Мембраны текучесть

Вследствие большого поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — газ (например, для системы вода — воздух величина а = 73-10-з Н/м) для открытия пор малого радиуса требуется высокое давление, что приводит к текучести полимерных мембран, вызывающей сжатие пор. Поэтому для оценки распределения пор по размерам в мембранах, содержащих очень мелкие поры, в качестве смачивающей жидкости применяют смеси с низким граничным поверхностным натяжением. Например, вместо системы вода — воздух в качестве проникающей среды используют воду, а смачивающей — изобутиловый спирт [для системы вода — изобутиловый спирт а= (1,6—1,8)-10 з Н/м], что при одном н том же давлении позволяет измерять поры радиусом в 40 раз меньще. В общем случае в качестве смачивающей среды желательно применять жидкость с меньшим углом смачивания мембраны, т. е. жидкость, которая легче смачивает мембрану. Для облегчения наблюдения за проникающими через мембрану каплями разница в показателях преломления используемых жидкостей должна быть значительной. [c.101]

В связанном слое жидкости, образующемся на поверхности и внутри пор мембраны, погруженной в раствор, по толщине этого слоя имеется градиент структурной упорядоченности и концентрации компонентов раствора. Градиент концентрации определяется правилом уравнивания П. А. Ребиндера [221]. Важным следствием этого правила является возможность создания условий для проявления поверхностной активности, а следовательно, преимущественной сорбции какого-либо определенного компонента раствора. Правило Ребиндера нашло теоретическое развитие в работах [222, 224], в которых показано, что переход от состава поверхностного — связанного слоя к составу раствора в объеме происходит постепенно. Профиль изменения концентрации компонентов в связанном слое схематично можно представить так, как это показано на рис. IV-33,a, б [181, 231]. Вследствие изменения свойств жидкости в связанном слое происходит изменение текучести жидкости по толщине (рис. IV-33, в). [c.217]

Вероятный профиль изменения концентрации (а, 6) и текучести (в) в связанном слое жидкости у поверхности мембраны х — концентрац я I — расстояние от поверхности мембраны толщина слоя связанной жидкости Т) — теку- [c.218]

Взаимодействие в системе мембрана — компоненты разделяемой смеси определяется также различием в наклонах прямых на рис. 1У-13 (стр. 185), обусловленных влиянием силового поля поверхности мембраны на свойства граничного слоя жидкости (например, вязкости) у мембраны, в результате чего в разных системах образуются отличающиеся по текучести сорбированные слои. Влияние силового поля поверхности [c.219]

В результате исследований [27, 157] было обнаружено, что насыщенные жирные кислоты в мембранах бактерий, способных существовать в таких органических средах, как нефть, оказались замещены ненасыщенными - это привело к повышению текучести мембраны клеток. [c.100]

Текучесть мембраны обеспечивается сложным распределением остатков жирных кислот между молекулами различных фосфолипидов и основана на том, что все липидные бислои представляют собой лиотропные жидкие кристаллы. При температуре, характеристической для отдельных фосфолипидов, совершается фазовый переход жесткий гель — текучее жидкокристаллическое состояние. Более детально текучесть и фазовые переходы рассмотрены в разд. 25.3.3.1, [c.110]

Изучали спектры ЭПР спинового зонда 5, находящегося в липидном слое мембран эритроцитов в присутствии различных флавоноидов. Введение этих соединений во взвесь эритроцитов в концентрации 10 > М не приводило к заметным изменениям в спектрах ЭПР спинового зонда 5, т.е. изучаемые флавоноиды не влияли на текучесть липидов мембран эритроцитов и если связывались с эритроцитами, то связывание происходило с поверхностными белками мембраны эритроцитов. [c.577]

Ранее было показано, что при концентрациях пропиленгликоля в взвеси клеток выше, чем 30% заметно увеличивается текучесть липидов мембран клеток, которая приводит к увеличению проницаемости биомембран для парамагнитных солей, в норме не проникающих через мембраны. Поэтому полученные нами данные о перераспределении ГК из ткани прямой кишки в кровь животного при больших концентрациях пропиленгликоля в пене хорошо согласуются с данными о влиянии пропиленгликоля на текучесть и проницаемость биомембран изолированных клеток. Таким образом, для локализации и накопления ГК в ткани прямой кишки следует вводить в пенную эмульсию не более 15-20 % пропиленгликоля. [c.597]

Включение холестерина между цепями жирных кислот мембран нарушает их расположение и раздвигает их [6]. В кристаллической фазе это приводит к увеличению текучести, тогда как в жидкокристаллической фазе мембрана становится более жесткой, т. е. холестерин уменьшает подвижность цепей жирных кислот. Из-за ингибирования кристаллизации и увеличения текучести мембраны, содержащие >20% холестерина (такие, как миелин), практически не имеют фазового перехода. Они существуют в промежуточном полукристаллическом состоянии. Биологическое значение этого явления может заключаться в том, что подавляя взаимодействие между другими липидными молекулами, холестерин может блокировать перенос информации в мембране. [c.73]

Лекарственные препараты влияют на текучесть мембраны [c.73]

Он уменьшил текучесть липосом, увеличив давление в 90 раз. Липосомы стали непроницаемыми, и выделение радиоактивной метки в окружающую среду при действии хлороформа прекратилось. Одновременно прекратилось и действие анестетика на головастиков, и они проснулись. Очевидно, при повышении давления восстановилась структура мембраны, а следовательно, п ее функция. [c.74]

Механизм действия местных анестетиков, однако, более сложен, чем может показаться из этих опытов. Так, например, в мембранах аксонов натриевая проницаемость блокируется селективно. Различные механизмы местной анестезии обсуждаются в гл. 6. Здесь же отметим, что в общем имеются достаточные доказательства связи между эффективностью этих препаратов и их влиянием на текучесть мембран. При действии местных анестетиков увеличивается, например, агглютинация клеток млекопитающих лектинами растений [10], что опять-таки подтверждает связь их действия с текучестью клеточной мембраны. [c.74]

В гл. 3 уже упоминалось, что средства, используемые для местной анестезии, увеличивают текучесть липидной мембраны. Этот процесс сопровождается латеральным расширением мембраны, что, возможно, приводит к изменению ионных каналов с последующим блокированием нервного импульса. Местные анестетики селективно снижают натриевую проводимость ыа и влияют на воротной механизм. Известно несколько гипотез, объясняющих их действие [25, 26]. Латеральное расширение может непосредственно изменить структуру натриевого канала. Однако эти же изменения могут быть обусловлены увеличением текучести мембраны функциональная конформация ионных каналов стабилизируется жидкокристаллической средой липида, состояние которой может измениться под действием препарата. [c.154]

Особое влияние на текучесть мембраны оказывает жесткое четырехчленное кольцо холестерола, погруженное в липидный бислой. У эукариотических клеток при температуре 37 °С холестерол ограничивает текучесть мембраны, а при более низких температурах он, наоборот, способствует поддержанию их текучести, препятствуя слипанию углеводородных цепей. [c.307]

Температура фазового перехода зависит от длины углеводородных цепей, наличия и положения цис-этиленовой связи, введения метильных групп в углеводородные связи цепи липидных молекул. Существенно влияют на температуру фазового перехода также различия в строении полярных головок, а именно, степень ионизации полярных групп, присутствие в водной среде двухвалентных катионов (особенно Са +).Особое влияние на текучесть мембраны оказывает жесткое четырехчленное кольцо холестерола, погруженное в липидный бислой. У эукариотических клеток при температуре 37 С холестерол ограничивает текучесть мембраны, а при более низких температурах он, наоборот, способствует поддержанию их текучести, препятствуя слипанию углеводородных цепей. [c.37]

Хотя некоторые мембраны можно применять как в пакетах прокладочного типа, так и в пакетах лабиринтного типа, оптимальные физические и механические свойства мембран для двух типов пакетов не совпадают. Мембраны для пакетов лабиринтного типа должны быть достаточно жесткими, чтобы они сами удерживались над каналами для растворов. Очень гибкие, растягивающиеся или подверженные текучести в холодном состоянии мембраны обычно не пригодны для применения в пакетах лабиринтного типа, поскольку такие мембраны могут образовать складки в каналах для растворов или внедриться в каналы благодаря своей текучести и тем самым нарушить равномерность скоростей потоков через каждую камеру. [c.44]

Вероятно, только жидким характером биологических мембран можно объяснить их поведение при изучении с помощью микроманипулятора [53, 54]. Потоки жидкости и диффузия в плоскости плазматической мембраны непосредственно наблюдаются в микроскопе. Текучесть мембран оказывается необходимой и при образовании свободных везикул путем захлопывания мембранных фрагментов. Такой процесс возникает, когда сторонние материалы захватываются в углубления клеточных мембран, которые затем отделяются, образуя вакуоли (эндоцитоз и пиноцитоз [55]). Беннет [56], исследуя электронные микрофотографии пиноцитоза, подтвердил существование потоков жидкости в мембранах. [c.282]

Дефекты в виде волнистых следов встречаются только в мембранах, получаемых в процессе мокрого формования. При погружении отливочного раствора в нерастворяющую ванну в месте их соприкосновения образуется поверхностная пленка. Под действием межфазного натяжения вода прилипает к передней кромке мембраны до тех пор, пока непрерывное продвижение зарождающейся мембраны в нерастворяющую среду не заставит воду отойти и установить новый передний край . Волнистые следы представляют собой утолщения мембраны на гребне волны и в зависимости от различных факторов, в частности текучести отливочного раствора, могут достигать различных размеров. Этот дефект предотвращается подбором угла подачи отливочного раствора в нерастворяющую ванну. [c.282]

Рис. 5-11. Вероятный профиль изменения концентрации С а, б) и текучести Т1 (е) в слое связанной жидкости у поверхности мембраны а — для смесей полярных органических веществ с водой, когда полярность воды больше полярности растворенного вещества б — для систем, в которых полярность растворенного вещества выше полярности воды —расстояние от поверхности мембраны с— толщина слоя связанной жидкости.

Различие в наклонах прямых на рис. 4-9 обусловлено влиянием силового поля поверхности мембраны на свойства граничного слоя жидкости у мембраны (например, вязкости), в результате чего в разных системах образуются сорбированные слои с разной текучестью. Влияние силового поля поверхности мембраны на интенсивность течения через нее различных смесей проявляется также в ориентации молекул растворенных веществ относительно этой поверхности. Так, молекулы фенола и толуола, имеющие активные группы ОН и СНз, вероятно, располагаются в связанном слое так, что плоскости колец этих молекул занимают вертикальное (или же близкое к вертикальному) положение относительно поверхности мембраны. Будучи прочно связанными с поверхностью материала, они сужают сечение потока в порах, что приводит к значительному снижению проницаемости мембраны (см. рис. 4-4 и 4-9). [c.134]

Механические свойства обратнооомотичеоких и ульграфильтраци.оиных мембран при сжатии представляют особый интерес, так как они соответствуют условиям, в которых находятся мембраны при работе. Изучение текучести при сжатии должно связывать предел текучести с уменьшением проницаемости в процессе разделения. Предел текучести характеризует способность материала выдерживать сжимающие напряжения без остаточной деформации. Кроме того, это также точка, в которой упругая деформация сжатия сменяется пластическим течением. Ее можно определить графически на кривой давление—деформация, проведя касательную к участку З-образиой кривой с наименьшим наклоном и найдя точку касания кривой и касательной (рис. П-13). [c.73]

Рнс. 25.3,6. Зависимость текучести бислоя (о) и скорости транспорта -глюко-зида (б) от температуры для внутренней мембраны мутантов Е. соИ, выращиваемых на среде с добавкой линолевой кислоты [23] [c.119]

Биологические мембраны, состоящие из сложных смесей различных классов липидов с разными алкильными цепями, при физиологических температурах находятся, по-видимому, в состоянии латерального разделения фаз. Высокая способность к латеральному сжатию, обусловленная одновременным существованием твердой и жидкой фазы, может влиять на активность находящихся внутри мембраны ферментов, что позволяет включаться в мембрану новым компонентам и сказывается на процессах транспорта. Исследованы [23] свойства мембран клеток мутантных щтаммов Е. oli, для роста которых необходимо наличие жирных кислот состав их внутренней мембраны может быть обогащен определенными алкильными цепями путем прибавления к питательной среде соответствующих жирных кислот. Изменение текучести бислоя и скорости транспорта -глюкозида для внутренней мембраны соИ, выращиваемой на среде с добавкой линолевой кислоты, в зависимости от температуры показано на рис. 25.3.6. Точки перегиба на графике Аррениуса соответствуют экстремумам латерального разделения фаз. Наблюдается также изменение энергии эктивации транспорта, которое приблизительно коррелирует с гра- [c.119]

Метилирование фосфолипидов. Представляется вероятным, что метилирование РЕ связано с передачей сигнала через клеточные мембраны метилтрансфераза, расположенная на внутренней стороне многих клеточных мембран, метилирует до фосфа-тидил-Н-монометилэтаноламина. Вторая метилтрансфераза, локализованная на внешней стороне мембраны, осуществляет его дальнейшее метилирование до РС. При этом донором метильных групп в каждом случае также является 8-аденозилме-тионин. Метилирование РЕ влияет на текучесть мембраны, оно стимулируется нейромедиаторами ряда катехоламина, например адреналином, и приводит к поступлению в клетку ионов кальция, образованию сАМР, высвобождению гистамина и т. д. [4]. [c.39]

Фазовый переход из кристаллического в жидкокристаллическое состояние является эндотермическим процессом количество тепла, необходимое для плавления цепей жирных кнслот, можно определить в калориметре (рис. 3.5). Если липпдный бислой состоит только из одного липида, то фазовый переход пропсходит в узком интервале температур. Так как биологические мембраны обычно состоят из большого количества разных липидов, они не имеют четко выраженного фазового перехода и при физиологических температурах являются жидкокристаллическими. Однако очевидно, что текучесть биологических мембран может быть весьма различной как в разных органах, так даже и в разных частях мембраны одной клетки. На это указывает различный липидный состав разных мембран или их доменов. Хотя еще не установлена общая зависимость между текучестью мембран и их биологической функцией, некоторые факторы, влияющие на текучесть, были выявлены в экспериментах на искусственных липидных мембранах. Накапливаются данные, свидетельствующие о том, что те же факторы действуют и в биомембранах. Температура фазового перехода зависит от природы боковых цепей жирных кислот. [c.71]

Влияние отдельных липидов на свойства мембраны описать нелегко. В общем можно только сказать, что текучесть биологических мембран определяется тем- пературой фазового перехода от- дельных липидов. Факторы, увели-лщитш Ш в ющие текучесть (см. выше), [c.72]

Кроме эндогенных имеются и другие факторы, которые влияют на текучесть липидного матрикса. Многочисленные нейротокси-вы и нейротропные лекарства действуют на нервную мембрану (гл. 6, 8, 9), причем некоторые из них связываются со специфическими или рецепторными участками, а другие оказывают кеспецифическое действие на общие свойства мембраны. К числу последних относятся, например, местные анестетики. [c.73]

ОТ его липофильности, т. е. от коэффициента распределения между мембраной и водой. Модельные эксперименты показали, что анестетики снижают температуру фазового перехода некоторых липидов и, таким образом, увеличивают текучесть мембраны, [9, 10]. Текучесть связана с проницаемостью мембраны для ионов и других низкомолекулярных веществ. В своем классическом эксперименте Бенгхем показал, что липосомы, содержащие радиоактивное вещество, при действии хлороформа или диэтилового эфира становились проницаемыми и выделяли радиоактивную метку в окружающую среду. Концентрация хлороформа, необходимая для этого эффекта, была достаточной для анестезии головастика. Бенгхем предположил, что один и тот же молекулярный механизм отвечает как за проницаемость мембраны, так и за анестезирующий эффект, и подтвердил этот вывод следующим экспериментом. [c.74]

В мембранах архебактерий присутствуют до 80—90 % полярных фосфо- и гликолипидов, образованных на основе ди- и тетраэфиров. Экстремально галофильные архебактерии содержат диэфиры в качестве единственных мембранных гликолипидов. В мембранах ацидотермофильных архебактерий почти все гликолипиды представлены тетраэфирами. Метанобразующие бактерии содержат ди-и тетраэфиры, соотношение их в мембранах зависит от вида. Наличие пятичленных колец в бифитаниловых цепях характерно для термоацидофильных архебактерий, и это понятно, так как эти химические структуры способствуют стабилизации мембраны, снижая ее текучесть и обеспечивая функционирование при высо- [c.410]

С другой стороны, иногда случается, что напряжения, возш-кающие в диске при рабочем давлении, близки к пределу текучести. При продолжительной работе с повышениями давления мембрана получает наклеп и не рвется при расчетном давлении. [c.427]

При получении мембран методом сухого формования возможны два варианта протекания процесса без распада исходного раствора на фазы и с распадом раствора на две фазы, из которых одна представляет собой полимерный каркас, импрегнирован-ный смесью растворителя с нерастворителем, а другая— смесь растворителя и нерастворителя, в которой растворено небольшое количество полимера, главным образом, его низкомолекулярные фракции. На рис. 3.2 представлена диаграмма изменения состояния системы при образовании мембраны в процессе испарения растворителя [22]. Из раствора с составом х сх при повышении температуры испаряется растворитель. При некотором составе Хтв, отвечающем температуре текучести Гтек, вязкость системы возрастает на несколько десятичных порядков и система теряет текучесть. Дальнейшее удаление растворителя приводит систему к составу Хс, соответствующему температуре [c.80]

Поскольку в целом ряде высокоагрессивных и высокотемпературных сред химических производств такие изделия, как, например, прокладки химаппаратуры и реакторов, фланцевые уплотнения, мембраны, диафрагмы запорной арматуры, гуммировки химаппаратуры и т.п. изделия из резин или пластиков вообще неработоспособны, предприятия вынуждены применять в качестве, например, уплотнительных материалов резиновые или паронитовые прокладки в защитных фторопластовых чехлах, которые также быстро выходят из строя вследствие текучести и механического разрушения под нафузкой тонкого фторопластового чехла и последующего быстрого разрушения резин проникающей агрессивной средой, а также в безвыходных ситуациях - свинцовые прокладки, прокладки из жесткого паронита или асборезиновые материалы, также не стойкие в агрессивных средах. [c.6]

Механические свойства гиперфильтрационных мембран при сжатии представляют особый интерес, поскольку они подобны воздействиям, которым подвергаются мембраны в условиях эксплуатации. Исследования текучести при сжатии проводят для нахождения зависимостей между уменьшением проницаемости и значениями предела текучести в процессе гиперфнльтрации. Их можно определить графически по кривой в координатах напряжение— деформация, проведя касательную линию с наименьшим наклоном к 5-образной части кривой. Точка, в которой проведенная линия касается кривой, соответствует пределу текучести (рис. 4.12). При определенном давлении наклон кривой зависимости потока через мембрану от продолжительности характеризует стабильность мембраны (рис. 4.13). Два участка кривой представляют особый интерес начальный участок, характеризующий быстрое падение величины потока, которое [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология