Амфолиты. Буферные растворы

Чем объясняется буферное действие растворов амфолитов [c.204]

Глава 13 Амфолиты. Буферные растворы [c.125]

Глава II АМФОЛИТЫ. БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ [c.137]

В работах Худяковой, Крешкова и их сотрудников 90—94] выведены уравнения кривых титрования кислот, оснований, солей слабых кислот, солей слабых оснований, амфолитов и смесей электролитов кислотно-основного характера (включая пятикомпонентные смеси) в водных растворах с учетом коэффициентов активности ионов. Эти уравнения использованы для построения теоретических кривых кондуктометрического титрования. Для решения уравнений применяли электронную счетно-вычислительную технику. В последние годы ЭВМ применяли Хаман 95] для вычисления концентрации ионов водорода в процессе нейтрализации многоосновных ки(рлот в водных растворах, а также Эбель [96, 97] для вычисления концентрации ионов водорода в процессе титрования слабых кислот сильными основаниями. Расчет вели на специальных прибор-машинах, позволяющих проводить одновременно титрование и расчет, основанный на потенциометрическом принципе. В работах (98, 99] выведены уравнения кривых титрования солей металлов ЭДТА в отсутствие и в присутствии буферных смесей. Уравнения применены для построения теоретических кривых кондуктометрического титрования. Полученные сложные системы уравнений решали на ЭВМ. [c.39]

Ионы и молекулы амфолитов. К ним относят аминокислотные и белковые буферные системы. Если аминокислоты или белки находятся в изоэлектрическом состоянии (суммарный заряд молекулы равен нулю), то растворы этих соединений не являются буферными. Они начинают проявлять буферное действие, когда к ним добавляют некоторое количество кислоты или щелочи. Тогда часть белка (аминокислоты) переходит из изоэлектрического состояния в форму белок-кислота или соответственно в форму белок-основание . При этом образуется смесь двух форм белка а) слабая белок-кислота соль этой слабой кислоты б) слабое белок-основание соль этого слабого основания [c.109]

Случаи титрования растворов амфолитов можно сопоставить с титрованием слабых кислот или оснований. В начальный момент pH раствора определяется концентрацией соли и значением Кна или Км.он, в промежуточных точках — буферным действием, в момент эквивалентности — образующейся в результате реакции слабой кислотой (или основанием). [c.166]

Выведите уравнения (3-72) и (3-73) для буферной емкости амфолита. Используя уравнение (3-24), найдите выражение для буферной емкости раствора сильной кислоты. [c.73]

Описанные в настоящей главе методы можно использовать для обнаружения, а в некоторых случаях и для количественного определения белков после их разделения с помощью электрофореза в средах, содержащих обычные буферные растворы. В присутствии высоких концентраций таких добавочных агентов, как ДСН или мочевина, следует уделять особое внимание правильной фиксации белков. Амфолиты-носители, применяемые при изоэлектрофокусировании, создают дополнительные трудности, так как образуют со многими белковыми красителями нерастворимые комплексы. Поэтому при наличии в растворах указанных добавок необходимо применять модифицированные методы окрашивания. Некоторые примеры окрашивания белков после электрофореза в присутствии ДСН или амфолитов-носителей приведены в главах, посвященных соответствующим методам разделения. [c.278]

При переносе ИЭФ на узкие капилляры применение стабилизирующих гелей не является безусловно необходимым. Правда, ЭОП необходимо полностью подавить для того, чтобы сделать возможным образование градиента pH, иначе ЭОП быстро вынесет раствор амфолита из капилляра и сделает невозможным проведение фокусировки. Управлять ЭОП можно, как уже отмечалось в одной из глав, модифицируя поверхность капилляра. Понижать ЭОП для проведения фокусировки можно также, добавляя высоковязкие полимеры, например, метилцеллюлозу, для повышения вязкости буферного раствора. Преимущество последнего способа заключается в том, что зачастую для ИЭФ необходимо применять очень высокие значения pH, а ковалентное покрытие капилляра не может долго выдерживать сильнощелочные значения pH. [c.106]

Градиент pH создают путем приложения постоянного электрического поля к смеси амфолитов-носителей (амфотерных соединений низкой молекулярной массы с близкими значениями р/). Сами амфолиты-носители фокусируются, т. е. выстраиваются вдоль электрического поля от анода к катоду в порядке возрастания значений р/, формируя таким образом градиент pH и обеспечивая достаточную буферную емкость и проводимость раствора. Так как суммарный заряд белка зависит от значения [c.125]

Являясь амфолитом, ванадий (V) может присутствовать в водных растворах как в катионной, так и в анионной форме. Для нахождения содержания ванадия в нефтях применяли различные виды полярографии. Хорошо изученным полярографическим фоном при этом является аммиачный буферный раствор. Так, для нахождения содержания ванадия в нефтях использовали переменно-токовую полярографию [113], а при анализе на ванадий й никель битумов — осциллографическую полярографию [114]. [c.45]

Опыты, проведенные при различных концентрациях амфолитов-носителей, свидетельствуют о том, что изоэлектрическая точка белка не зависит от концентрации амфолитов [24]. Обычно работают при концентрации амфолитов 1% (вес/объем), т. е. для работы на колонке объемом 110 мл требуется 1,1 г амфолитов, или 2,75 мл 40%-ного запасного раствора. Работают и при 0,5%-ной концентрации амфолитов, хотя изменение буферной емкости непропорционально изменению концентрации. Более высокое содержание амфолитов (свыше 1%) повышает растворимость белков, склонных выпадать в осадок в изоточке [21]. [c.309]

В результате описанного процесса все амфолиты выстраиваются вдоль электрического поля от анода к катоду в порядке возрастания значений р1. Все они при этом нейтрализуются, навязывают тому объему воды, в котором они преобладают, значение pH равное их р1, и обеспечивают буферную емкость раствора в этом месте, т. е. ведут себя точно так, как им свойственно при растворении в воде в отсутствие других амфолитов. [c.11]

Чем меньше объем собранных фракций, тем надежнее измерение ИЭТ. Однако этот объем обычно определяется конструкцией рН-метра. Зачастую фракции приходится разводить, чтобы получить объем, достаточный для измерения pH. Но в этом случае следует помнить, что разведенные амфолиты-носители обладают меньшей буферной емкостью. Кроме того, нужно принимать специальные меры для защиты растворов от влияния атмосферного СОг. Значения pH зависят также от температуры. Отсюда вытекает, что ИЭФ и измерение pH лучше проводить при одной и той же температуре. [c.144]

Для осуществления ИЭФ амфолиты не только должны задавать каждой точке градиента определенное значение pH, но и обеспечивать в этой точке буферную емкость, достаточную для того, чтобы это значение не зависело от присутствия белка в растворе. Очевидно, что глицин нельзя использовать в качестве амфолита для ИЭФ. [c.8]

Два последних примера показывают, каковы должны быть особенности структуры амфолитов, отвечающих условиям образования градиента, т. е. обладающих способностью задавать раствору нужное значение pH, при этом нейтрализуясь и обеспечивая хорошую буферную емкость раствора. По-видимому, это должны быть молекулы, несущие комбинации из нескольких, не обязательно первичных, аминов и карбоксилов (или других кислотных остатков), связанных между собой короткими углеводородными цепочками таким образом, чтобы взаимная нейтрализация зарядов при растворении сопровождалась установлением нужного pH раствора, равного р1 данного амфолита. Для обеспечения хорошей буферной емкости значение р1 должно лежать между двумя близко расположенными р (. [c.9]

Если аналогичный расчет провести для раствора глицина, то легко убедиться, что концентрация ионов в нем и соответственно электропроводность в изоэлектрической точке очень малы. Это также обусловлено большой удаленностью значений и рКг друг от друга и от лежащего между ними значения р1. В общем случае электропроводность амфолитов в изоэлектрической точке, как и их буферная емкость, оказывается тем выше, чем ближе друг к другу значения р/С, между которыми располагается изоэлектрическая точка. [c.13]

Изоэлектрическая точка соответствует наименьшей растворимости амфолита в воде и в то же время соответствует оптимальным условиям при экстракции свободного оксихинолина или при перегонке его с водяным паром. Последнее является наиболее удобным способом очистки препарата оксихичJлинa. Чистый оксихинолин представляет собой почти белые кристаллы с т. пл. 74 С. Мало растворим в воде ( 4-10 з моль/л при 18 °С) или в буферных растворах при рн 7, но хорошо растворяется в кислотах и щелочах. Мало растворим в диэти-ловом эфире, хорошо — в этиловом спирте, ацетоне, хлороформе. [c.293]

Будучи амфолитами белки обладают собственной буферной емкостью и в концентрированном растворе могут сдвигать pH буферного раствора. С целью не допустить сдвига pH элюирова- [c.435]

Величина аминокислот в значительной степени зависит от природы и числа полярных групп в их молекулах, вследствие чего, изменяя степень диссоциации этих групп и используя свойства аминокислот как амфолитов, можно значительно изменить величину Rf. Для этого пропитывают бумагу до нанесения исследуемых веществ буферным раствором, имеющим такое значение pH, которое обеспечит желаемую перестройку в молекулах аминокислот. При этом можно добиться значительных успехов в разделении исследуемой смеси. Насьпцение подвижного растворителя буфером изменяет и его свойства, чаще всего в сторону увеличения его гидрофильности, что почти всегда приводит к увеличению R [c.128]

В изоэлектрическом фракционировании, или фокусировании, сокращенно ИФ) используется градиент концентрации ионов, который влияет на заряд разделяемых компонентов, например Н+ и комплексообразующих ионов. Самый обычный пример — ИФ амфотерных макромолекул, главным образом белков при градиентном изменении pH. Белки значительно различаются по своим изоэлектрическим точкам, т. е. по значениям pH, при которых они имеют нулевой заряд. При pH меньшем, чем изоэлек-трическая точка, белок приобретает положительный заряд, и поэтому движется в электрическом поле как катион. При наличии градиента pH, который увеличивается от анода к катоду, ион движется к точке, у которой он потеряет свой положительный заряд или станет полностью электрически нейтральным. Такой градиент pH можно создать с помощью системы буферных растворов. Однако описанный метод не нашел широкого применения. Свенсон [95] теоретически обосновал и подтвердил практически преимущества применения устойчивого естественного градиента pH. Градиент такого типа наблюдается при электролизе смеси амфотерных веществ. Стационарное состояние устанавливается в том случае, когда амфолиты располагаются в порядке увеличения изоэлектрической точки р1 от самого низкого значения (вблизи анода) до самого высокого (вблизи катода). Практическое использование этого метода возможно при подборе подходящей смеси амфолитов-носителей. Амфолиты долж- [c.318]

Кривые кондуктометрического титрования отличаются многообразием, форм. Поэтому в методах кондуктометрического титрования, основанных на различных химических реакциях, выделяют типичные кривые титрования. Установлены типичные кривые титрования кислот и оснований различной силы, солей слабых кислот и солей слабых оснований, амфолитов, а также разнообразных смесей электролитов кислотно-основного характера. Известны типичные кривые титрования при определениях, основанных на реакциях осаждения, при взаимодействии солей металлов с ЭДТА в буферных растворах и без них и т. д. Поэтому в настоящее время представляется возможным предвидеть характер изменения электропроводности раствора при титровании конкретных электролитов и их смесей, не прибегая к предварительной экспериментальной работе. [c.35]

Извлечение белков после ИЭФ. Если изоэлектрическое фокусирование преследует не только аналитические цели, то белки необходимо извлечь из разделенных фракций. Поскольку амфолиты-носители — это низкомолекулярные вещества, одним из наиболее простых методов отделения их от белков является диализ против соответствующего буферного раствора. Но так как диализ отнимает много ремени, можно с успехам воспользоваться другими методами гель-фильтрацией [1342], осаждением -белков сульфатом аммония слой смеси ионообменных смол [1 с одновременным диализам [407]. [c.143]

По достижении равновесия нужно измерять pH в ряде близко лежащих точек по всей длине слоя геля. Это можно сделать двумя способами. Можно вырезать пробы геля (кружки диаметром 4 мм), вымочить каждую из них в 0,75 мл дистиллированной воды в течение 2 ч и после этого определить pH раствора [394]. При этом нельзя сильно разбавлять раствор, чтобы не превысить буферную емкость амфолита. Согласно рекомендации [380], объем воды не должен превышать семи объемов геля. При измерениях в щелочной области для уменьшения поглощения диоксида углерода следует использовать кипяченую воду или продувать растворы азотом. Чтобы электропроводность была достаточной, добавляют небольшие количества (10 ммолей) хлорида натрия. Другой, вероятно, более простой метод определения pH состоит в непосредственном его измерении путем наложения на поверхность геля плоского мембранного электрода (Ху 14153 фирмы Instrumentation Laboratory, In . или LOT 403-30-М8 фирмы Ingold, А. G.). [c.176]

В реальных условиях вследствие действия кинетических факторов границы между зонами разделяемых ионов всегда несколько размыты. Поэтому в любой из зон наряду с большим количеством одного из компонентов исходной смеси всегда будут присутствовать небольшие количества компонентов, двигаюпщхся в соседних зонах. В связи с этим метод вытеснительной ионообменной хроматографии может применяться скорее в препаративных, чем в аналитических целях. К сожалению, при сорбции органических ионов этот метод имеет ограниченную применимость, так как из-за высокой селективности поглощения больших органических ионов трудно подобрать ион-вытеснитель. Для слабоионизированных аминов или органических амфолитов, сорбированных на катионитах, роль такого вытеснителя с успехом может выполнять раствор аммиака здесь играет роль то обстоятельство, что условия обострения для слабоионизированных веществ зависят от соотношения степеней ионизации сорбируемых ионов (4. 60). В случае сорбции на анионитах вытеснителями могут служить сильные кислоты или буферные смеси с низким значением pH. Дело осложняется нестабильностью больших органических ионов при крайних значениях pH раствора. [c.314]

Рис, 5. Распределение буферных емкостей 1%-ных растворов амфолитов вдоль градиента pH [Gelseme et al., 1979] [c.14]

Для полноты сопоставления трех типов фирменных амфолитов на рис. 5 приведены заимствованные из той же работы кривые изменения буферной емкости вдоль градиента pH, также для 1%-ных растворов амфолитов. Видно, что фирмам LKB и Pharma ia удалось создать амфолиты, обладающие примерно одинаковой буферной емкостью вдоль всего диапазона pH, в то время как емкость сервалитов вблизи нейтральных значений pH заметно снижается. Впрочем, следует иметь в виду, что это обстоятельство может привести к осложнениям только в случае высокой загрузки градиента белком, например при препаративном ИЭФ. В аналитическом варианте буферная емкость амфолитов редко является лимитирующим фактором. [c.14]

Заметим попутно, что значения буферной емкости по оси ординат на рис. 5 выражены количеством микроэквивалентов сильной кислоты или щелочи, которое при внесении в 1 мл соответствующего раствора амфолитов может изменить его pH на единицу. Эти значения здесь соответствуют состоянию установившегося градиента pH, когда емкости амфолитов минимальны. Буферная емкость в 0,35 ммоль/мл для изменения pH на единицу, указываемая для фармалитов в проспектах фирмы РЬагтас1а , явно относится к их исходной смеси, поэтому полезной информации не содержит и носит рекламный характер. [c.15]

Ферментативные реакции. Повышенной чувствительности и избирательности окрашивания белков после ИЭФ можно достичь в тех случаях, когда удается использовать специфические ферментативные реакции, дающие окрашенные продукты. Несмотря на отсутствие в растворах соли, многие ферменты сохраняют при ИЭФ не только растворимость, но и специфическую актнвность. Этому способствуют находящиеся в растворе амфолиты. Однако в некоторых случаях целесообразно преодолеть буферный эффект амфолитов н изменить pH раствора до значения, оптимального для данной реакции. Этого можно добиться либо внесением кусочка геля в сильно забуференный раствор других ингредиентов ферментативной реакции, либо предварительным кратковременным вымачиванием геля в нужном буфере с концентрацией 0,1—0,2 М (средняя молярность каждого из амфолитов при 2%-ном их суммарном содержании в растворе составляет 0,02—0,05 М). [c.37]