтена зависимость 8 от с. Недавно был предложен другой метод, подобный методу Болдуина, но более простой по вычислениям [1361. Точность всех этих методов, вообще говоря, невелика. Следует отдать предпочтение методу Арчибальда, дающему 1М и 5, из которых в случае необходимости можно вычислить О. В 1958 г. было предложено два других способа определения О из данных ультрацентрифугирования [137, 138]. Оба метода основаны на наблюдении скорости достижения седиментационного равновесия. Здесь также необходимо отсутствие межмолекулярного взаимодействия, поэтому требуется экстраполяция получаемых данных к нулевой концентрации. Этот метод применим к веществам с относительно низким молекулярным весом его использование может быть удобным в тех случаях, когда желательно из одной серии экспериментов по седиментационному равновесию получить одновременно М и Д. Модификация уравнения Назариана [1381 была успешно применена для определения коэффициента диффузии лизоцима [ИЗ]. [c.62]

НО 2,5 [19]. Препараты, полученные осаждением сульфатом аммония, гетерогенны. Спиро [14] показал, что величина молекулярного веса при pH 3,2, рассчитанная по данным седиментации и вязкости, близка к величине молекулярного веса, измеренного при нейтральном pH, так как характеристическая вязкость при pH 3,2 ниже, чем при нейтральном pH, что компенсирует увеличение коэффициента седиментации. Автор считает, что изменение параметров связано с тем, что молекула фетуина в кислой среде имеет более компактную форму. С другой стороны, Грин и Кэй [19] наблюдали повышение приведенной вязкости при низких значениях pH до максимальной величины при pH 2. Используя метод Арчибальда для определения молекулярного веса, эти авторы показали, что при измерении в буфере глицин — НС1 (pH 3,5) препараты, полученные методом осаждения сульфатом аммония, имеют более высокий молекулярный вес (95 ООО), чем препараты, полученные осаждением спиртом (71 ООО). Это указывает на возможность ассоциации молекул. Средняя величина молекулярного веса (44 300), полученная этими авторами при нейтральных значениях pH, хорошо согласуется с величиной, полученной Дейчем, а также с величиной (44 600), найденной Кэем и Маршем [20] методом светорассеяния. [c.60]

Интерпретация данных диффузии и ультрацентрифугирования оставалась сложной и противоречивой до тех пор, пока исследованию подвергали только пеидеальные растворы с концентрационной зависимостью. Позже при исследовании близких к идеальным растворов [19] удалось получить более точные распределения по молекулярным весам по данным диффузии и ультрацентрифугирования. В настоящее время кривые распределения по молекулярным весам наиболее часто строят по данным ультрацентрифугирования, что объясняется развитием метода неустановившегося равновесия Арчибальда [31] Маккормиком [32] и метода скоростной седиментации в идеальном растворителе Кантовом [27]. Методы изотермической диффузии редко используют для определения кривых полидисперспости. Тем не менее Даун с сотр. [5—7, 25, 26, 30] в значительной мере развил теоретические и экспериментальные основы метода диффузии. Но даже после таких экспериментальных и теоретических разработок метод изотермической диффузии остается менее популярным, поскольку в этом случае пе происходит разделения макромолекул по длинам в процессе диффузии, как это имеет место при ультрацеитрифугировании. Перекрывание границ диффузии макромолекул с большими и средними молекулярными весами ограничивает разрешающую способность метода диффузии. [c.262]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология