Динамические методы светорассеяния

Динамические методы светорассеяния [c.543]

Применение динамических методов светорассеяния в биологии [c.547]

В работе [56] методом ФКС исследовали животный белок коллаген, используя новый подход, позволяющий одновременно определять длину молекулы и вязкость раствора. Полученные с помощью как статического, так и динамического метода светорассеяния данные о размерах протеогликановых агрегатов хорошо согласуются с результатами электронной микроскопии это указывает на то, что агрегаты, наблюдавшиеся под электронным микроскопом, присутствовали также и в растворе. [c.548]

Динамические методы светорассеяния хорошо зарекомендовали себя при изучении структуры мицелл и их взаимодействия между собой [27, 52, 67], в частности казеиновых мицелл [51, 54]. Аналогичными методами изучают также везикулы [93, 119]. [c.548]

Более детально подвижность клеток и микроорганизмов и ее изучение динамическими методами светорассеяния рассмотрены в работе [13]. Биохимическое значение таких исследований обсуждается автором [61]. ФКС также является ценным методом изучения такого специфического вида движения клеток, как мышечное сокращение [20, 21]. [c.548]

Каждому из этих методов присущи определенные достоинства и недостатки. Так, вискозиметрия экспериментально проста, но, например, при определении молекулярного веса нуждается в калибровке с помощью других методов. Метод светорассеяния лучще других обоснован теоретически, но требует высокой степени очистки исследуемых растворов от мельчайших механических примесей, способных существенно исказить результаты при определении размеров частиц. Методы диффузии и седиментации дают ограниченные сведения и требуют привлечения дополнительных данных (вязкость). Метод диффузии применим, однако, также в области малых (Юз Ю ) молекулярных весов, где методы светорассеяния и седиментации оказываются непригодными. Метод седиментации незаменим при анализе молекулярно-весовых распределений. Наконец, динамическое двойное лучепреломление дает сведения, недоступные для других методов, о форме частиц, а главное о степени упорядоченности (регулярности) их структуры. Таким образом, каждый из названных методов дает существенную информацию [c.12]

Вместе с тем определенные частные задачи могут быть с успехом решены в рамках какого-либо одного или двух методов. В качестве примеров можно указать на определение молекулярных весов и размеров макромолекул методом светорассеяния, а также сочетанием методов диффузии и седиментации или вязкости определение степени вытянутости (анизотропии формы) частиц с помощью динамического двойного лучепреломления, константы поступательного трения макромолекул — изучением диффузии, степени композиционной неоднородности сополимеров — исследованием светорассеяния и т. д. [c.13]

Сопоставление средних размеров макромолекул графтполимеров стирола с метилметакрилатом, полученных методами светорассеяния диффузии (/ ,) и динамического двойного лучепреломления (R (размеры в ангстремах) [184] [c.239]

Методами светорассеяния, вискозиметрии изучены конформационные и термодинамические характеристики ацетата целлюлозы в разбавленных неводных растворителях. Газохроматографическим методом определены термодинамические свойства полимера при сорбции им бесконечно малого количества растворителя. Выявлено влияние природы растворителя на значения второго ви-риального коэффициента и равновесную жесткость цепи эфира целлюлозы. На основании данных статического и динамического методов выдвинуто предположение о различном механизме взаимодействия низкомолекулярных растворителей в жидком и газообразном состоянии с ацетатом целлюлозы. [c.55]

Значение 2=0 соответствует монодисперсной системе, а 6 = 1 - наиболее вероятному распределению Флори. В последнем случае коэффициент диффузии примерно на 15% ниже, чем в монодисперсной системе. Учитывая высокую точность определения коэффициента диффузии в динамическом светорассеянии (1-5%), можно надеяться на эффективное использование этого метода (действительно это так, см. ниже) для характеристики полидисперсности полимерных систем. [c.237]

Динамическое светорассеяние может быть (подобно динамическому дву-лучепреломлению) применено для изучения релаксационных процессов при постоянной длине образца, постоянной скорости растяжения или в колебательном режиме. Этот метод позволяет проследить изменения надмолекулярной структуры во времени [50]. Измерения могут проводиться фотографическим методом (если использовать лазеры) или путем регистрации напряжения на выходе фотоумножителя. [c.167]

В результате растворения в воде комплекса фуллерена С50 с поливинилпирролидоном (ПВП) получены устойчивые суспензии фуллерена, стабилизированные поливинилпирролидоном. Методом динамического светорассеяния определено распределение частиц по размерам. Отмечено, что при погружении в такие суспензии пластин предварительно нитрованного или сульфированного полистирола на последних наблюдается осаждение частиц суспензии, имеющих наименьший размер. Полученные образцы изучены методами спектроскопии пропускания в УФ- и видимой областях, а также атомно-силовой микроскопии. [c.99]

Существует также другая разновидность динамического метода светорассеяния, которая может быть пригодна для сенсоров, например для измерения скоростей потоков жидкостей. В этом варианте, известном как лазерная доплеровская скорости-метрия (ЛДСМ), жидкость, содержащую макромолекулы или суспендированные частицы, зондируют одним или несколькими лазерными пучками. Геометрия лазерных пучков и систем детектирования света зависит от природы исследуемого образца. Этот вопрос будет обсуждаться ниже. Скорость движущихся частиц определяют по характерным временам флуктуаций интенсивности. [c.544]

Хотя динамические методы светорассеяния еще не нашли широкого применения в исследованиях структуры и свойств в биологических систем, потенциальная полезность этих методов для решения широкого круга вопросов продемонстрирована в большом числе работ. Использованию статистических и динамических методов светорассеяния в биологии посвящен ряд обзоров [17, 31, 32]. Последние достижения в этой области обсуждаются в работе [12]. В работе [94] отмечены особенности биологических образцов, которые следует учитывать при изучении их методами рассеяния света. В частности, рассеяние света биологическими макромолекулами-полиэлектролитами [43, 70] и изучение их методом СКУРС [50] существенно зависят от таких факторов, как пробоподготовка [98], выбор растворителя, температура и давление [55]. [c.547]

В обзоре [44] в сжатой форме обобщены разультаты исследования полимеризации, ассоциации и агрегации молекул и макромолекул методами светорассеяния. В работах [67, 73] на примерах мицелл и заряженных белков обсуждаются взаимодействия между частицами и их влияние на результаты определения размеров частиц методом СКУРС. Интересно, что при исследовании иммуноаналитической реакции динамические методы светорассеяния, в частности ФКС, дают 100-кратное (а в режиме ингибирования даже 1000-кратное) увеличение чувствительности по сравнению с обычными методами иммуноанализа. По чувствительности рассматриваемые оптические методы сравнимы с радиоиммуноанализом, но в них не используются радиоактивные реагенты, не требуется предварительного разделения связанного и несвязанного антигена и можно анализировать образцы объемом до 1 мкл [26, 104, 105]. В работе [90] с помощью скоростной лазерной нефелометрии контролировали реакцию иммуноосаждения. Применению методов светорассеяния для определения специфических белков посвящен обзор [80]. Разработан также другой оптический метод иммуноанализа, в котором измеряют свет, отраженный от покрытой антителами силиконовой поверхности под углом, близким к псевдобрюстеровскому [2]. [c.547]

С помощью динамических методов светорассеяния проводят также изучение структуры гелей и механизмов их образования [88, 99]. В работе [102] исследовали диффузию макромолекул в гелях, в частности движение фракций декстрапа в гелях альгината кальция и агарозы. Динамические методы светорассеяния неоднократно использовали для исследования структуры и поведения ДНК в растворах [33, 35, 41]. В работе [72] изучены изменения конформации спирали ДНК при связывании различных агентов. Обнаруженное с помощью СКУРС расщепление коэффициента диффузии ДНК динуклеосомального размера (в среднем 375 пар оснований) после понижения ионной силы свидетельствует о том, что предположение о простой связи гидродинамического радиуса с размером частицы может приводить к ошибочным заключениям относительно конформации молекулы [87]. Изучение с помощью динамического рассеяния света переходов типа скручивание-раскручивание у рибонуклеазы А в широком диапазоне температур показало ценность этого метода для исследования [c.547]

На рис. 6.16 приведены также экснериментальные данные Песчанской и Степанова [5.13] и данные исследований Златина с сотр. [6.40]. В последних проводились измерения долговечности пластинки ПММА толщиной 10 мм (при 20 °С) импульсным методом в микросекундном диапазоне. На рисунке видно атермическая ветвь долговечности ЕК с Тк = 8-10 с, тогда как наши расчеты для пластинки (Ц= 10 мм) приводят к Тк=1,4-10 с. В опытах Златина с сотр. нагружение производилось не статически, а динамически — ударом бойка, в результате чего в тыльных слоях образца создавалась плоская волна растягивающих напряжений, вызывающих локальное разрушение по типу откола. Разрушение регистрировалось методом светорассеяния. Уровень действующих в теле растягивающих напряжений относился к моменту возникновения субмик-роскопических очагов разрушения. Из этого следует, что под Тк в этих опытах нельзя понимать время прорастания трещины через весь образец (тт). Это время больше, чем время, измеренное к моменту возникновения локальных очагов разрушения. При растягивающих напряжениях (а = onst) Тт в образце-полоске зависит от ширины образца L (рис. 6.17). В этой зависимости время Тт = 8-10 с соответствует L = 0,5 мм. По-видимому, регистрация времени разрушения в импульсном методе относилась к трещинам длиной около 0,5 мм, когда полного разрушения нет. [c.178]

Исследование бриллюэновского рассеяния состоит в измерении скорости распространения и поглощения гиперзвуковых тепловых акустических фононов с использованием методов светорассеяния. Этот метод в настоящее время широко применяется в науке о полимерах для решения разнообразных задач. В настоящей главе описывается теория и экспериментальная техника, используемые при измерении бриллюэновского рассеяния. Приведены многочисленные примеры, иллюстрирующие возможности метода. К ним относятся определения адиабатической и изотермической сжимаецости, объемной -и сдвиговой вязкости, а также показателя адиабаты для маловязкой жидкости. При уменьшении вязкости наблюдается релаксационный переход из стеклообразного в высокоэластическое состояние в области гиперзвуковых частот, причем полученные данным методом результаты хорошо коррелируют с данными динамических механических и диэлектрических измерений. Вблизи области стеклования можно измерить высокочастотные предельные значения модуля сжатия и сдвига, а также коэффициента Пуассона. Определение поглощения фононов позволяет оценить гомогенность образца. [c.148]

Пользуясь методами светорассеяния, Матсуо, Инагаки [31] и Дью [32] обнаружили явление агрегации даже в разбавленных растворах ПВС. Фудзисиге на чюдал агрегаты в 5 —7%-ных растворах ПВС, определяя динамическое двойное лучепреломление в потоке [33]. [c.204]

Мы привели в этом параграфе ряд примеров изучения методом светорассеяния свойств макромолекул, проявляющих повышенную жесткость цепи. Это относится как к коротким цепям обычных (гибкоцепных) полимеров, так и к полимерам, молекулы которых имеют вторичную структуру (ДНК, ПБГ) или циклизован-ную (частично пли полностью) структуру основной цепи. Известное положение о плодотворности комплексного изучения структуры макромолекул в особенности Относится к исследованию свойств полужестких и жесткоцепных молекул — объектов во многих отношениях необычных и проявляющих особые, а подчас и уникальные свойства. Обзор свойств полужестких цепных молекул, обобщающий определенный этап исследования гидродинамических (вязкость, диффузия, седиментация) и оптических (динамическое и электрическое двулучепре-ломление) свойств их растворов, читатель найдет в обзорной статье В. Н. Цветкова [241]. [c.146]

Измерены средние размеры полученных частиц при различных концентрациях полимеров методом динамического светорассеяния. Так, для полимеров с М 2000, 2600, 3300 максимальный вклад в распределение частиц по размерам вносят частицы с радиусом 20, 47 и 52 нм, соответственно. Наличие сферических частиц такого рашера подтверждено с помощью трансмиссионной электронной микроскопии. [c.92]

Была изучена возможность образования структурированных полимерных систем в водной среде для амфифильных полимеров N-винилпирролидона с различной мoJJeкyляpнoй массой Методом динамического светорассеяния были рассчетаны средние радиусы полученных частиц при различных концентрациях полимера [c.78]

Липофилизация инсулина достигалась в том случае, когда с тремя свободными аминогруппами инсулина был ковалентно связан диглицерид янтарной кислоты. Производное инсулина проявило сильные липофильные свойства, но плохую смачиваемость. Его подвергали анализу методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, кругового дихроизма и светорассеяния в 10% растворе изопропанола, а также биологическому анализу in vitro на крысах-диабетиках. Третичная структура производного проверялась методом кругового дихроизма. Динамическим светорассеянием и просвечивающей электронной микроскопией (TDM) определяли спонтанную агрегацию частиц производного инсулина. Диаметр наименьших частиц, обнаруживаемых методом электронной микроскопии, составлял 10-15 нм. Результаты этих анализов позволили разработать схематическое изображение синтезированного предшественника инсулина. Эти методьт анализа могут быть использованы для быстрого изучения и разработки схематического изображения новых производных инсулина. [c.408]

Как экспресс-метод определения коэффициента диффузии Д икор-релящюнной функции флуктуаций плотности G(k, t) динамическое светорассеяние позволяет быстро получить полезную информащ ю о полидисперсности полимеров. Кроме того, умение отделять фекты, вызываемые собственно полидисперсностью от кажущейся полидисперсности, вызываемой полидисперсностью динамических масштабов макромолекулы, необходимо для исследований внутренних движений в макромолекуле. [c.244]

Настоящая монография посвящена в основном гидродинамическим и оптическим свойствам макромолекул и методам их изучения, к числу которых относятся вязкость, светорассеяние, диффузия, седиментация, динамическое двойное лучепреломление. В книге подробно рассмотрено приложение указанных методов исследования к ряду конкретных и важных проблем определению молекулярных весов, молекулярно-весовых распределений, размеров макромолекул, их формы, структуры, разветвленности, гибкости, внутренней подвижности, стереорегулярности, анализу композици-онной неоднородности сополимеров. Книга рассчитана на широкий круг научных работ-ников и инженеров, работающих в области физики, химии, биологии, физической химии и технологии синтетических и биологических полимеров, а также на преподавательский состав и студентов старщих курсов вузов, специализирующихся по указанным наукам. [c.2]

К числу. методов исследования структуры и свойств макромолекул в растворах относятся изучение вязкого течения растворов макромолекул, их поступательного трения в явлениях диффузии и седиментации, двойного лучепреломления в ламинарном потоке, рассеяния видимого света и рентгеновых лучей, диэлектрической поляризации (дииольные моменты), инфракрасных и ультрафиолетовых спектров поглощения, спектров ядерного магнитного резонанса, поглощения и скорости ультразвука и некоторые другие методы. Данная книга охватывает не все из них, а лишь основные, связанные с изучением вязкости, диффузии, седиментации, динамического двойного лучепреломления и светорассеяния. [c.12]