Определение молекулярного веса в ультрацентрифуге

Каково число структурных звеньев, точно не установлено, так как при определении молекулярного веса различными методами получаются разные данные. Во всяком случае установлено, что целлюлоза имеет очень большой молекулярный вес. Определением молекулярного веса ультрацентрифугой установлено, что число структурных звеньев в природной целлюлозе составляет 600—3500 (молекулярный вес 90 ООО — 600 ООО). По последним исследованиям принимают, что число структурных звеньев в макромолекуле может составлять 15 ООО. [c.249]

С е д и м е н т а ц и о н н ы й м е т о д определения молекулярного веса полимера основан на установлении седимента ционного равновесия в растворах полимера. Раствор полимера фракционируют в ультрацентрифуге и одновременно определяют молекулярный вес каждой фракции полимера, т. е. из каждого слоя раствора после его расслаивания. Для этого определяют скорость седиментации каждой фракции исследуемого полимера (в растворах с известными концентрациями). Измерение скорости седиментации основано на наблюдении за передвижением границы раздела между раствором и растворителем в ячейке центрифуги. По данным наблюдений строят график изменения скорости седиментации при различной концентрации и определяют по этому графику константу седиментации 5 данного полимера при бес конечном разбавлении его раствора. Одновременно определяют константу диффузии полимера при бесконечном разбавлении. Молекулярный вес каждой фракции вычисляют по следующему уравнению [c.80]

Подобные исследования проводят в центрифугах с очень большой скоростью вращения, так называемых ультрацентрифугах. Этот метод, предложенный Думанским (1912 г.), был далее усовершенствован Сведбергом. В современных центрифугах число оборотов доходит до нескольких тысяч в секунду, а центробежное ускорение — до миллионов . Исследуемый раствор помещают в радиально расположенные кварцевые кюветы. В корпусе центрифуги имеются (наверху и внизу) кварцевые окошки. Через окоШки и вращающиеся кюветы пропускают пучок света на фотопластинку и по интенсивности почернения (снимая в контрольном опыте кривую зависимости почернения от концентрации) находят с = Кр) и по уравнению (111.18) вычисляют молекулярный вес Ма- Этот метод является одним из основных методов определения молекулярного веса макромолекул. [c.36]

В ряде случаев константа седиментации зависит от концентрации полимера. При этом установлена линейная зависимость между и с. Поэтому перед определением молекулярного веса вещества с помощью ультрацентрифуги находят несколько значений константы седиментации для различных концентраций, строят график в координатах [c.73]

Наиболее проверенным и теоретически обоснованным методом определения молекулярного веса ВМС, а также размеров частиц суспензий и золей является метод ультрацентрифугирования. Современная ультрацентрифуга — весьма сложный прибор, приводится во вращение с помощью масляных турбин или потоком воздуха. [c.386]

Из других методов определения молекулярного веса наиболее надежным является метод седиментации.в ультрацентрифуге [39]. Для определения полимеров с молекулярным весом в пределах от 10000 до 30 000 может быть использована техника седиментацион-ного равновесия [40, 41]. По скорости седиментации полисахарида или по степени распределения его в центрифужной ячейке в равновесных условиях можно вычислить молекулярный вес и установить степень его полидисперсности [21, 40]. [c.148]

Объясните принцип устройства ультрацентрифуг, их назначение, способы определения молекулярного веса и полидисперсности. [c.52]

В 1935 г. в химии полимеров начали применяться физические методы измерения молекулярных весов применение этих методов к целлюлозе и ее производным рассмотрено в обзоре Кремера и Лансинга [12]. Ультрацентрифуга оказалась особенно ценной при исследовании белков, однако в то время этих приборов было очень мало. Для определения молекулярных весов было также предложено измерение осмотического давления, однако измерения по этому методу занимают много времени. [c.100]

Среднечисловой молекулярный вес Мп может быть определен методом концевых групп, эбулиоскопией и криоскопией для УИ не более 1 10, осмометрией — в интервале 3 10 — 1 10 . Средневесовой молекулярный вес определяется по светорассеянию, применение которого дает точные результаты, начиная с М 1 10, причем точность увеличивается с увеличением молекулярного веса, -средний молекулярный вес получается из данных исследования седи-ментационного равновесия в ультрацентрифуге. Этим же методом можно получить и значение Ма,- Средневязкостный молекулярный вес может быть определен в очень широком интервале молекулярных весов при наличии калибровочных данных, полученных при помощи одного из абсолютных методов определения молекулярного веса. [c.344]

Получение функции распределения высокодисперсных систем при помощи ультрацентрифуги было реализовано Сведбергом и его сотрудниками и в особенности Ринде Такие определения, как и определения молекулярных весов (по седиментационному равновесию) коллоидов, основаны на измерении концентраций в центрифугируемой пробе на различном удалении от оси вращения. Такого рода измерения до сих пор осуществляются, например, посредством фотографирования вращающейся кюветы и последующего фотометрирования фотографий, полученных через различное время после начала центрифугирования. [c.22]

При определении молекулярных весов, полидисперсности, химической и физической чистоты многих, в особенности высокомолекулярных, соединений необходимо пользоваться сложными физико-химическими методами анализа — такими, как седиментация в ультрацентрифуге, свободная диффузия и свободный электрофорез. [c.268]

В случае неорганических веществ и простых органических соединений метод определения молекулярного веса по осмотическому давлению не обладает преимуществами по сравнению с другими методами, такими, как определение молекулярного веса по понижению температуры замерзания. Однако в случае веществ с очень высоким молекулярным весом этот метод оказался очень удобным именно при помощи этого метода был впервые достоверно определен в 1925 г. молекулярный вес гемоглобина. Значение молекулярного веса гемоглобина, найденное Адером и равное 68 ООО, было подтверждено данными измерений, произведенных с использованием ультрацентрифуги. [c.284]

Определение молекулярного веса производится методами, обычно применяемыми для высокополимеров, — путем измерения осмотического давления, с помощью ультрацентрифуги, вискозиметрическим методом и т. д. Применение этих методов в случае высших полиоз связано с рядом трудностей, обусловленных нестойкостью растворов (выпадение полиоз в осадок, ассоциация молекул). Для получения более надежных данных полярные группы молекул высокополимеров иногда предварительно защищают , переводя полиозы в алкильные (метильные) или ацильные (ацетильные) производные, что препятствует ассоциации определения проводят в неводных растворителях (хлороформ, дихлорэтан и т. д.). [c.699]

Быстрое развитие техники исследования макромолекул в сильных гравитационных нолях привело к существенному улучшению методов определения молекулярного веса полимеров. Первая ультрацентрифуга была построена в 1925 г. Сведбергом и его сотрудниками. Ультрацентрифуга состоит из следующих основных частей ротора, в котором находятся кюветы, содержащие исследуемый материал охлаждаемой вакуумной камеры, в которой вращается ротор скоростного электромотора оптической системы, позволяющей в процессе вращения ротора измерять концентрацию белка или другого вещества в каждой точке кюветы. На фиг. 15 показано сечение ультрацентрифуги с электрическим приводом. Скорость вращения ротора [c.64]

МНОГО полезного в технику ультрацентрифугирования. В этом обзоре описаны многие важные экспериментальные детали — конструкция кювет, оптические системы и пр., — а также теоретические основы метода.) Существует несколько методов определения молекулярного веса с помощью ультрацентрифуги. Ниже мы рассмотрим наиболее важные из них, начиная с классического метода, основанного на измерении скорости седиментации. [c.65]

Оценка чистоты. — Шведские химики Сведберг и Тизелиус внесли большой вклад в развитие химии белка разработкой аналитических методов, чрезвычайно удобных для характеристики этих, высокомолекулярных соединений. Метод ультрацентрифугирования Сведберга служит для определения молекулярного веса. При вращении с очень большой скоростью ячейки, содержащей раствор белка, молекулы белка под действием центробежных сил движутся от центра со-скоростью, зависящей от величины молекулярного веса. Специальная оптическая система дает возможность наблюдать и фотографировать ячейку во время центрифугирования. Молекулярный вес может быть, найден либо из определения седиментационного равновесия, либо по-скорости седиментации- Хотя теоретически первый метод точнее, для достижения равновесия требуется длительное время, и поэтому более точные значения получают, исходя из определения скорости седиментации. При применении ультрацентрифуги можно установить также гомогенность молекул (по величине и форме). Тизелиус предложил (1937) электрофоретический метод разделения молекул белка в электрическом поле молекула белка движется со скоростью, определяющейся величиной молекулы, ее формой, количеством и типом ионизированных групп. Материал, кажущийся гомогенным по растворимости, может содержать компоненты, отличающиеся по электрофоретической подвижности. Жестким критерием чистоты является профиль кривой распределения, получаемой при противоточном распределении молекул (Крейг, см. 31.29). [c.674]

Наиболее сложным, но зато и самым надежным представляется метод исследования высокополимерных соединений с помощью ультрацентрифуги (Свед-берг). Этот метод получил название седиментационного метода определения молекулярного веса. [c.367]

Многие свойства линейных полимеров зависят от величины молекулярного веса или степени полимеризации. Классическими методами определения молекулярного веса полимеров являются осмотический, эбулиоскопический, методы светорассеяния и седиментации в ультрацентрифуге и др. Перечисленные методы требуют специального оборудования и весьма трудоемки. [c.80]

При определении молекулярных весов результаты измерения диффузии чаще всего используют в сочетании с данными другого какого-либо гидродинамического метода (например, измерения скорости седиментации в ультрацентрифуге). Это позволяет исключить коэффициент трения и таким образом рассчитать молекулярный вес (разд. 2 гл. X). [c.175]

К концу классического периода и к началу атомного века были созданы и другие важные инструменты и методы исследования. В 1905 г. Р. Зигмонди и Г. Зидентопф с помощью ультрамикроскопа обнаружили броуновское движение коллоидных частиц. Благодаря этому же микроскопу Ж. Перрен смог наблюдать движение суспендированных в воде микроскопических частичек мастики и рассчитать числа Авогадро и Лошмидта. В 1925 г. Теодор Сведберг сконструировал ультрацентрифугу, вследствие чего стало возможным определение молекулярных весов (масс) макромолекул. [c.172]

Существуют два метода контроля концентрации раствора на разных расстояниях от оси вращения. В одном из них используют изменения показателя преломления в зависимости от изменения концентрации. В другом методе концентрацию определяют по оптической плотности растворов. Если изучаются растворы белков, то оптическую плотность,определяют в ультрафиолетовой области кюветы изготовляют из кварца. Чтобы предотвратить возникновение в кюветах конвекционных токов, центрифугу снабжают специальным холодильным устройством. Помимо аналитических целей (определение молекулярных весов), ультрацентрифуги применяют в препаративной работе для фракционирования веществ с различным молекулярным весом. [c.47]

В заключение упомянем еще два метода определения молекулярного веса, которые также основаны на уравнении (55.5), но практически (так же как непосредственное измерение осмотического давления) применяются только для растворов макромолекулярных соединений. Первым из них является рассмотренное в 54 седиментационное равновесие в ультрацентрифуге. Этот метод, как было упомянуто, не имеет пока большого значения. Второй метод использует измерення рассеяния света растворами. Общие основы теории изложены в более подробных работах по статистической термодинамике, в то время как применение к растворам макромолекулярных соединений следует искать в специальной литературе. [c.291]

Все белки денатурируются под действием кислот или при нагревании, что проявляется в коагуляции и уменьЩенин растворимости, а также в потере специфических биологических свойств. Определение молекулярного веса белков является трудной задачей. Исходя из содержания железа в гемоглобине крупного рогатого скота, было найдено, что молекулярный вес этого белка лежит в пределах 16 000— 17 000. Молекулярный вес казеина, определенный по содержанию легко отщепляющейся серы, равен 16 000 и т. д. Подобные выводы, однако, справедливы лншь прн том условии, что данный белок однороден и содержит в своей молекуле только один атом того элемента, который используется для расчета молекулярного веса. Криоскопическое определение молекулярного веса затрудняется тем, что даже растворимые белки образуют коллоидные растворы наблюдаемое малое понижение точки плавления соответствует большому весу мицеллы. Более подходящими являются методы, основанные на определении скорости диффузии и вязкости. Помимо них практическое значение приобрел предложенный Сведбергом способ определения велич1п-1ы частиц по скорости седиментации в ультрацентрифуге. [c.396]

Молекулярно-кинетические методы основаны на перемещении макромолекул относительно растворителя и сводятся, в конечном счете, к определению соответствующей силы грения К этой группе методов относятся определение молекулярного веса по скорости яиффузии, с помощью ультрацентрифуги и по вязкости растворов. [c.425]

Для монодисперсного полимера граница раздела выражена достаточно резко, так как все мс/ пек лы оседают с одинаковой скоростью. Поэтому на фотопластинке получаются четко различимые полосы разной степени почернения. В полимолекулярной системе каждая фракция оседает со своей собственной скоростью, поэтому граница раздела очепь размыта и определение постоянной седиме1Етации затруднено. Размывание границы при седиментации само по себе очень важное явление, так как позволяет оценить распределение полимера по молекулярным весам. Метод ультрацентрифуги с успехом применяется дпя определения молекулярных весов и полимолекулярпости полимеров и является единственным методом, позволяющим пепосредствеино получить кривые распределения по молекулярным весам (стр. 478). [c.472]

Сведберг воспользовался центробежной силой в своем методе определения молекулярного веса коллоидных веществ с помопдью седиментации. Ультрацентрифуга состоит в основном из ротора М (рис. 2), приводимого в движение двумя одинаковыми масляными турбинами Т, несущими прозрачную ячейку С, в которую помещена изучаемая дисперсия. Степень седиментации может быть измерена как колориметрически, так и рефрактометрически или путем поглощения ультрафиолетовых лучей. В последнем случае пучок света Ь пропускается через ячейку в камеру Р необходимая экспозиция достигается с помощью электромагнетически регулируемых щитков и Е2, которые пропускают свет только в короткий промежуток времени, когда ячейка попадает в световой поток при каждом обороте турбинки. [c.117]

Анализируя вывод,, мы ясно впдим, что это выражение не зависит от таких факторов, как природа растворителя, форма частиц и т. п., но, так /ке как в классическом методе определения молекулярного веса в растворе, оно предполагает применимость газовых законов к осмотическому давлению. Между тем оно значительно расширяет область применения классических методов, которые теряют точность при молекулярных весах в 3000—5000. При помош,и же ультрацентрифуги возможно определение молекулярных весов порядка миллионов. [c.119]

Единственный способ найти эту связь — приготовить узкие фракции полимера, установить для них константы седиментации и молекулярные веса, для чего, кроме седиментации, необходимо измерить для каждой фракции диффузию или характеристическую вязкость либо применить осмотический или нефелометриче-ский метод определения молекулярного веса. Только после того как будет проделана такая большая предварительная работа для данной комбинации полимер—растворитель, можно будет перестроить распределение ф (я) в искомое распределение (М). После проделанной работы с помош ью ультрацентрифуги можно получить дифференциальное молекулярновесовое распределение любого образца полимера путем одного опыта — центрифугирования нефракционированного полимера. Искомая функция распределения по молекулярным весам [c.135]

За последние десятилетия большого развития достигла техника применения быстроходных центрифуг. В настоящее время различают два вида таких центрифуг ультрацентрифуги и суперцентрифуги. Первое название по предложению Сведберга относится к быстроходным приборам, применяемым для количественных исследований, например, для определения молекулярного веса коллоидов второй тип центрифуг предназначен главным образом для освобождения жидкостей от полуколлоидных и коллоидных примесей и широко используется в современной технике. Впрочем, недавно была сделана попытка применения суперцептрифуги (типа Шарпльса) для нахождения функции распределения высокодисперсных суспензий . Надо, однако, отметить, что расчеты данных анализа, полученных таким путем, не могут считаться достаточно обоснованными, [c.22]

Два других физических метода — метод дифракции света (Дебай) и м.етод ультрацентрифугирования (Сведберг и Грален) — также применялись для определения молекулярного веса целлюлозы. Значения молекулярного веса целлюлозы, полученные при применении метода ультрацентрифугирования, в несколько раз превышают значения молекулярного веса тех же препаратов целлюлозы, определенные вискозиметрическим методом. Причина этих расхождений пока еще не выяснена возможно, что В растворе, применяемом для определений в ультрацентрифуге, образуются молекулярные ассоциации, не возникающие в очень разбавленных растворах, применяемых в вискозиметрическом методе. [c.293]

Более точные данн ,1е о молекулярном весе белковых соединений получены в результате разработки Сведбергом нового метода определения молекулярного веса высокомолекулярных веществ. Этот метод основан на возможности вычислення размеров частиц и молекулярного веса высокомолекулярных веществ, например, по скорости их оседания под влиянием центробежной силы, развивающейся в ультрацентрифугах, дающих до 80 ООО и более оборотов в минуту (рис. 1). [c.11]

Для определения молекулярного веса ДНК (обзоры — см. наиболее широко используются методы, основанные на определении скорости седиментации макромолекул. Это определение может быть выполнено по различным методикам наиболее широкое распространение в последнее время приобрела методика, основанная на зональном центрифугировании в градиенте плотности сахарозы в препаративной ультрацентрифуге В данном случае распределение веществ по скорости осаждения можно контролировать по радиоактивной метке, что обеспечивает высокую чувствительность с другой стороны, методика практически без изменений может быть применена и для препаративного разделения нуклеиновых кислот. Предложен ряд эмпирических уравнений, связывающих скорость седиментации двухцепочечного комплекса ДНК со значением молекулярного веса определенным независимыми методами. Последнее из этих уравнений охватывает пределы мол. веса 0,2— 130 108. [c.30]

Для определения молекулярного веса высокополимерных соединений с большим молекулярным весом применяют ультрацентрифуги, делающие от 20 ООО до 150 ООО об1мин. При таких скоростях развивается центробежная сила, превосходящая силу тяжести от 15 ООО до 900 ООО раз. Под влиянием такой силы молекулы с большим весом осаждаются быстрее. По скорости оседания судят о величине молекулярного веса исследуемого высокомолекулярного соединения. [c.31]

Из физических методов определения молекулярного веса применимы следующие осмотический с помощью ультрацентрифуги диффузионный диализ ультрафи тьтрация вискозиметрический. [c.69]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология