Седиментация эффект Джонстона Огстон

Рис. 108. Эффект Джонстона—Огстона. Концентрация более медленного компонента меняется на границе более быстрого компонента вследствие влияния последнего на его коэффициент седиментации

В случае смеси макромолекул с различными значениями 5 при относительно высокой концентрации возникает особая проблема. В этом случае молекулы мешают седиментации не только себе подобных, но и других типов молекул. К тому же молекула с большим S и большей концентрационной зависимостью, должна седиментировать через раствор более медленно движущихся молекул. При высокой концентрации более быстро осаждаемые молекулы будут так задерживаться, что они седиментируют почти с той же скоростью, что и более медленно осаждаемые молекулы при этом может происходить маскировка того факта, что в действительности имеется смесь, и можно получить ошибочную информацию о гомогенности материала. Этот процесс носит название эффекта Джонстона — Огстона. На деле для разделения больших молекул нуклеиновых кислот часто приходится работать с очень низкими концентрациями, поскольку только в этих условиях происходит разделение двух компонентов. Однако даже при этих концентрациях полученные данные показывают меньшее содержание более быстро осаждаемого компонента, чем имеется в действительности. Пример этого дан на рис. 11-14. Как будет показано ниже (см. разд. Зональное центрифугирование в предварительно подготовленном градиенте плотности ), эта трудность сводится к минимуму при использовании метода зонального центрифугирования. [c.294]

Эффект Джонстона — Огстона наблюдается в смесях двух №и большего числа-ком поне4 тов при сил ьной-зависимо та-каэ фициента седиментации от концентрации. Он состоит в том, что по мере уменьшения общей концентоации отношение концен- [c.188]

При концентрационно зависимой седиментации полидисперсного полимера из-за характера зависимости 5 (С) наблюдается замедление седиментации легких компонентов в области седиментации тяжелых, что приводит к увеличению относительной концентрации легких частиц в области седиментационной границы (так называемый эффект Джонстона—Огстона). Наиболее ярко эта разновидность эффекта автосжатия проявляется в эксперименте с двумя полимерными компонентами, достаточно различающимися по коэффициентам седиментации, когда образование отрицательного градиента концентрации медленного компонента в области седиментационной границы быстрого приводит к наблюдаемому уменьшению площади (под быстро седиментирующим пиком). Последнее более значительно, нежели то, которое обусловлено только секториальным разбавлением [2, 221 ]. При седиментации полимолекул яр ного вещества с непрерывным ММР эффект приводит к обогащению смеси легкими компонентами и получению искаженного ММР [222 ], причем эффект не исчезает и в 9-условиях [223]. Исключение влияния эффекта Джонстона—Огстона на форму седиментационной кривой экстраполяцией экспериментальных данных к С = О является наиболее надежным, но весьма трудоемким. [c.116]

Дальнейшее усложнение состоит в том, что на величины площадей под пиками оказывает влияние концентрационная зависимость коэффициентов седиментации компонентов смеси (эффект Джонстона — Огстона), а при наличии обратимого взаимодействия между макромолекулами, сказывающегося на площадях и формах пиков, также величины 5 (теория Джилберта). [c.152]

Из этого уравнения видно, что описанная аномалия проявляется в большей степени в тех случаях, когда скорости седиментации компонентов близки. При больших разбавлениях эффектом Джонстона — Огстона можно пренебречь, так что на практике при анализе смесей необходимо экстраполировать данные к малым суммарным концентрациям белка. Однако такая экстраполяция может иногда осложняться изменением количественного соотношения компонентов, например за счет диссоциации, происходящей при разбавлении. Во всяком случае, часто приходится иметь дело со шлирен-пиками, едва выступающими над базальной линией. Одним из подходов к анализу данных, входящих в уравнение (Vni.3), является подход, основанный на предположении о том, что концентрационная зависимость коэффициента седиментации медленного компонента одинакова, когда он присутствует один или вместе с быст-вым компоненто.м. Это выражается уравнениями [c.155]

ЧТО, однако, немаловажно. Так, Тротман и др. [7] показал, что концентрация в области медленного компонента в двухкомпонентной системе, изменяется сильнее, чем это можно ожидать исходя из радиального разбавления в действительности одновременно с радиальным разбавлением изменяются коэффициенты седиментации. Такая система описывается уравнением (VIII. 3), применимым ко многим другим случаям переноса масс независимо от того, имеет взаимодействие между компонентами физическую или химическую природу [8]. Эффект Джонстона— Огстона является, таким образом, частным случаем некоторого более общего явления, связанного с взаимодействием белков этот вопрос обсуждается ниже. [c.156]

Высота границы равна Hd /dx)dx в системе с одним компонентом это просто с , т.е. эта высота является мерой концентрации в области плато. Давно известно, однако, что при седиментации смеси, состоящей из двух компонентов, высоты границ не соответствуют истинным парциальным концентрациям. Этот феномен называется эффектом Джонстона—Огстона. Чтобы упростить объяснение этого эффекта, в последующих рассуждениях временно не будем учитывать радиальное разбавление. Быстрый компонент всюду седиментирует в окружении медленного с коэффициентом (рис. 11.15, А). Медленный же компонент должен иметь два разных коэффициента седиментации — в области, расположенной выше границы быстрого компонента, где на него влияет лишь его собственная концентрация, и , — ниже этой границы, где присутствуют оба компонента. Согласно равенству (11.41) или (11.42), что приводит к нетривиальным следствиям. Представьте себе, что вы движетесь вместе с быстрой границей и следите за движением медленного компонента. Взглянув в направлении мениска, вы увидели бы. что медленный компонент отдаляется от вас. причем величина потока J = ш дг(5 — Посмотрев в противоположную сторону, вы увидели бы, что медленный компонент приближается к вам, и в этом случае величина потока равна 7 = o Ar(Sg — g) g. Поскольку J больше, чем Л из приведенных выше равенств следует, что медленно седимен- [c.246]

РИС. 11.15. Эффект Джонстона—Огстона в двухкомпонентной системе. А. Скорость седиментации медленного компонента падает при переходе через границу быстрого компоиеита из-за увеличения суммарной концентрации ниже этой границы. Б. Распределения концентраций быстрого и медленного компонентов в ячейке в процессе седиментации, которые следовало бы ожидать, если бы мы могли отдельно измерить ту и другую концентрацию. В. Распределение суммарной концентрации обоих компонентов в ячейке в процессе седиментации. Коричневой линией обозначено наблюдаемое в опыте распределение, черной линией — распределение, которое следовало бы ожидать, если бы эффект Джонстона—Огстона отсутствовал. [c.248]

Эффект Джонстона—Огстона и другие эффектъ , связанные с многокомпонентностью системы,особенно сильно проявляются при скоростной седиментации, потому что все компоненты, за исключением самого медленного, всегда присутствуют совместно с другими. Это также означает, что седиментация в том виде, в каком она описана до сих пор, недостаточно эффективна как метод разделения или очистки компонентов, кроме тех случаев, когда их скорости седиментации сильно различаются. [c.248]

Зональное центрифугирование оказывается полезным при определении наличия очень маленьких количеств быстро седимен-тирующего вещества в образце В стандартном методе скоростной седиментации быстро осаждающийся компонент движется через седиментирующий медленно, при этом скорость его движения замедляется за счет эффекта Джонстона — Огстона это часто не позволяет его заметить. В зональной седиментации такие небольшие фракции седиментируют в области нулевой концентрации, поэтому их легко можно идентифицировать. [c.319]

Наряду с этим происходит вытеснение легких компонентов из придонных областей кюветы, что приводит к увеличению их концентрации, и регистрируется на седиментационной диаграмме. Этот эффект был обнаружен еще в середине 30-х годов, но впервые правильное объяснение ему было дано Огстоном и Джонстоном [73]. Сущность этого явления легко может быть понята при рассмотрении седиментации бинарной смеси раствор легкого компонента может рассматриваться при этом как растворитель тяжелого. Неизбежный противоток растворителя при движении тяжелого компонента ко дну кюветы приводит к увеличению концентрации легкого компонента. При очень большом различии молекулярных весов компонентов этот противоток может реально наблюдаться как отрицательная седиментация легкого компонента. В монографии Шахмана [2] описана такая отрицательная седиментация сывороточного альбумина (5о 4,45) в присутствии сферических частиц вируса карликовой кустистости (. о 130), При седиментации полидисперсного полимера с непрерывным МВР эффект Огстона — Джонстона приводит к некоторому обогащению смеси легкими компонентами. При малых с этим обогащением обычно можно пренебречь. [c.474]

В 1935 г. Мак-Ферлайн [2] сообщил, что результаты анализа смеси белков зависят от их общей концентрации. При повышении концентрации отношение медленных компонентов к быстрым, определенное по шлирен-диаграммам, возрастает. Педерсен [3, 4] связывал этот эффект с агрегацией. Джонстон и Огстон [5] установили, однако, что такое объяснение неверно. Они использовали окрашенный белок (гемоглобин) для визуального наблюдения его седиментации и сопоставления со шли-рен-диаграммой. Оказалось, что описанное явление является прямым следствием снижения коэффициентов седиментации с увеличением концентрации. [c.152]