Морфология мембран

Для получения мембран могут быть использованы все виды синтетических материалов от неорганических (керамики, стекла или металлы) до органических (все виды полимеров). Основным принципом модифицирования этих материалов является получение требуемой структуры мембраны с морфологией, соответствующей данному процессу разделения. Выбор материала ограничивает методику приготовления, получаемую морфологию мембраны и принцип разделения. Другими словами, не всякая проблема разделения может быть решена с помощью данного типа материала. [c.91]

Возникает вопрос какие параметры важны для морфологии мембраны и как их можно контролировать В следующем разделе будет описано влияние наиболее важных параметров формирования мембраны по отношению к получаемой структуре мембраны. [c.139]

III.7. Влияние различных параметров на морфологию мембраны [c.139]

В предыдущей главе были даны термодинамические и кинетические соотношения для описания формирования мембраны с помощью процессов инверсии фаз. Эти соотношения содержат различные параметры, которые оказывают большое влияние на диффузию и процессы фазового разделения и, следовательно, на конечную морфологию мембраны. Показано, что могут быть получены два различных типа мембран, пористые мембраны (микрофильтрационные и ультрафильтрационные) и непористые мембраны (для первапорации и газоразделения), в зависимости от типа механизма формирования, а именно мгновенного фазового разделения или фазового разделения с запаздыванием. [c.139]

В связи с этим выбор полимера не является столь важным, хотя и непосредственно влияет на тип растворителя и нерастворителя, которые могут быть использованы. В этом разделе описано влияние различных параметров на морфологию мембраны. В качестве примера взяты два широко используемых полимера, полисульфон (ПСФ) и ацетат целлюлозы (АЦ). Будет рассмотрено влияние следующих факторов [c.139]

Каково влияние выбора системы растворитель/нерастворитель на морфологию мембраны Как описано в предыдущем разделе, два различных механизма формирования мембраны приводят к двум различным типам структур, причем разница между двумя механизмами характеризуется временем, в течение которого происходит фазовое разделение жидкость/жидкость. В соответствии с наблюдениями, представленными на рис. 111-36, следует ожидать, что полимер с ТГФ или ацетоном в качестве растворителей и водой в качестве нерастворителя будет образовывать плотную мембрану (фазообразование с запаздыванием). Если в качестве растворителя используется ДМСО и ДМФА, а в качестве нерастворителя — вода, будет образовываться пористая мембрана (мгновенное фазовое разделение). В самом деле, системы полисульфон/ДМФА/вода, АЦ/ДМСО/вода и АЦ/ДМФА/вода образуют ультрафильтрационные мембраны [17]. С [c.143]

Если две полости, заполненные газом, разделены асимметричной мембраной, молекулы газа будут диффундировать из полости, где поддерживается большее давление. В зависимости от морфологии мембраны, которая схематически представлена на рис. У-б, различные механизмы транспорта могут реализовываться в разных ее частях [c.228]

Таким образом, каждый тип мембраны характеризуется видом взаимодействия молекул газа и структурных элементов матрицы. Количественными характеристиками этого.взаимодействия являются энергия связи и потенциал, зависящие от параметров межмолекулярного взаимодействия, молекулярной природы и морфологии матрицы мембраны. Энергия связи определяется тепловым эффектом, сопровождающим образование системы мембрана — газ для сорбционно-диффузионных мембран— теплотой сорбции, в реакционно-диффузионных мембранах, кроме энтальпии растворения газов, заметный вклад вносит тепловой эффект химической реакции. В газодиффузионных мембранах энергия связи близка к нулю. [c.14]

Прокариотические сине-зеленые водоросли (цианобактерии) являются простейшими фотосинтезирующими организмами, выделяющими кислород. Они не содержат хлоропластов, но имеют более или менее развитые внутренние фотосинтетические мембраны, включающие хлорофилл а, каротиноиды и фикобилины. Опишите все изменения в морфологии, ультраструктуре и составе пигментов, которые можно ожидать при переносе цианобактерий из 1) условий низкой освещенности в условия высокой освещенности и высокого содержания кислорода, 2) условий высокой освещенности в условия низкой освещенности, 3) условий освещения белым светом в условия освещения зеленым или красным светом. [c.402]

В этой главе рассматриваются полимерные смеси, компоненты которых могут быть как совместимыми, так и несовместимыми. Вначале обсуждаются несовместимые системы, в том числе смеси разных эластомеров, двухкомпонентные волокна и пленки, смеси со свойствами, характерными для бумаг, двухкомпонентные мембраны с высокой степенью упорядоченности и древесина. Далее рассмотрены некоторые реологические свойства смесей, в особенности влияние течения на морфологию. Описаны также свойства совместимых смесей, в том числе изоморфных композиций. [c.233]

Мембраны из ароматических полиамидов обладают повышенной химической стойкостью по сравнению с мембранами из ацетатов целлюлозы. Они достаточно стойки к разбавленным растворам кислот, щелочей, ацетона и другим водно-органическим смесям. Хотя набухание мембран в различных органических растворителях приводит к некоторому изменению их характеристик, что связано с изменением морфологии, результаты, получаемые при работе с водно-органически-ми смесями, достаточно стабильны [108]. [c.238]

Знание морфологии важно для понимания проницаемости и селективности таких полимерных мембран, как плотные пленки (включая тонкие поверхностные слои асимметричных мембран на основе ацетата целлюлозы) и мембраны для диализа и разделения газов. Кристалличность влияет не только на процесс транспорта в материале, но и на различные химические и механические свойства, которые, в свою очередь, будут обусловливать изменение параметров мембраны во времени. [c.114]

Простая, но наглядная иллюстрация морфологии анизотропной мембраны дается также фитильным тестом, который состоит в следующем. Ручку без пера приводят в контакт с любой поверхностью (в данном примере — с поверхностью микрофильтрационной мембраны толщиной 0,45 мкм), затем наблюдают за появлением круглых пятен неодинакового диаметра на противоположных сторонах фильтра. На микрофотографиях поперечных сечений мембран с такими пятнами видны фитильные рисунки, обусловленные различиями в капиллярности низкая степень анизотропии приводит к минимальной впитываемо-сти (рис. 7.32, а), средняя — к значительно большей (рис. 7.32,6), высокая — к максимальной (рис. 7.32, в). Из рис. 7.32, г видно, что одна часть объединенного бислоя содержит мелкие поры (в которых капиллярные силы достаточно резко выражены), другая — более грубые ячейки. [c.276]

Митохондрии, имеющиеся во всех эукариотических клетках, и свойственные только растениям пластиды (из которых наибольший интерес представляют хлоропласты) преобразуют энергию в формы, которые могут быть использованы для проведения внутриклеточных реакций. Специфическую функцию этих органелл отражает наиболее поразительная черта их морфологии - обилие внутренних мембран. Мембраны выполняют в этих энергопреобразующих органеллах две ключевые функции Во-первых, они осуществляют процессы переноса электронов, в результате которых энергия реакций окисления (см. разд. 2.2.4) преобразуется в более полезные формы, главным образом в энергию АТР. Во-вторых, мембраны образуют в органелле большие внутренние компартменты, в которых находятся ферменты, катализирующие другие внутриклеточные реакции. [c.430]

Внутренняя мембрана обычно образует многочисленные складки, выступающие в область матрикса, которые называют кристами. Благодаря этим складкам общая поверхность внутренней мембраны в митохондриях печени почти в пять раз превышает общую поверхность наружной мембраны и составляет около трети поверхности всех мембран клетки (см. табл. 7-2). В митохондриях сердечной мышцы крист втрое больше, чем в митохондриях печени вероятно, это связано с большей потребностью сердечной ткани в АТР. Морфология крист в митохондриях разных клеток может быть весьма различной (рис. 9-7) значение этих различий неизвестно. Кроме того, митохондрии часто содержат специальные ферменты, позволяющие им наилучшим образом обслуживать именно те клетки, в которых они находятся. В этой главе мы не будем останавливаться на подобных различиях, а рассмотрим только те ферменты и другие особенности, которые характерны для всех митохондрий. Прежде чем перейти к деталям процессов переноса электронов, определяющих специфические черты этих органелл, рассмотрим кратко основные метаболические пути, приводящие к образованию субстратов для ферментов дыхательной цепи. [c.10]

В ряде предложенных моделей выявлены новые возможности структурной организации мембраны. Согласно одной из них структурными единицами мембраны являются липидные глобулы, погруженные в белковую матрицу таким образом, что полярные головы образуют периферию глобул (рис. 15, В). По другой модели белковые глобулы погружены в липидную массу, сохраняющую организацию бислоя (рис. 15, Г). Однако в свете имеющихся данных по многообразию функций и морфологии мембран модели с повторяющимися структурными единицами воспринимаются критически. [c.42]

N 27/46, 1986] и пероксид водорода [118]. Градуировочный график зависимости потенциала электрода от обратного логарифма концентрации фтор-иона при использовании отечественного фтор-селективного электрода ЭГ-У1 линеен, как правило, до концентрации фторид-иона 1 10 М. При меньших концентрациях наблюдается отклонение от линейности, которое может быть вызвано различными причинами содержанием примеси Р -иона в фоновом электролите, мешаюшим влиянием 0Н -ионов, растворимостью мембраны электрода, сорбцией на поверхности мембраны г- -ионов или его груднорап виримых соединений с другими ионами металлов с изменением морфологии мембраны и др. Учитывая фоновый отклик электрода, вызванный присутствием Р -ионов в фоновом электролите или мешающее влияние ОН в буферном растворе удалось расширить область линейности градуировочного графика до концентрации Р -иона [c.129]

Как показано в этом разделе, возможны два типа процесса фазообра-зования, приводящие к двум типам морфологии мембраны, а именно [c.134]

Обычно трудно прямо связать оба типа параметров, поскольку размеры и форма пор определяются недостаточно надежно. И часто использующиеся в простейших моделях конфигурации пор (цилидри-ческие поры или плотно упакованные сферы), как правило, сильно отличаются от реальной морфологии, см. рис. 1У-3. Тем не менее, путем комбинации определенных методов можно получить информацию о морфологии мембраны, пригодную в первом приближении для определения возможных областей ее применения. Кроме того, такая информация полезна в качестве обратной связи при изготовлении мембран. [c.169]

Матрица мембраны, изготовленная из сплава, обычно представляет гетерофазнуго систему с довольно сложной субструктурой, зависящей также и от технологии получения. Сорбционные и диффузионные характеристики каждой из фаз различны, средние значения растворимости и коэффициента диффузии, определяющие проницаемость мембраны, зависят от формы и размеров кристаллических образований, их взаимного расположения, концентрации растворенного вещества и других характеристик морфологии гетерофазных твердых растворов. [c.118]

Внутрицитоплазматические мембраны фотосинтезирующих эубактерий могут иметь вид трубочек, пузырьков (везикул, хро-матофоров) или уплощенных замкнутых дисков (тилакоидов), образованных двумя тесно сближенными мембранными пластинами (ламеллами) (см. рис. 4). Система фотосинтетических мембран очень пластична. Ее морфология и степень развития в клетке определяются многими факторами внещней среды (интенсивностью света, концентрацией кислорода, снабжением клетки питательными веществами), а также возрастными характеристиками культуры. [c.53]

Группа объединяет клетки разной морфологии кокки, палочки, диски, нити или неправильной дольчатой формы. Клеточные стенки, окрашивающиеся отрицательно по Граму, построены из гликопротеиновых или белковых субъединиц. Мембраны монослойные, содержат липиды, построенные на основе тетраэфиров глицерина. Бифитанильные цепи содержат от 1 до 4 пятичленных циклических фуппировок. [c.433]

Клеточная стенка у растений-это особая форма внеклеточного матрикса, который находится в тесном контакте с наружной поверхностью плазматической мембраны. На поверхности большинства животных клеток тоже имеются различные элементы внеклеточного матрикса (см. разд. 12.3Х образующие так называемый гликокаликс, однако растительная клеточная стенка, как правило, гораздо толще и прочнее, имеет более упорядоченное строение и, что особенно важно, обладает большей жесткостью. С появлением относительно жесткой клеточной стенки, толщина которой варьирует в пределах от 0,1 мкм до многих десятков микрометров, растения утратили способность передвигаться и поэтому не приобрели в процессе эволюции ни мышц, ни костей, ни нервной системы. Можно даже сказать, что большая часть различий между растительными и животными организмами-в питании, пищеварении, осморе-гуляции, росте и размножении, в характере межклеточных связей, в защитных механизмах, равно как и в морфологии,- обязаны своим происхождением клеточной стенке растений. [c.160]

Асимметричные пленки р-2221 отливали из растворов либо в трифторуксусной кислоте, либо в смесях диметилацетамид — ЫС1. Из этих растворителей получают мембраны сильно различающейся структуры, как показано на рис. 21.1, а и б [4]. Довольно широкое варьирование условий полива позволяет сформовать из смеси диметилацетамид — Ь1С1 пленки очень регулярной капиллярной структуры с диаметром пор около 5 мкм. Малоугловое рассеяние света набухшими в воде пленками подтверждает что эта структура существует и во влажном состоянии и это не является артефактом, проистекающим из процедуры приготовления образцов для сканирующей электронной микроскопии [4]. Структура, показанная на рис. 21.1, б, является примером морфологии, образующейся в мембранах, отлитых из трифторуксусной кислоты. Этот растворитель обеспечивает гораздо лучший контроль структуры мембраны. На рис. 21.7 будет иллюстрировано влияние времени испарения растворителя. [c.350]

Приверженцы структурного подхода полагают, что для установления взаимосвязи между структурой и свойствами мембран необходимо по возможности полное знание их морфологии. С их точки зрения, недостаточно знать лищь то, что транспорт пер-меата проходит через поры мембраны чрезвычайно важно установить природу пор и способы формирования мембран. Возможность решения этой задачи обусловлена тем, что простран- [c.11]

В том случае, когда происходит взаимодействие мембрана — пермеат, влияние кристаллической морфологии на проницаемость выражено даже более резко, чем в случае неконден-сирующихся газов, поскольку кристаллиты фактически ведут себя как поперечные сшивки, ограничивающие набухание аморфных областей. С увеличением степени набухания диффузность значительно возрастает. Селективность проницаемости в кристаллической мембране выше, чем в аморфной, из-за более ограниченного набухания. Отмечена более высокая селективность кристаллического полиэтилена по сравнению с аморфным к 0-, м- и п-изомерам ксилола (рис. 2.2). [c.31]

До сих пор не существует четкого представления о морфологии плотных мембран в стеклообразном состоянии. Последние данные, полученные для нескольких целлюлозных пленок с помощью электронной микроскопии, согласуются с представлением о плотной структуре как состоящей из беспорядочно плотно упакованных полусферических субъячеек [21]. Шен и Крстцмар впервые изучили эти глобулярные субъячейки [21] и установили, что они являются слишком маленькими, чтобы включать в себя всю молекулу, и предположили, что отдельная полимерная цепь образует ряд ячеек, сравнимый с нитью гранул. Иех и Гейл [18] обнаружили подобные структуры, названные Кейтом глобулярными кристаллитами [22], в полиэтилентерефталате их диаметр был 75 А, а среднее расстояние между центрами — 125 А. Этим глобулам приписали некий паракристаллический порядок. Когда такие мембраны отжигают при температурах, близких к температуре стеклования (65 °С), глобулы перемещаются относительно друг друга и агрегируют в кластеры диаметром от 5 до 10 глобул. В этот момент с помощью дифракции электронов и Х-лучей регистрируется наличие кристалличности. При длительной термообработке появляются первые симптомы роста сферолитов, которые затем могут быть зафиксированы. Оказывается, что в волокнах глобулы сами ориентируются в ряды, поперечные оси волокна. Отжиг при 154 °С приводит к образованию сферолитов, составленных из ламелей. Холодная вытяжка аморфных пленок (аморфных в том смысле, что они являются прозрачными и в них не обнаруживают кристалличности при рентгеноструктурном анализе) является причиной ориентации глобул. Термообработка при температуре, близкой к температуре плавления, вызывает ориентацию и приводит к образованию глобул с заметно увеличенными размерами. [c.234]

Таким образом, видно, что структура покрытой барьерным слоем мембраны имеет отношение к структуре свежеотлитого полимерного раствора. Оказалось, что для получения мембраны большой производительности необходимо сохранить структуру раствора в твердой фазе. Перенесение морфологии раствора на мембрану характерно для мембран, покрытых барьерным слоем , впервые описанных Лоэбом и Соурираджаном. С этой точки зрения легко дифференцировать мембраны, которые давали наибольшие обратноосмотические потоки, и мембраны, у которых тонкий плотный слой имел морфологию твердого тела. [c.270]

Кроме изменения морфологии и физиолого-биохимических процессов, в зависимости от фазы роста культуры наблюдается изменение содержания ДНК и нуклеоидов в микробных клетках. Исследователи уделяют особое внимание вопросам изменения нуклеиновых кислот и процессу деления нуклеоидов. На периодических культурах были получены сведения, раскрывающие механизмы взаимосвязи репликации ДНК и клеточного деления [12, 76, 96]. Предложена модель репликации хромосомы, согласно которой процесс репликации связан со сте-почно-мембранным комплексом [12, 76, 81, 101]. Имеются предположения, что репликация внехромосомных элементов (эписом п плазмид) также связана с участками цитоплазматической мембраны [99]. За последние годы появились наблюдения, указывающие на возможную независимость репликации ДНК от роста клеточной стенки [89]. [c.97]

Банкс и Шарплес обосновали, что асимметрия свойств мембран связана с их морфологией — наличием у полупроницаемых мембран двухслойной структуры поры, находящиеся в плотном слое мембраны, действуют как обратные клапаны, которые при приложении давления со стороны плотного слоя закрываются и не пропускают молекулы растворенных веществ . В противовес этому Грепл и Пуш объяснили низкое значение солезадержания, полученное при подаче разделяемого раствора к неактивному слою мембраны, концентрационной поляризацией, развивающейся в пористом слое асимметричных мембран . [c.20]

Попятно, что ira каждом уровне дробления решающим могут оказаться данные разных разделов биологии или (и) психологии. Например, для построения феноменологических моделей сенсорных систем основу представляли сведения из психофизики. Для более подробных моделей, включающих представления о характере iij)e-образований в составляющих систему нейронных ядрах, необходимы результаты электрофизиологических исследований этих ядер. Но чтобы приблизиться к пониманию механиз.мов передачи и переработки информации — носителями которой являются потоки нервных импульсов,— требуются модельные представления на нейронном уровне, т. е. на уровне иггформационных преобразований Б нервных клетках и организации взаимодействия между ними. Наиболее детальная. модель предполагает понимание по крайней мере характера н])еобразований в тех элементах нейрона, которые по сои-ременпым воззрения.м определяют переработку информации,— это мембрана клетки, сома, дендриты, синапсы. Здесь уже нужны данные не только физиологии и морфологии нервной клетки, но и результаты моделирования но существу молекулярных процессов в мембране. Примечательно, что здесь начинается и разделение сфер исследования. Для тех кто моделирует информационную сторону процессов в нервной системе, приближается момент, когда достаточно ограничиться феноменологическими сведениями о более мелких элементах (посчитать их за черные ящики ). Вместе с тем здесь начинается сфера интересов биохимии и молекулярной биологии, данные которых как бы поддерживают снизу весь этот комплекс информационных исследований нервных процессов, помогая установить свойство наиболее ма.чых элементов, влияющих на специфику оперативной переработки нервной информации. [c.10]

Различия рецепторов по свойствам их мембраны. Морфологи [89, 90] усматривают различие в активности мембран этих клеток мембрана ВК более активна, чеммебрана НК. Такой вывод основан на данных о большей концентрации ацетилхолина в ВК, чем в НК. Гистохимические данные указывают на ответственность именно [c.76]

Оогенез. У всех млекопитающих оогенез сильно отличается от сперматогенеза. Общая схема представлена на рис. 5.13 (разд. 5.1.3.3). На рис. 2.24 и 2.25 приведена схема цитологических процессов. Ооциты полностью формируются уже на поздней эмбриональной стадии. После диплотены клетка переходит в стадию диктиотены, для которой характерна морфология хромосом типа ламповых щеток . В этой стадии мейоз останавливается на долгие годы. После рождения большинство ооцитов дегенерирует. В процессе полового созревания некоторые ооциты начинают расти, заканчивают первое мейотическое деление и вступают в профазу II и затем в метафазу II. В это же время начинается овуляция. Мейоз завершается только после оплодотворения. Вокруг женских и мужских гаплоидных наборов хромосом образуется ядерная мембрана, и зигота теперь содержит два пронуклеуса . Эта стадия особо чувствительна к нарушениям, выз- [c.58]

Таким образом, судя по этим исследованиям, в формировании нейронных сетей участвует множество факторов. Трудность интерпретации связана с тем, что действие гена никогда не бывает изолированным напротив, каждый мутант — результат комбинации ряда эффектов. Эти эффекты не ограничиваются областью мозжечка, а включают множество аномалий во всей нервной системе. Несмотря на эти осложнения, некоторые из генных эффектов удивительно специфичны. Кроме того, электрофизиологические исследования клеток Пуркинье у вертунов и шатунов показали, что, несмотря на аномальную морфологию этих клеток, в основном свойства их возбудимой мембраны нормальны. Полученная картина отчетливо свидетельствует о глубоком влиянии генных аномалий на процесс развития и в то же время о том, что существуют резервные возможности, обеспечи- вающие создание более или менее нормальных нервных связей,. несмотря на указанные аномалии. [c.254]

Комплекс цАМФ — БАК влияет на синтез компонентов клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. С этим связано изменение состава белков наружной мембраны и морфологии клеток, нарушение образования жгутиков, ворсинок, фаговых рецепторов у мутантов Суа и Сгр. Это, в свою очередь, сказыва- [c.35]

Через 8—9 дней разросшиеся на фильтре эпителиальные мембраны становятся многослойными. Эпителий в них приобретает характерную морфологию полигональных печеночных клеток, собранных в балки. На мембране расположено большое количество эритроидных и миелоидных элементов которые образуют крупные сливные очаги. В состав очагг [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология