Методы определения молекулярного веса электронная микроскопия

В книге, состоящей из 40 глав, основное место, естественно, уделяется описанию различных методов исследования полимеров. Представлены все методы определения молекулярных весов полимеров, их молекулярновесового распределения, обсуждаются разнообразные спектральные методы, применяющиеся для анализа строения и структуры гомо- и сополимеров УФ-, ИК-, КР-спектро-скопия, эмиссионная спектроскопия, спектроскопия ЯМР, масс-спектроскопия, спектроскопия ЭПР, нейтронное рассеяние, аннигиляция позитронов. Ряд глав посвящен хроматографическим методам, таким, как газовая и жидкостная хроматография, в том числе и при высоких давлениях, тонкослойная хроматография, ионообменная хроматография, ситовая хроматография, включая гель-про-никающую хроматографию, хроматография с обращением фаз. Методы анализа структуры полимеров обсуждаются при рассмотрении электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, дифракции электронов и ряда других методов. Физические свойства полимеров оцениваются с помощью таких методов, как дилатометрия, определение температур плавления и стеклования полимеров, их электрических характеристик, анизотропии, диффузии и поверхностного натяжения. Представлены также методы исследования различных видов деструкции полимеров. [c.6]

Единственно надежным абсолютным методом определения молекулярного веса, используемым для высокополимерной ДНК, является метод 2 , основанный на авторадиографии молекул ДНК, меченных подсчет звезд на эмульсии фотопластинки позволяет определить количество атомов фосфора в исследуемой молекуле. Этот метод является весьма трудоемким и использован лишь в немногих случаях. Гораздо шире применяется другой метод, основанный на непосредственном наблюдении молекул ДНК —измерение длины молекул под электронным микроскопом (обзор — см. ). Исходя из данных рентгеноструктурных исследований двухспиральных комплексов ДНК, показывающих, что длине двухцепочечного комплекса 1 А соответствует мол. вес. 192, можно определить значение молекулярного веса полученного препарата. Наконец, в последнее время начали применять методы определения молекулярного веса, основанные на химическом определении концевых групп (см. стр. 44). [c.30]

В разделе А-1 были рассмотрены возможности определения молекулярных весов макромолекул по сведениям, полученным при помощи рентгенографического анализа кристаллов для очень ограниченного класса высокомолекулярных веществ, примером которых являются кристаллические глобулярные белки. Но даже в случае белков возможность определения молекулярного веса таким методом представляет лишь теоретический интерес, поскольку кристаллографические исследования требуют значительно больших усилий по сравнению с обычными методами определения молекулярного веса растворенного полимера. Больший практический интерес представляет возможность определения молекулярного веса по электронно-микроскопическим фотографиям [25]. Однако использование этого метода требует соблюдения особой осторожности при изготовлении образцов, с тем чтобы избежать осложнений, например вследствие молекулярной агрегации [26]. Пределы разрешения, достижимого с помощью электронного микроскопа, позволяют в настоящее время использовать этот метод лишь для исследования молекул глобулярных белков и спиралевидных частиц молекулярного размера, как, например, частиц нуклеиновой кислоты. Холл и Доти [27] показали, что по электронно-микроскопическим фотографиям может быть произведена оценка распределения по молекулярным весам. Однако какой бы надежной ни казалась теоретическая интерпретация, основанная на данных, полученных для растворов полимеров, необходимо добиться такого-положения, когда результаты исследования снимков отдельных молекул будут согласовываться с результатами, полученными заведомо меиее прямым способом. [c.30]

Проведенный анализ позволяет обнаружить удовлетворительную связь между размерами и формой агрегатов блоксополимеров и их молекулярной структурой. Полученные результаты относятся к последовательностям блоков различных типов. Полного согласия между экспериментальными и теоретическими результатами не следует ожидать, поскольку рассматривались только простые идеализированные формы частиц, делались довольно грубые допущения относительно конформации цепей и не учитывалась энергия поверхностей раздела, а также допускались неточности в расчетах из-за лишь приближенно известных значений молекулярных весов, диаметров частиц и т. д. Например, значения рк, определенные с помощью электронной микроскопии (см. рис. 8), оказываются значительно большими, чем значения, получаемые методом рассеяния рентгеновских лучей, по-видимому, из-за того, что цепи имеют конформацию сплющенных эллипсоидов,. а не сфер. [c.203]

Метод электронной микроскопии можно использовать при определении молекулярных весов простым подсчетом числа частиц, полученных из известного объема раствора, весовая концентрация исследуемого вещества в котором известна. Основной источник ошибок при пользовании этим методом связан с возможностью дробления или агрегации молекул во время перенесения их на подложку. (Перенос исследуемых молекул на подложку заключается в распылении разбавленного раствора на поверхность подложки с последующим замораживанием и высушиванием.) Наличие фрагментации или агрегации, однако, легко обнаружить прямым наблюдением аномальных частиц на микрофотографии. [c.122]

Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры и форму. Определение молекулярных весов и размеров молекул белка выполняется с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные веса можно определить с помощью измерения скоростей диффузии, скоростей седиментации в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных очень больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. [c.360]

В соответствии с проведенными исследованиями можно ожидать, что электронная микроскопия явится в будущем важным методом для определения молекулярных весов очень высокомолекулярных соединений. [c.386]

Теоретически можно определить молекулярный вес путем подсчета числа молекул, видимых на электронной микрофотографии, полученной для раствора известной концентрации. Возможен и другой вариант. Измеряют геометрические размеры (или их среднее) ряда молекул, что в сочетании с плотностью (предполагая, что она равна обратной величине парциального удельного объема) позволяет определить молекулярный вес. Оба эти метода не были рекомендованы как точные [272, 273], поэтому нецелесообразно предпринимать электронно-микроскопическое исследование специально для определения молекулярного веса [274]. Электронная микроскопия имеет значение для определения формы молекул, но такое исследование сопряжено с рядом еще не решенных вопросов, как, например, вопрос [c.94]

Для определения молекулярных весов, больших чем 10000, было разработано большое число разных методов. Эти методы включают измерение интенсивности света, рассеянного раствором, диффузию, ультрацентрифугирование и применение электронного микроскопа. [c.606]

Физические методы дают для целлюлозы значения молекулярных весов от 250 ООО до 1 ООО ООО и более по-видимому, молекула состоит не менее чем из 1500 остатков глюкозы. Определение концевых групп методом метилирования и окисления йодной кислотой показывает, что цепь целлюлозы содержит 1000 или более звеньев. По данным рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии, эти длинные цепи вытянуты и уложены пучками, причем они удерживаются друг возле друга межмолекулярными водородными связями между многочисленными соседними ОН-группами. Эти пучки сплетены так, что образуют структуры, подобные веревкам, которые в свою очередь группируются, образуя те самые волокна, которые видит наш глаз. В древесине эти целлюлозные веревки окружены лигнином, что дает структуры, которые можно сравнить с армированным бетоном. [c.979]

ВОДИЛИСЬ при прямом электронно-оптическом увеличении 20000—25000 с последующим фотографическим увеличением. Чтобы убедиться в воспроизводимости полученных данных, каждый изучаемый раствор приготовлялся многократно. Для каждой серии растворов в электронном микроскопе проводились многократные и повторные съемки (100—150 снимков для каждого исследуемого раствора). Таким образом, результаты работы изложены на основании многократно проверенных и вполне воспроизводимых данных. Полиакриловая кислота, используемая в нашей работе, была получена полимеризацией акриловой кислоты. Молекулярный вес фракционированной кислоты был определен вискозиметрическим методом, с использованием константы К = 2,9-10 , найденной Штаудингером [3] для водных растворов [c.111]

Используя данные, полученные с помощью трех различных методов, можно оценить вес вирусной частицы. Из величины радиуса инерции, определенной по светорассеянию, и данных электронной микроскопии следует, что частица вируса ВТМ представляет собой стержень длиной 3000 А. Рентгеноструктурный анализ показывает, что на каждые 69 А длины приходится 49 белковых субъединиц. Таким образом, всего в вирусе 49-3000/69 = 2130 белковых субъединиц. Молекулярный вес этих частиц, определенный по данным об их аминокислотном составе, составляет 17 420. Отсюда для молекулярного веса белка вируса получается величина 2130 17 420 = 37,2 10 . Поскольку вирус на 5% состоит из РНК, вес всей частицы равен 37,2 10 /0,95 = = 39- 10 . Этот результат находится в хорошем согласии со значениями молекулярного веса, полученными путем измерения светорассеяния, седиментации и диффузии, а также с помощью метода седиментационного равновесия. [c.362]

Растворы белков обладают многими свойствами, которые характерны для лиофильных коллоидных растворов. Молекулы белков не проходят через полупроницаемые мембраны, и это используется для их очистки от низкомолекулярных примесей при помощи диализа. Представляет большой интерес определение размеров, формы белковых молекул и молекулярных весов белков. Для этой цели используется целый ряд физико-химических методов. Так, белки в растворах седиментируют в ультрацентрифугах при ускорениях до 200 ООО g , величины констант седиментации колеблются от 1 Ю до 90—100 сек. Коэффициенты диффузии — в пределах от 0,1 10 до 10- 10 средний удельный объем — около 0,75 см г. Размеры и форму (асимметрию) частиц белка определяют, кроме того, методами светорассеяния, двойного лучепреломления в потоке, измерениями вязкости, коэффициента вращательной диффузии, но, по-видимому, наиболее точно — прямым наблюдением в электронном микроскопе в тех случаях, когда молекулы белка достаточно велики и когда удается преодолеть технические затруднения. Молекулярные веса, кроме названных выше способов, определяют методами осмометрии, гель-фильтрации, исследованием монослоев белков на поверхности жидкой фазы, светорассеяния и др. [c.30]

Бактериофаг ТЗ также содержит одну неразветвленную молекулу ДНК, но с молекулярным весом (определенным методом электронной микроскопии) [411], равным 49-10°. [c.561]

На рис. 4 дан снимок молекул гемоглобина крови человека, сделанный при помощи электронного микроскопа. Ясно видно, что все молекулы имеют сферическую форму. Это объясняется тем, что нитевидные молекулы при осаждении свертываются в клубок. Таким образом, этот снимок не дает представления об истинной форме молекул. Как известно, вес шара пропорционален кубу радиуса измеряя радиус молекулярного шара на электронно-микроскопическом снимке, можно определить вес молекулы, хотя такое определение, конечно, неточно. Более целесообразно подсчитать общее число молекул в осадке на пленке, зная вес вещества. Этот метод скорее применим для демонстрации положения о дискретности материи или для наглядного подтверждения существования молекул, чем для определения их размеров. [c.50]

В качестве примера результатов, получаемых путем измерения рассеянно-хО света и асимметрии, можно сослаться на исследования вируса табачной мозаики, проведенные Остером, Доти и Зиммом [60]. Молекулярный вес, определенный на основе измерения мутности с поправкой на асимметрию, составил 40-10, длина частиц (которым приписывается стержневидная форма) по данным измерений асимметрии 270 15 т >- (в то время как наблюдения при помощи электронного микроскопа дали 262 7ге(л, а изме рения вязкости 260 пц ). Удовлетворительное совпадение значений, Полученных посредством исследования рассеянного света, с дав-выми, полученными путем иных методов, служит достаточным подтверждением правильности метода рассеяния. [c.694]

Расширению наших представлений о форме молекул может также способствовать применение электронной микроскопии, вкратце упомянутое в предыдущем разделе. Однако важно помнить о том, что поверхностное натяжение может привести к серьезным нарушениям формы молекулы при высушивании раствора, которое необходимо для элек-тронно-микроскопического исследования. Тем не менее этот метод настолько тщательно отработан, что при известной осторожности позволяет получить надежные результаты. На электронно-микроскопических фотографиях можно было наблюдать переходы типа спираль — клубок в нуклеиновой кислоте [37]. Другим методом, который позволяет создать некоторое представление о форме чрезвычайно больших макромолекул, является авторадиография. Для этой цели образец помечается радиоактивным изотопом и очень разбавленный раствор его высушивается на подложке, которая приводится в тесный контакт с фотографической эмульсией. При выдерживании в течение времени, достаточного для того, чтобы распалось большое число радиоактивных атомов в каждой молекуле образца, изображения распадающихся атомов будут обрисовывать форму молекулы при условии, что молекула растянута и что ее размеры велики по сравнению с разрешающей способностью эмульсии. Высококачественное изображение препарата дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), полученное с помощью этого метода Кейрнсом [38], приведено на рис. 5. В данном случае но изображению может быть измерена только длина молекулы (52 х), так как толщина ее, очевидно, намного меньше разрешающей способности этого метода. Сравнительно недавними работами этого же автора [39] было показано, что молекулы ДНК, находящиеся в бактериальном вирусе, намного больше даже тех молекул, которые изображены на рис. 5, поскольку длинные молекулярные цени в растворах неизбежно разрушаются [40, 41]. Однако стенки частицы вируса можно разрушить химически, что позволяет молекулам ДНК осаждаться на мембране, которая затем может быть высушена и изучена с помощью авторадиографии. Этот метод является, по-видимому, наиболее надежным методом определения молекулярного веса таких хрупких молекул. [c.34]

В заклю чение упомянем возможность определения молекулярного веса полимеров путем прямого подсчета числа молекул в поле зрения электронного микроскопа [18]. Этот метод в настоящее время пригоден только в случае очень высоких молекулярных весов, порядка миллиона и более. Его применение иногда возможно при твердом состоянии полимера (например, в случае кристаллических протеинов [19]), ко обычно все же требуется растворимость полимера, так как изготовляемый для рассмотрения в электронном микроскопе препарат представляет собой нанесенную на подложку и высушенную каплю разбавленного раствора полимера. После удаления растворителя на подложке остаются отдельные макромолекулы, которые можно сосчитать и, зная исходную концентрацию раствора, вычислить молекулярный вес. Для лучшей видимости желательно введение в состав макромолекул тяжелых атомов, сильно рассеивающих электроны, а также применение других методов контрастирования изображения. [c.320]

Найдено соотношение между [т]] и молекулярным весом в диапазоне от 10 до 4-10 при 21° С (0 — точка) [т]] = 4,6-10" М (в этилацетате) Показана возможность определения молекулярного веса и полидисперсности полимеров с помощью электронного микроскопа 3141 и акустическим методом Найдено, что молекулярный вес полиметилметакрилата в привитом сополимере целлюлозы с метилметакрилатом, полученным с церийаммонийнитратом, выше, чем молекулярный вес гомополимера 31 [c.619]

Выбор оптимальных условий работы и правильное приготовление препаратов позволяют получить в электронном микроскопе оптическое разрешение, равное приблизительно 20 А С помощью электронного микроскопа мон но непосредственно наблюдать и фотографировать отдельные молекулы белков, так как их минимальные размеры в большинстве случаев превышают 20 А. Молекулярный вес белка легко рассчитать, если известны 1) число белковых частиц (т. е. отдельных молекул) в данном поле зрения электронного микроскопа, 2) объем раствора, из которого были получены эти частицы, и 3) сухой вес белка в миллилитре исходного раствора. Условия (1) и (3) легко выполнимы (первое — путем подсчета числа частиц на электронной микрофотографии, третье — с помощью рассмотренных в этой главе аналитических методов). Объем, соответствующий данному полю зрения, можно рассчитать, добавляя к исходному раствору известное число частиц полистирольного латекса. Пусть, например, в электронном микроскопе иссдедуется раствор, содержащий 1 мг белка и 10 частиц латекса на 1 мл, и пусть в поле зрения обнаруживается 10 частиц латекса и 1000 частиц белка. Из простого расчета следует, что каждая белковая частица должна весить приблизительно 10 г, т. е. что молекулярный вес белка в Дальтонах составляет около 6 10 . При определении молекулярного веса с помощью электронного микроскопа необходимо производить статистическую обработку данных из нескольких независимых измерений. [c.61]

Для определения молекулярного веса применялись и другие методы дитиндализм [302], измерения с помощью электронного микроскопа [360], определение числа конечных групп с помощью радиоактивной серы [335]. Были определены размер и форма молекул синтетического каучука буна с помощью вискозиметрических и осмометрических измерений, желатинирования, дробного осаждения и окислительного расщепления [294]. [c.109]

Благодаря наличию способов варьирования размеров частиц кремнезема в золях (глава V, раздел 4,е), стало возможным получать гели с более разнообразными свойствами, чем до этого времени, и предопределять величину их поверхности. Например, золи кремнезема, приготовленные по методу Бехтолда и Снайдера [49], могут быть превращены в гели путем понижения pH примерно до 5,5 при добавлении небольшого количества кислоты для нейтрализации щелочи, которая присутствует в золях в качестве стабилизирующего агента. Александер и Айлер [50] показали, что если такой золь подкислить и высушить, то поверхность полученного при этом порошка геля соответствует поверхности, рассчитанной из диаметра частиц золя другими методами, как, например, при помощи электронного микроскопа или из молекулярного веса, определенного методом рассеяния света. [c.138]

Физические и химические свойства белков, Р-ры Б. обладают рядом свойств, характерных для лиофильных коллоидных р-ров. Частицы Б. не проходят через полупроницаемые мембраны, что используется для их очистки от низко-молекулярных соединений диализом. Наличие на поверхности частиц Б. многочисленных полярных групп обусловливает их значительную гидратацию. Так, количество гидратационной воды, связанной с альбуминами и глобулинами, составляет 0,2—0,6 г на 1 г сухого веса Б. В определенных условиях Б. образуют гели (студни). Во многих случаях Б. удается получить в кристаллич. виде. Б. в р-рах седимен-тируют в ультрацентрифугах при ускорении порядка 200 000 константы седиментации (s) Б. находятся в пределах от l-10 i до lOO-lO i сек. Коэфф. диффузии Б. О,МО —10-10 см /сек средний удельный объем 0,75 см г. Эти физико-химич, характеристики используются для определения мол. веса Б., а также степени асимметрии их молекул е/а, где в и а — продольная и поперечная полуоси гидродинамически эквивалентного эллипсоида, приближенно принимаемого за форму молекулы Б. Мол. вес Б. — от 5000 до нескольких миллионов, в/а — от 1 до 200. Для определения мол. весов и размеров молекул Б. широко применяется метод светорассеяния. Мол. веса могут быт1> определены также методом осмометрии, методом исследования монослоев на поверхности жидкой среды. Размеры молекул Б. определяются методом двойного лучепреломления в потоке, измерением коэфф. вращательной диффузии. Макромолекулы некоторых Б. наблюдались в электронном микроскопе. Для изучения структуры Б. широко применяется метод рентгеноструктурного анализа и электронографии. [c.193]

Сведения, полученные с помош,ью электронного микроскопа, можно значительно расширить с помощью рентгеноструктурного анализа кристаллов или псевдокристаллов вирусов, позволяющего получать количественные данные относительно внутренней структуры вирусов. Так, например, благодаря методу рентгеноструктурного анализа была установлена топография субъединиц и капсо-меров многих вирусов [67, 124, 272]. В связи с тем, что аппаратура и методы, применяемые при рентгеноструктурном анализе, а также интерпретация полученных данных слишком сложны и дорогостоящи для обычных вирусологических и биохимических лабораторий, мы не даем здесь более подробного описания этого метода. То же самое относится к методу светорассеяния как методу определения веса частиц или молекулярного веса. Применению этих методов при изучении вирусов посвящен ряд великолепных обзоров [124, 409]. [c.40]

Минибиологи говорят если вы хотите знать, что происходит в клетке, вам следует заглянуть в нее. Так как средняя клетка имеет объем около 1000 мкм (10 м ), а сухой вес около 10 ° г, то методы исследования, как оптические, так и химические, должны быть очень чувствительными . При этом минибиологи используют электронный микроскоп для изучения молекулярного строения, применяют красители, реагирующие со специфическими компонентами клетки и окрашивающие их (белок, ДНК и др.), причем интенсивность окрашивания может количественно характеризовать эти компоненты используют меченые соединения для изучения их синтеза, применяют микрохимические методы для определения концентрации различных ферментов в клетке. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология