Определение распределения по коэффициентам седиментации

Хотя нежелательно использовать смеси растворителей при измерении коэффициентов седиментации (стр. 58), вполне допустимо и часто очень полезно при проверке гомогенности образца поступать таким образом. При благоприятных обстоятельствах можно получить сведения о распределении коэффициентов седиментации и молекулярных весов из экспериментов по определению скорости седиментации, так как эти данные будут, по сути дела, указывать степень полидисперсности. Более того, определение молекулярных весов по методу Арчибальда будет обычно давать качественные, а в принципе также и количественные данные о степени полидисперсности. То же самое можно сказать об определении седиментационного равновесия. Техника этого измерения и анализа получаемых данных более подробно рассмотрена в следующем разделе. [c.49]

Коэффициент седиментации обратно пропорционален вязкости растворителя. Так как вязкость жидкостей си.льио зависит от температуры и давления, то коэффициент седиментации принято приводить к 20° С и атмосферному давлению (в кювете центрифуги развивается давление до 300 атм.). Исправленная таким образом величина 2о носит название константы седиментации полимера и измеряется в секундах, однако в качестве более удобной единицы принят 1 сведберг, равный 10 сек. Ясно, что только у монодисперсного полимера может быть строго определенная константа седиментации (подобные полимеры мы встречаем в живой природе — это белки и нуклеиновые кислоты). У обычных полимеров мы должны наблюдать статистические распределения по константам седиментации, характеризуемые функциями распределения — численной [c.125]

III. 3.1.1. Определение распределения по коэффициентам седиментации [c.201]

Граничные градиентные кривые, получаемые методом скоростной седиментации, оказываются довольно чувствительными к степени неоднородности полимерного образца. Однако в полной мере использовать разрешающую способность этих кривых можно лишь после определения полного распределения по коэффициентам седиментации. Нормированные кривые распределения по коэффициентам седиментации нетрудно получить с помощью кривых изменения градиента показателя преломления (см. рис. 8-1) путем простого преобразования координат [37, 38] ордината [c.230]

Определен на основании истинных кривых распределения по коэффициентам седиментации по уравнению (8-48) при а= 0,5. [c.234]

Рис. У.З. Комбинация графического и обычного фракционирования для определения ММР (б) в интегральной (1) и дифференциальной (2) форме, исходя из распределения (а) по коэффициентам седиментации (I), полученного для нефракционированного образца, и распределения по характеристическим вязкостям (2), полученного для набора фракций.

Оптические методы исследования распределения концентраций в процессе седиментации или в состоянии седиментационного равновесия довольно сложны. Обычно используется зависимость показателя преломления раствора от его концентрации. Этот способ регистрации используется и в других исследованиях — при определении коэффициента диффузии или в случае электрофореза по методу Тизелиуса, при обсуждении которых он и будет рассмотрен более подробно. [c.64]

Существует несколько физических методов абсолютного измерения молекулярных масс, в первую очередь основанных на использовании седиментации или рэлеевского рассеяния света. Они требуют существенно большего количества индивидуального биополимера, чем описанные химические и биохимические методы, проводятся путем прецизионных измерений на дорогостоящем оборудовании и применительно к задаче измерения молекулярных масс белков и нуклеиновых кислот постепенно утрачивают свое значение. Седиментационные методы основаны на использовании уравнений (7.2) или (7.3). В первом случае измерению подлежат константа седиментации биополимера и коэффициент диффузии. Во втором случае нужно достичь состояния седиментационного равновесия и измерить распределение концентрации исследуемого биополимера вдоль центрифужной ячейки, т.е. концентрацию биополимера на нескольких разных расстояниях г от оси ротора. Оба метода требуют определения парциального удельного объема, или, что то же самое, плавучей плотности биополимера в условиях, используемых для седиментации. [c.267]

Таким образом, если для конкретной полидисперсной системы удачно принята функция плотности распределения и соответствующее ей уравнение седиментации, то результаты осадительного центрифугирования могут быть аппроксимированы прямолинейной зависимостью в определенных координатах. Для однотипных геометрически подобных центрифуг эти прямые ил еют одинаковый угловой коэффициент. [c.103]

Имеющиеся в настоящее время методы дают возможность довольно точно определять распределение молекулярных весов для полидисперсных и концентрационно-зависимых систем. Путем определения константы седиментации н коэффициента диффузии могут быть вычислены факторы формы, которые, будучи несколько условными, все же дают довольно ясное представление о форме молекул. Разрешающая способность метода скорости седиментации впо.ше удовлетворительна. [c.484]

Помимо молекулярного веса и распределения по молекулярным весам, большое значение для определения поведения полимерных молекул в растворе имеет их форма. Некоторые сведения о форме частиц могут быть получены из подробного изучения коэффициентов трения, определяющих скорость седиментации и диффузию. Коэффициент трения для удлиненных молекул всегда больше, чем для сферических частиц того же молекулярного веса. [c.558]

Сопоставление <1 с молекулярным весом показано в табл. 28. Так как обычно определения скорости седиментации и коэффициента диффузии комбинируют с определениями осмотического давления, то вероятность грубых ошибок весьма мала. Разумеется, кривые распределения по размерам в системах, свойства которых зависят от концентрации, имеют гораздо менее общий характер, чем в простых системах. [c.469]

Коэффициент седиментации и распределение коэффициентов седиментации. Коэффициент седиментации можно определить путем измерения последовательных фотографий подвижной границы. Осложняющие факторы рассмотрены Шахмапом [5] (см. также [92, 93]). Альтернативный метод [94] основан на обработке данных но Гутфренду и Огстону [95], предназначенной для небольших молекул, которые с трудом отделяются от мениска. Основное значение этого метода состоит в возможности вычисления s из тех же данных, которые требуются для определения М по методу Арчибальда, что важно при ограниченной доступности материала. Некоторые гликопептиды и продукты деполимеризации гликонротеинов иногда настолько малы, что применение этого метода может оказаться необходимым в настоящее время, однако, более удовлетворительным для определения s в подобных случаях окажется, вероятно, применение ячеек с искусственным образованием границы седиментации [96]. [c.56]

При определении q x) по первой методике на фотопленках регистрируют седимеитограммы в различные моменты времени. Существенным здесь является то, что фотографирование начинается тогда, когда образуется кривая распределения (см. рис. III. 3), т. е. у мениска имеется свободная от полимера область. Далее обработку кривой распределенпя h x) по х (в данный момент времени) ведут традиционным образом. Кривую разбивают равноотстоящими вертикальными линиями на ряд участков (Ах = Xi — х,) с соответствующими высотами hi Xj). Число точек не менее 10, для полидисперсных образцов — не менее 20. Каждой точке приписывается свой коэффициент седиментации Si [c.201]

В седиментационном анализе можно проводить два типа экспериментов. При анализе методом скоростной седиментации проводят определения скорости оседания и диффузии частиц при бioльшиx скоростях вращения ротора, тогда как при анализе методом седиментационного равновесия выжидают установления равновесия между процессами седиментации и диффузии в процессе центрифугирования при меньших скоростях вращения ротора. Теоретически неоднородность распределения по молекулярным весам в образце можно охарактеризовать с помощью обоих указанных методов, получая методом скоростной седиментации распределение по коэффициентам седиментации, а методом седиментационного равновесия — распределение по молекулярным весам. Распределение по молекулярным весам легче интерпретировать хими-ку-полимерщику, не имеющему специальной подготовки. Было показано, что детализированный характер распределения по коэффициентам седиментации можно получить методом скоростной седиментации в отсутствие дополнительных предположений о форме кривой распределения. Такие дополнительные предположения, как правило, необходимы при анализе методом седиментационного равновесия. Скоростное ультрацентрифугирование приобрело, следовательно, наиболее широкое распространение при исследовании неоднородности распределения но молекулярным весам полученные этим методом данные обычно комбинируют с результатами других измерений, преобразуя кривую распределения по коэффициентам седиментации в кривую распределения по мол екулярным весам, в ряде случаев более подходящую для целей исследования. Метод седиментационного равновесия применяется в основном в качестве способа определения абсолютных величин средних молекулярных весов, но применение этого метода для растворов в смешанных растворителях ультрацентрифугирование в градиенте плотности), как недавно было показано, позволяет оценить распределение полимера по плотности. [c.216]

Дифференциальное уравнение ультрацентрифуги математически описывает изотермическое осаждение в системе, находящейся в силовом поле ультрацентрифуги, в предположении, что удельные парциальные объемы компонентов остаются неизменными. В принципе путем сравнения определенных на опыте распределений по концентрациям и полученных приближенным решением этого уравнения распределений можно определить коэффициенты седиментации и диффузии. Последние в свою очередь можно подставить в уравнение Сведберга и рассчитать молекулярный вес. Следовательно, седи-ментап,ионный анализ заключается в основном в решении диффереициальиого уравнения Ламма при граничных условиях, определяемых условиями проведения эксперимептов. [c.219]

Большая часть литературы по этому вопросу посвящена нативным белкам. Эти соединения характеризуются наличием вторичной и третичной структуры, которая, за немногими исключениями, достаточно устойчива и компактна. Многие гликонротеины, сходные с простыми белками и содержащие относительно мало углеводов (такие, как овальбумин и у-гло-булин), с точки зрения исследования физико-химическими методами могут рассматриваться как белки. Исследование многих более распространенных гликонротеинов, в которых гетерополисахаридный компонент составляет большую, часто превалирующую часть молекулы, представляет некоторые трудности. Тем не менее для гликонротеинов этого типа без каких-либо предположений о форме молекулы и изменений в теоретической обработке был определен молекулярный вес, хотя на практике в растворах таких гликонротеинов, даже нри большом разбавлении, сохраняется значительное межмолекулярное взаимодействие, что делает экстраполяцию менее надежной. Серьезные трудности могут возникать также и при обычном определении нолидиснерсности таких гликопротеинов по молекулярным весам. Более того, необходимо также но возможности охарактеризовать распределение по молекулярным весам или коэффициентам седиментации. При использовании в качестве одного из первичных параметров величины характеристиче- [c.55]

На практике коэффициенты седиментации можно определить достаточно точно. Определение же коэффициентов диффузии гораздо более трудоемко. Поэтому метод седиментационного равновесия, который не требует определения коэффициента диффузии, намного удобнее и более широко используется для установления молекулярных масс белков. В этом методе ультрацеитрифугирование продолжают до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное распределение изучаемого белка по всей длине ячейки. При равновесии не происходит видимого перемещения белка в ячейке, поскольку его движение ко дну ячейки под действием центробежной силы полностью уравновешивается движением вверх, обусловленным диффузией. Такое равновесное распределение характерно для каждого белка и зависит от его молекулярной массы. После дости- [c.129]

К другим типам усреднения приводят методы исследования гидродинамических свойств растворов асфальтенов и соответствующие им срёдние молекулярные массы навываются среднегидродинамическими М г). Их определяют по вязкости растворов, константе седиментации или коэффициенту диффузии. Средние молекулярные массы, полученные различными методами, различаются между собой в тем большей степени, чем шире молекулярно-массовое распределение полимера По относительному значению они располагаются в ряд М < Мш < Мг. Для различных асфальтенов установлена- высокая полидисперсность [306]- Так, для ряда асфальтенов, выделенных из битумов деасфальтизации, значение Мя (определенное криоскопически в бензоле), равно 2200, а Mw, определенная по скорости диффузии в бензольном растворе, составляет 8540. Отношение M lMn — 3,5 указывает на высокую степень полидисперсности асфальтенов. [c.152]

Седиментация частиц дисперсной фазы под действием сильг тяжести приводит к концентрированию частиц в нижней части сосуда (или в верхней, если плотность вещества дисперсной фазы ниже плотности дисперсионной среды). Для частиц достаточно малого размера, у которых склонность к седиментации выражена слабее, а коэффициент диффузии — выше, седиментации противостоит стремление к равномерному распределению частиц по высоте вследствие броуновского движения. Если между процессами седиментации и диффузии наступает равновесие — седиментационно-диффузионное равновесие, то устанавливается и определенное равновесное распределение частиц по высоте. Получить условие седиментационно-диффузионного равновесия можпо как из кинетических, так и из термодинамических соображений. [c.154]

Седиментация частиц дисперсной фазы под действием си пы тяжести приводит к концентриронанию часгиц в нижней часги сосуда (р > Ро) или в верхней (р < ро). Чем меньше размер частиц, тем ниже скорость седиментации и выше коэффициент диффузии. Для частиц достаточно малого размера стремление к равномерному распределению частиц по высоте вследствие броуновского движения противостоит седиментации. Если между процессами седиментации и диффузии наступает седиментационно-диффузионное равновесие, то устанавливается и определенное равновесное распределение частиц по высоте. Получить условие седиментационно-диффузионного равновесия можно как из кинетическою, так и из термодинамического подхода. [c.186]

Коэффициент диффузии определяется так, как это было показано на стр. 412. Постоянная седиментация определяется при помощи ультрацентрифуги. Для этой цели через кювету с раствором полимера, помещенную в ультрацентрифугу, пропускают пучок света, который падает на фотопластинку, находящуюся за кюветой. При вращении кюветы по мере осаждения вещества граница раздела между раствором и растворителем постепенно перемещается, и свет поглощается по высоте кюветы в различной степени. На фотопластинке получаются полосы разной степени почернения. Фо-тометрируя снимки, сделанные через определенные промежутки времени, можно получить так называемую седиментационную кривую, т. е. кривую распределения градиента концентрации вдоль высоты кюветы при разных временах. Для мономолекулярного по- [c.414]

Обобщены и проанализированы экспериментальные данные, полученные при исследовании растворов ПВХ методами рассеяния света, седиментации, двулучепреломления, осмометрии и вискозиметрии [538]. Даже в термодинамически хороших растворителях у макромолекул ПВХ наблюдается склонность к образованию надмолекулярных структур, которые вносят заметные ошибки в определяемые молекулярные параметры. Осмометрия в случае ПВХ не может служить надежным методом определения соотношения между молекулярным весом и [т)], поскольку молекулярновесовое распределение остается довольно широким и у фракционированных образцов (Мп существенно отличен от Ms ). Особенно велико влияние микрогелей при работе с высокомолекулярными образцами. Определение Mw методом седиментационного анализа более точно, поскольку малые количества микрогелей не оказывают заметного влияния на измеряемые характеристики. Удобнее работать с растворами в тетрагидрофуране, имеющем низкую вязкость и высокое приращение коэффициента преломления. Для оценки размеров клубков следует пользоваться данными вискозиметрии. Размеры цепей в e-раство-рителе превосходят размеры свободно-сочлененной цепи в 1,8 раза. Температурный коэффициент [т)] в хороших растворителях меньше нуля [538]. [c.428]

Если ультрацентрифуга вращается достаточно долгое время со скоростью порядка 8000—15000 об1мин, то скорость переноса веществ за счет седиментации будет мала и соизмерима со скоростью переноса за счет диффузии. В результате через определенный промежуток времени достигается равновесное распределение концентраций во всей ячейке. Скорость переноса растворенного белка через поверхность поперечного сечения А за счет центробежной силы равна с-А-йх/сИ. Скорость диффузии через ту же поверхность по закону..Фика составляет — 0-А-(1с1(1х. Как следует из уравнения (35), скорость кх1(И равна центробежной силе, деленной на коэффициент трения (<р//). Отсюда результативная скорость движения белка [c.148]

Молекулярный вес образца может быть определен по одновременному измерению скорости седиментации в очень больших полях центробежной силы и коэффициента диффузии полимера в растворе. Ультрацентрифугирование нашло широкое применение при определении молекулярных весов таких компактных макромолекул, какими являются белки. Для статистических клубков применение метода скоростной седиментации осложняется тем, что при конечной концентрации раствора макромолекулы, перекры-ваясь, оказывают взаимное влияние друг на друга при седиментации. Это затрудняет интерпретацию экспериментальных данных. Средневесовой молекулярный вес полимеров, макромолекулы которых представляют собой статистические клубки, обычно определяют методами равновесного центрифугирования или методом Арчибальда. Однако для определения молекулярных весов кристаллических полиолефинов метод ультрацентрифугирования не применялся быстрый и удобный метод скоростной седиментации с успехом может быть применен для оценки молекулярно-весового распределения полиолефинов. [c.156]

Метод седиментации — диффузии не получил широкого распространения, так как его применение требует специальных экспериментов для определения коэффициента диффузии. Одно время казалось, что применение этого метода целесообразно в тех случаях, когда трудно очистить препарат настолько, насколько это необходимо для равновесного ультрацентрифугирования. Однако при работе с недостаточно чистым препаратом возникает неопределенность— не ясно, какого типа средняя молекулярная масса измеряется методом седиментации — диффузии. Юлландер [5] показал, что этот метод дает значение молекулярной массы, промежуточное между Мп и Ми, и обычно более близкое к Л1( . Относительное положение значения этой молекулярной массы на соответствующем графике зависит от характера молекулярно-весового распределения. Описанный метод по количеству анализируемого вещества не столь экономичен, как равновесные методы. Его, однако, часто применяют для дополнительной проверки значений молекулярной массы, полученных другими способами. [c.106]

Эффект выгибания окон, очевидно, может быть уменьшен путем увеличения толщины окон или замены кварца или стекла на сапфир, однако избежать нак.тона окон трудно. Оба эти эффекта могут быть в значительной мере учтены путем сравнения с холостыми опытами. Например, при определении коэффициента активности растворенной в воде соли по равновесному распределению в ноле центрифуги шлирен-диаграммы раствора сравнивают с диаграммами для чистой воды или при использовании интерференционной оптики второй сектор заполняют водой. Очевидно, что при этом пренебрегают разностями плотностей воды и солевого раствора. Иффт, Воет и Виноград [39] вводили поправку на выгибание и наклон окон, получая диаграмл1у сразу же после достижения максимальной скорости, но до того, как в заметной степени успела произойти седиментация. [c.423]

При всех седиментационных измерениях наиболее целесообразно работать с растворителями, имеющими возможно большую разность плотностей относительно растворенного вещества. Для многих цепных молекул в opгaничe киx растворителях это значительно легче осуществить, чем для белков в воде. Коэффициент (1 — Vp) при седиментации полистирола в дибромэтане в 5 раз больше, чем для белков в воде, что обеспечивает более быстрое проведение седиментации и значительно уменьшает влияние диффузии, мешающей определению молекулярновесового распределения. Кроме того, для повышения скорости седиментации вязкость растворителя должна быть низкой. В растворителях умеренной растворяющей способности концентрационная зависимость константы седиментации меньше, чем в хороших растворителях, что облегчает экстраполяцию к нулевой концентрации. Более поздний обзор опытов с высокомолекулярными органическими веществами дается в статье Никольса и Бэйлея [88]. [c.374]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология