Мембрана поверхностный заряд

Рис. 1S-7. Заряда, переносимого небольшим ионным током, достаточно для того, чтобы значительно изменить мембранный потенциал. Ионы, ответственные за мембранный потенциал, располагаются в поверхностном слое вблизи мембраны и удерживаются здесь благодаря электрическому притяжению к ионам противоположного знака, расположенным на другой стороне мембраны.

Поверхностный заряд мембраны создается заряженными фосфолипидами, например фосфатидилсерином, а также гликолипидами и гликопротеидами, которые придают мембранам преимущественно отрицательный заряд. Наличие заряда важно для стабильности мембранных структур (которые при нейтрализации зарядов начинают слипаться друг с другом), а также для связывания органических и неорганических ионов. Если поверхностная концентрация одновалентных заряженных групп равна о кмоль/м , то на границе мембрана — вода создается межфазный скачок потенциала того же знака, что и заряд на мембране. Величина этого межфазного потенциала ф5 связана с о уравнением Гун — Чепмена, которое в системе СИ имеет вид- [c.108]

Обратноосмотические мембраны отличаются от других типов мембран (ионно-обменных, непористых, ультрафильтрационных) невысокой плотностью поверхностного заряда, малыми размерами пор (г 20 30 А) и отрицательной адсорбцией растворенного вещества, связанной с дальнодействием поверхностных сил. Поэтому в первом приближении можно использовать для расчетов модель незаряженных пор. Ввиду малости размеров пор и неопределенности их геометрии целесообразным упрощением является введение средних скоростей течения жидкости в порах и//и (где т — пористость мембраны), средних коэффициентов диффузии растворенного вещества в поровом пространстве а, также осредненных по сечению пор значений концентрации С и потенциала взаимодействия молекул с поверхностью пор Ф = i//k7. Расчет осредненных значений и Ф применительно к различным моделям пористой структуры (цилиндрические и щелевые поры) сделан в работах [28—30]. [c.300]

Рис. 3.7. Влияние поверхностных зарядов на профиль мембранного потенциала, ДрН и Д хн+ вблизи мембраны. Отметим, что, хотя и Дтр, и ДрН меняются вблизи мембраны, суммарная величина электрохимического протонного потенциала не зависит от поверхностного заряда. Это означает, что протоны, связанные с поверхностью мембраны или локализованные вблизи нее, находятся в электрохимическом равновесии с протонами в водной фазе (Junge, 1977).

Полученные уравнения строго применимы для неионных однокомпонентных растворов. Они могут быть также использованы и для таких электролитов, когда не образуется электрическое поле, что отвечает двум условиям = v и = D (это имеет, например, место для водных растворов KG1). При невыполнении этих условий электрическое поле возникает в связи с заряжением мембраны (даже в отсутствие собственного поверхностного заряда) из-за вхождения в поры ионов разного знака в различном количестве (7 Ф Ф у ). При Ф D возникает, кроме того, перепад электрического потенциала Аф (при АС Ф 0) диффузионного происхождения. [c.303]

В наших условиях (г—1, / =96 500, = 12 кул, М — 137) п = — 58,7-Р (где Р — в граммах). Расчет по этой формуле для ионофореза без мембраны (Р — 0,004 г) дает п — 0,24, т. е. величину, значительно меньшую, чем п , что свидетельствует об увеличении отрицательного заряда белков кожи (для п = 0,53 -ь 0,56, п° = 0,60 [4]). Это увеличение объясняется в соответствии с теорией происхождения поверхностного заряда [1] воздействием ионов ОН-, образующихся в результате гидролиза и частично вводимых в кожу. [c.85]

Зависимость результирующей силы взаимодействия мембраны от расстояния между мембранами при различных плотностях поверхностного заряда (7 7,6 10) [c.39]

Из рис. XV. 14 видно, что на больших расстояниях и на очень малых расстояниях преобладает притяжение. Однако, если мембраны несут большой поверхностный заряд, для соединения мембран потребуется преодолеть очень значительную силу электростатического отталкивания. В случае умеренного поверхностного заряда энергетический барьер слияния мембран оказывается преодолимым. [c.40]

Механизмы слияния клеточных и модельных (искусственных) мембран включают в себя одни и те же стадии, что указывает на универсальный механизм взаимодействия мембран. Эти же механизмы распространяются и на слияние мембран внутриклеточных органелл, везикул с плазмалеммой, где важно учитывать специфические подготовительные стадии, ведущие к слиянию. Так, механизмы слияния в системах клетка — клетка, клетка— везикула (чаще всего, секреторные гранулы), везикула — везикула, везикула — плазмалемма, везикула — плоские бислойные липидные мембраны (БЛМ), БЛМ—БЛМ. Слияние, вероятно, происходит только в специфических участках липидного бислоя мембран. При сближении мембран возникающий скачок потенциала может инициировать образование промежуточных структур (дестабилизация мембраны), необходимых для процесса слияния. Основной эндогенный фактор слияния — ионы Са — резко снижает гидратационный барьер при слиянии мембран. Кроме того, ионы Са снижают (или нейтрализуют) отрицательный поверхностный заряд, непосредственно модифицируют структуру липидного бислоя, вызывают разделение фаз липидов в бислоях, дестабилизируя их создают кальциевые мостики между двумя контактирующими мембранами, индуцируя слияние. [c.84]

При pH, отличном от изоэлектрического значения, коллоидные частицы стабилизированы. Стабилизация коллоидных частиц приводит к поведению, контролируемому их поверхностным зарядом. Стабильные частицы остаются малыми и независимыми при переносе к мембране. Эти частицы могут легко образовывать зародыши на активных центрах мембраны. Частицы, например, гидроокиси железа прикрепляются к поверхности мембраны или посредством сил Ван-дер-Ваальса, или механических сил потока воды, направляющих их к поверхности мембраны. После образования достаточного количества зародышей начинается рост через полимеризацию. [c.198]

В соответствии с известными из коллоидной химии закономерностями изменения чисел переноса ионов в капиллярных системах (Жуков, 1949) катионитовые мембраны, имеющие отрицательный поверхностный заряд, оказываются селективно проницаемыми для катионов, а положительно заряженные ани-онитовые — для анионов. Применение ионитовых мембран позволяет осуществлять движение ионов только в нужном направлении, исключая нежелательные переходы их в обратном направлении. [c.102]

Вирусы, имеющие размер, намного меньший, чем размер бактерий, создают более низкие концентрации в анализируемой воде и будут свободно проходить через микрофильтры, если последние не обработаны кислотой или другими реагентами, вводящими положительный заряд на поверхность фильтра. При таких условиях отрицательно заряженные вирусные частицы будут адсорбироваться на микрофильтре [7]. Последующее вымывание вирусов достигается за счет увеличения pH, что способствует уменьшению взаимодействия в системе вирус — мембрана. Положительные поверхностные заряды обусловлиба-ют сообцию пирогенов, возбуждающих лихорадку эндотоксинов фрагментов стенок бактериальной клетки. Однако необходимо иметь в виду, что поверхностные заряды могут быть быстро нейтрализованы любым противоположно заряженным растворенным веществом или суспендированной частицей. Как только нейтрализующая частица вступает в контакт с заряженным участком, он теряет способность селективно сорбировать за- [c.87]

Дуэрэ [101] использовал стеклянный электрод в гальванических элементах с переносом для определения диффузионного потенциала на границе растворов НС1 с насыщенным КС1. Механизм функционирования стеклянного электрода изучался посредством измерения поверхностного заряда как функции pH для Na - и К -обратимых электродов в присутствии хлоридов Li, Na, К, s и тетраэтиламмония [102]. Не обнаружено никакой корреляции между сродством катиона к поверхности стекла и электродной функцией стеклянной мембраны по отношению к этому катиону. Функция определяется главным образом подвижностью ионов в гелевом слое. [c.301]

Хотя описанные результаты свидетельствуют об инициировании образования перекисей ОН адикалами, они сами по себе недостаточны для того, чтобы исключить возможность инициирования ре- акции в липидах биологического происхождения анион-радикалом О г-Кроме отталкивания формиат-ионов вследствие отрицательного поверхностного заряда мицелл мыла будет затруднено также и проникновение в гидрофобное ядро 0 Следует ожидать, что любые реакции между О и молекулами мыла будут протекать лишь с оставшимися в растворе мономерами. Однако мембранные системы не имеют такого высокого поверхностного потенциала, в результате чего кюжет осуществляться контакт 0 и липидов в бислое мембраны. [c.335]

Для силикатных стекол и окисной керамики, нз которыхизготавливаются пористые мембраны ЭКП, процесс образования поверхностного заряда изучен только для водных растворов, у которых при отсутствии специфически адсорбирующихся веществ потенциалопределяющими ионами являются ионы Н+ и 0Н [78, 80, 92, 93]. Несмотря на то что водные растворы мало используются в электрокинетических преобразователях, рассмотрим этот процесс достаточно подробно по двум причинам во-первых, он дает общее представление об образовании поверхностного заряда на неметаллах во-вторых, в любых неводных, даже тщательно приготовленных растворах всегда содержится некоторое количество воды, которая, являясь источником протонов, может играть существенную роль в процессе заряжения. [c.193]

Необходимо отметить, что если при действии на преобразующий элемент переменных электрического и гидродинамического полей имеет место изменение суммарного поверхностного заряда в капиллярах, го в полном электрическом сопротивлении мембраны должны появиться дополнительные, зависящие от частоты емкостная и активная составляющие. Такая ситуация возникает, например, на кварцевых мембранах в водных растворах электролитов, когда за счет поляризации двойного электрического слоя возникает низкочастотная диэлектрическая дисперсия [100], [c.222]

Наличие фиксированных поверхностных зарядов клеточных мембран приводит к образованию около мембраны двойного электрического слоя, который является важным фактором в протекании многих биоэлектрохимических процессов. [c.89]

Нри столь малых, объемах тилакоида поверхностные заряды мембраны также могут влиять на поведение ионов в прилегающем к мембране диффузном электрическом слое (см. 5 гл. XVIII). Размеры данного слоя сравнимы с расстояниями между близкими поверхностями тилакоидных мембран, обращенных в сторону матрикса. Очевидно, значительная часть протонов не выходит внутрь тилакоида, а остается связанной внутри мембраны в метастабильных протонных пулах. Распределение Н+ [c.216]

Значительно сложнее, по-видимому, рецепция неорганических солей, у которых ионы не связаны напрямую с злектрогенезом. Здесь может включаться целая гамма явлений, таких, как действие на состояние липидного матрикса, а через него на работу электрогенных насосов и ионных каналов непосредственное действие на состояние ионных каналов влияние на состояние электрогенных систем мембраны путем ее растяжения и сжатия вследствие изменения осмотических свойств клетки изменение состояния мембраны и ее электрогенных систем путем изменения поверхностного заряда и т,д. [c.128]

Поверхностный потенциал мембраны играет еще и важную роль в биоэлектрохимических процессах. В экспериментах обычно измеряют близкую величину - электрокинетический потенциал (дзета потенциал), или потенциал скольжения. Он определяется с учетом того, что первый слой ионов со своими гидратными оболочками и первый слой молекулы воды, смачивающих твердую фазу, удерживаются около заряженной поверхности при движении мембранной частицы относительно жидкости. Электрокинетические явления (электроосмос, электрофорез, потенциал течения, потенциал оседания) обусловлены мебранным поверхностным зарядом. [c.140]

Компетентные клетки отличаются от некомпетентных изменением свойств клеточной оболочки. У них снижен поверхностный заряд, повышена чувствительность к осмотическому шоку. Последнее обстоятельство, обусловлено, по-видимому, тем, что у компетентных клеток обнажены участки цитоплазматической мембраны. Предполагается, что именно с ними и взаимодействует трансформирующая ДНК. Прямое доказательство роли частичного удаления клеточной стенки для трансформации клеток Вас. subtilis было получено Прозоровым (А. А. Прозоров, 1965). Он показал, что лизоцим в концентрации 1 — 2 мкг/мл заметно повышает выход трансформатов. При этом еще не происходит превращение клетки в протопласт. Более того, значительное удаление клеточной стенки подавляет компетентность. [c.119]

Компетентные клетки составляют не более 5-10 % всей популяции бактерий. Они отличаются от некомпетентных клеток по составу клеточной стенки, имеют сниженный поверхностный заряд и повышенную чувствительность к осмотическому шоку. Последнее, по-видимому, обусловлено тем, что у компетентных клеток имеются участки обнаженной плазматической мембраны. Предполагают, что именно с ними и взаимодействует трансформирующая ДНК. Компетентные клетки характеризуются пониженной метаболической активностью и меньшими размерами по сравнению с обычными клетками. Различие в размерах позволило выделить фракции компетентных клеток из культуры В. subtilis зональным центрифугированием в градиенте плотности сахарозы или ре-нографина и доказать, что экзогенная Д1Ж проникает только в компетентные клетки. [c.235]

Показано (рис. 9.6), что ПАВ, для которых не выявлено такое взаимодействие, не являются эффективными добавками. Когда речь идет об анионных ПАВ, необходимо учитывать другой фактор — отрицательный заряд самой мембраны, который, несмотря на низкую величину, обычно приводит к отталкиванию одноименно заряженных веществ. Однако блок-сополимер по-лиоксиэтилена и полиокеипропилена, для которого наблюдался умеренный сдвиг (0,1 мкм) этого колебания (рис. 9.7), оказался совершенно неэффективным в качестве добавки. Поэтому образование водородных связей между водой и ПАВ можно рассматривать как необходимое, но недостаточное условие эффективности ПАВ как добавки. По всей вероятности, структурная упорядоченность внутри жидкой поверхностно-активной мембраны так же необходима, как для твердой мембраны, которую [c.312]

Электрофоретическое движение белковых частиц, несомненно, определяется их электрическим зарядом, т. е. ионизированными группами белковой молекулы. Возникает вопрос, только ли ионные группы, расположенные на поверхности глобулярных белковых частиц, обусловливают это движение или же ионные группы, спрятанные внутрь белковой частицы, также принимают в этом участие В опытах с различными клетками и бактериями было показано, что их электрофоретическое поведение определяется поверхностным слоем. Кроме того, было установлено в некоторых случаях, что кварцевые частицы, покрытые слоем адсорбированного белка, электрофоретически ведут себя таким же образом, как белок, из которого образован их поверхностный слой [87]. Из сказанного следует, что подвижность белковых частиц определяется потенциалом их поверхности. Поскольку этот потенциал выявляется только во время движения частицы или окружающего раствора в электрическом поле, его называют электрокинетическим потенциалом или -.-потенциалом. Его величина определяется путем электрофореза, или, если мы имеем дело с белковыми мембранами, путем электроосмоса, или, наконец, измерением потенциалов течения. Последние возникают в результате продавливания раствора через поры белковой мембраны. При исследовании величины С-потенциала покрытой белком поверхности, например, покрытых адсорбированным белком стеклянных капилляров, все три метода дают одинаковые [c.96]

Поверхностные монослои широко используют в качестве модельных мембранных систем. С их помош ью изучают подвижность и типы упаковки молекулярных компонентов в мембранах, межмолекулярные взаимодействия в мембранах, механические свойства мембран исследуют кинетику и механизмы ферментативных процессов, протекаюш их на границе раздела фаз изучают процессы переноса ионов и электронов через границу раздела фаз, инжекцию заряда в липидный слой (диэлектрик) и т. д. Однако этот метод имеет ряд ограничений, в значительной степени обусловленных тем, что монослой — это лишь половина липидного слоя мембран, обраш енного в газовую фазу. Последнего ограничения удается избежать при использовании в качестве мембраны мономолекулярного слоя, образуюш егося на границе двух несмешиваюш ихся жидкостей (углеводород-вода). Более адекватные модели, представляюш ие собой липидные бислои, удается получить в виде полимо-лекулярных структур, которые образуются липидами в объеме водной фазы. Лиотропный и термотропный полиморфизм липидов. Как было показано, полярные части мембранообразуюш их липидов сильно взаимодействуют с водой, поэтому эти соединения могут смешиваться с водой в любых соотношениях. Однако возникаюш ие смеси не представляют собой истинных растворов, а образуют многообразные упорядоченные фазы с периодической структурой. В зависимости от [c.11]

Поверхностный потенциал обусловлен фиксированными зарядами мембраны, образованными диссоциируемыми группами в полярных головках липидов, а также ионизируемыми группами аминокислот, входящих в состав структурных белков мембраны. Фиксированные на поверхности мембраны заряды и притягивающиеся к ним противоионы образуют двойной электрический слой (см. 5 гл. ХУП1). [c.111]

Смотреть страницы где упоминается термин Мембрана поверхностный заряд: [c.161] [c.77] [c.161] [c.546] [c.379] [c.235] [c.303] [c.140] [c.140] [c.140] [c.11] [c.140] [c.412] [c.164] [c.266] [c.274] [c.276] [c.47] [c.256] [c.165] [c.91] [c.294]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология