Градиент концентрации в определении молекулярного веса

Метод седиментационного равновесия. Определение молекулярных весов этим методом проводится при сравнительно небольших скоростях вращения ротора, порядка 7 ООО—8 000 об-мин , чтобы молекулы с большим молекулярным весом не осаждались на дно. Ультрацентрифугирование проводят вплоть до достижения частицами равновесия, устанавливающегося под действием центробежных сил, с одной стороны, и диффузионных — с другой, т. е. до тех пор, пока частицы не перестанут перемещаться. Затем по образовавшемуся градиенту концентрации рассчитывают молекулярный вес вещества согласно формуле [c.62]

Отметим, наконец, что равновесная седиментация в градиенте плотности, как и обычное седиментационное равновесие, может использоваться для определений молекулярного веса [ср. формулы (6.112) и (6.117)]. Однако при этом следует считаться с тем, что локальная концентрация полимера в области изоденсы высока и пренебрежение термодинамической поправкой (пропорциональной второму вириальному коэффициенту Лг) приводит к сильным искажениям при расчетах. Так, в работе [84] для системы хлороформ — бензол было получено сильно завышенное, а для системы ДМФ — хлороформ — заниженное значение Л1 . Авторы объясняют это наличием агрегативных тенденций (Лг < 0) в первой системе и большими положитель- [c.493]

Градиент показателя преломления не зависит от молекулярного веса полимера и является линейной функцией концентрации, поэтому его находят как (га —Яо)/с (мо —показатель преломления растворителя). Точность определения молекулярного веса по мутности раствора зависит от чистоты последнего. Малейшие примеси в растворе вызывают значительное искажение результатов определения. [c.69]

Скорости движения молекул в газах и жидкостях почти одинаковы, однако в газе молекулы проходят значительно большее расстояние, прежде чем столкнуться (вследствие более низкой плотности), поэтому коэффициенты диффузии в газе в 10 —10 раз выше, чем в жидкости. Этот факт получает отражение в пропорциональности между Dg и величиной, обратной давлению в системе. Результатом любого диффузионного процесса с участием молекул, имеющих различную массу, является массообмен через некоторую плоскость в системе, причем наличие градиента плотности усложняет процесс конвективного смешивания. В газах этот эффект мал и коэффициент диффузии почти не зависит от концентрации вещества. Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что величина Dg с изменением состава системы изменяется на 2—9% в зависимости от разницы молекулярных весов компонентов [2]. Это обстоятельство делает возможным использование в ГХ коэффициентов диффузии в газовой фазе Dg для надежного определения диффузионных эффектов. [c.175]

В предыдущих разделах было показано, что центрифугирование в градиенте плотности является ценным методом исследования природных и синтетических полимеров. Если применимость этого нового метода к исследованию полимеров природного происхождения была продемонстрирована уже на многих примерах, так что метод практически стал стандартной операцией для биохимиков и биофизиков, его применение для исследований синтетических полимеров пока ограничено. Только недавно были получены результаты, показывающие, что центрифугирование в градиенте плотности не только применимо к синтетическим полимерам, но во многих случаях имеет преимущества перед другими методами. Эти преимущества особенно очевидны, когда имеются полимеры высокого молекулярного веса или количество полимера в образце очень мало. В качестве примера рассматривалось обнаружение микрогеля и была показана возможность оценки его молекулярного веса. Без труда могут быть определены небольшие различия в плотностях в растворе для двух полимеров. Из данных о концентрации полимера как функции расстояния от центра вращения может быть получена информация о распределении полимеров по молекулярному весу и по химическому составу, причем для смеси полимер-гомологов могут быть оценены значения средних молекулярных весов, включая среднечисловой молекулярный вес. Это позволяет в принципе заменить определение осмотического давления или по меньшей мере использовать эти измерения в качестве дополнения к осмотическому методу, так как при центрифугировании чувствительность повышается с увеличением молекулярного веса в противоположность осмометрии. Вопрос о том, является ли центрифугирование в градиенте плотности подходящим методом исследования микроструктуры полимеров, в общем виде еще не решен. По крайней мере в одном случае (атактический и стереорегулярный полистирол) было показано, что метод действительно применим. Однако до сих пор еще не известно, можно ли в общем случае ожидать, что различия в микроструктуре приведут к достаточным различиям в кажущихся парциальных удельных объемах, чтобы этот эффект можно было использовать для определения степени стереорегулярности. [c.443]

Определение по данным двойного лучепреломления в потоке. Измеряя начальный подъем tg а у кривых угла гашения (угол гашения а в зависимости от градиента скорости) и экстраполируя его на нулевую концентрацию, можно рассчитать молекулярный вес по формуле [c.44]

Значения молекулярных весов разных форм НАД-киназы, определенные методом гель фильтрации, совпадают с величинами, определенными методом электрофореза в градиенте концентрации ПААГ, за исключением низкомолекулярной формы НАД-ки- 230, назы с молекулярным весом 45000, которую при гель-фильтрации обнаружить не удавалось. [c.139]

Подробнее о зависимости [л] от градиента скорости и об аномалии зависимо сти вязкости от концентрации при больших разбавлениях см., например Ра фи ков С. Р., Павлова С. А., Твердохлебова И. И. Методы определениа молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярных соединений. М 1963. С. 289—300. [c.104]

В целях упрощения расчетов выше принималось, что коэффициент диффузии мошет не зависеть от концентрации. В действительности же подобное положение выполняется в определенных пределах только в условиях идеальных растворителей [16]. Во всех других случаях имеет место более или менее выраженная зависимость коэффициента диффузии от концентрации. Определение параметров диффузии становится более сложным в связи с концентрационной зависимостью, поскольку кривая градиента концентрации становится асимметричной по отношению к начальной границе. Следовательно, теперь уже нельзя получить степень неоднородности по параметрам диффузионной кривой, измеренным только при одной концентрации. Отношения Оп/Оаг В11В2 и В21Вг должны определяться по измерениям при нескольких концентрациях с последующей экстраполяцией к бесконечному разбавлению. Аналогичные операции проводят при определении молекулярных весов методами ультрацентрифугирования и диффузии. Если не учитывать больший разброс величин, полученные в предыдущих разделах уравнения остаются справедливыми для экстраполированных средних значений коэффициентов диффузии. [c.258]

Определение молекулярного веса диффузионным методом является одним из основных методов исследования высокомолекулярных соединений благодаря тесной связи коэффициента диффузии с размером и формой диффундирующих частиц. Определение коэффициента диффузии может быть произведено по методу Ламма, принцип которого заключается в фотографировании точной микрометрической шкалы через столб жидкости, где происходит процесс диффузии. Вследствие наличия различной концентрации по вертикальным слоям кидкости положение делений шкалы на снимке будет изменено по сравнению с контрольным снимком шкалы, снятым через чистый растворитель. Различие в положении делений на обоих снимках измеряется нри помощи микрокомпаратора (с точностью до 1—2 ми1фонов) величина смещения нропорциона.льна изменению концентрации в данном слое столба жидкости. Производя спимки через разные промежутки времени, можно, не прерывая опыта, получить распределение градиентов концентрации по всему столбу жидкости при различной продолжительности диффузии. 2 Экспериментальная кривая после нормализации сравнивается с идеальной кривой по Гауссу, что позволяет оценить полидисперсность исследуемого вещества. [c.33]

Когда поверхностный слой достигает определенной концентрации благодаря непрерывной диффузии растворителя в полимер и соответственно определенной вязкости, происходит срыв его из-за конвекционных потоков в жидкости. При этом чем выше градиент скорости, задаваемый перемешивающим устройством, тем более глубокие слои могут быть сорваны таким путем. Чем выше молекулярный вес полимера и, следовательно, чем выше вязкость эквиконцентрированных растворов, образующихся в поверхностных слоях полимера, тем тоньше срываемые слои (при одной и той же скорости перемешивания) и тем медленнее ироисходит интегральный процесс растворения. [c.214]

Процесс установления равновесия иногда занимает день или больше. Поскольку при таких больших сроках возможны денатурация или бактериальное загрязнение, искажающие результаты эксперимента, разработан ряд приемов, позволяющих ускорить установление равновесия. Длительность этого процесса прямо пропорциональна квадрату высоты столба жидкости. Если оиа равна 1—3 мм, процесс установления равновесия длится в течение нескольких часов. Для ячеек с высотой столба жидкости 0,8 мм это время при седиментации сахарозы, рибонуклеазы и бычьего сывороточного альбумина равно соответственно 15, 45 и 70 мин. Однако при таких размерах снижается точность и чувствительность к гетерогенности, хотя в этом случае можно работать при больших угловых скоростях. С помощью многоканальных ячеек производится одновременное определение нескольких концентраций при одинаковой температуре. К уменьшению времени достижения равновесия приводит также такой режим вращения ротора, при котором начальное значение скорости выбирается несколько завышенным и затем постепенно снижается. Концентрацию можно измерять с помощью интерференционного метода Релея, а молекулярный вес рассчитывать, используя значение градиента концентрации в точке перегиба (т. е. средней точке на фиг. 35, Л). Для обеспечения постоянства скорости, необходимого в некоторых экспериментах по седиментационному равновесию, лучше всего использовать магнитную подвеску стального р тора в высоком вакууме. В этих условиях скорость уменьшается всего на 1 об1мин за сутки. [c.194]

Средневесовые молекулярные веса, рассчитанные по данным для области мениска (М ) и дна Мь), обычно отличаются друг от друга, так как концентрации и, следовательно, коэффициенты активности для этих частей ячейки различны. Для полидисперсных систем Мь>М, . Измерения по методу Арчибальда производят при малых скоростях вращения ротора. При этом данные, соответствующие кривой I на фиг. 35, Б, относятся к самому началу эксперимента (часто к первому часу). Для определения градиента концентрации применяют теневой метод, а для измерения концентрации — интерферометр Релея. Приборы, выпускаемые промышленностью, позволяют производить и те и другие измерения одновременно. С помощью метода Арчибальда можно определять молекулярные веса как мелких молекул (например, пептидов), так и крупных частиц (вирусов) с точностью до 5°/о- По сравнению с методом седиментационного равновесия точность этого метода несколько ниже из-за трудностей экстраполяции к границам раствора. [c.195]

Доля молекул длины х в концентрированной фазе описывается функцией Ж (Л, а, х), определенной уравнением (1-58). При х О функция К В, а, х) становится равной 1/(1 - - / ) и постепенно возрастает до единицы при увеличении X. В точке перегиба, определяемой условием х = (1п i )/ст, К равна V2 Скорость изменения К в зависимости от ж, т. е. градиент (1К1й (1п ж), в точке перегиба равняется (1н ii)/4. Подобный градиент можно принять в качестве меры ширины распределения во фракции или степени разрешения при фракционировании. Идеальное фракционирование представляет собой ступенькообразную функцию (рис. 1-9). Функция К сначала сильно отличается от идеальной, но приближается к последней с увеличением 1н В. Ясно, что для эффективного фракционирования молекул при данном значении молекулярного веса необходимо, чтобы величины Вша имели большие значения. Концентрация полимера в более концентрированной фазе возрастает нри увеличении ст. При большей концентрации полимера в концентрированной [c.28]

Метод седиментационного равновесия в качестве абсолютного метода онределения молекулярных весов полимеров обладает рядом достоинств. Силовое поле ультрацентрифуги обусловливает осаждение крупных частиц типа пыли, но в то же время практически весьма слабо влияет на низкомолекулярные включения в образце. На довольно малом количестве полимера можно измерить молекулярные веса, изменяюш иеся от нескольких сотен до нескольких миллионов, а также получить обш ую картину степени полидисперсности. Недостатки метода, обусловленные большим временем эксперимента и трудностями при исследовании достаточно низких концентраций образцов, применяемых для надежной экстраполяции к бесконечному разбавлению, могут оказаться не столь суш ественнымй, если применять идеальные растворители и использовать появившиеся возможности быстрого достижения равновесных условий седиментации. В то время как метод скоростной седиментации обладает большей чувствительностью к тонким характеристикам распределений по молекулярным весам, метод седиментационного равновесия применяют главным образом для определения средних молекулярных весов, хотя использование этого метода в случае смешанных растворителей (седиментация в градиенте плотности), как недавно было показано, перспективно для определения наличия в образце других типов неоднородности. [c.238]

Если полимерный образец неоднороден по молекулярным весам, но однороден по эффективной плотности макромолекул, то наблюдаемая в условиях равновесия полоса полимера является суммой многих гауссовых кривых с совпадающими центрами распределений, каждая из которых характеризуется стандартным отклонением, связанным с молекулярным весом макромолекул данной длины по уравнению (8-64) . По моментам такой составной кривой можно определить различные типы средних молекулярных весов [74, 76]. В связи с невозможностью выполнения идеальных условий в каждой точке градиента плотности, установившегося в смеси растворителей, всегда оказывается необходимым проводить экстраполяцию кажущихся молекулярных весов, определенных описанным способом, к бесконечному разбавлению. Хермане и Энде [76] показали, что при ультрацентрифугировании полистирола в идеальной смеси растворителей (циклогексанол и четыреххлористый углерод) линейной экстраполяцией (1/А/ )каж и (-Мги)каш к нулевой концентрации можно с удовлетворительной степенью точности получить величины молекулярных весов. В смеси указанных растворителей кая<ущаяся плотность полистирола в значительной мере зависит от избирательной адсорбции полимером хорошего растворителя. Удовлетворительные величины молекулярных весов не удалось получить таким способом для смеси хороших растворителей. Параметры предполагаемых функций распределения можно определить с помощью полученных этим методом средних величин молекулярных весов, но тем не менее детали кривой распределения по молекулярным весам нельзя воспроизвести вследствие ограниченности количества моментов кривой. [c.243]

Поскольку мы получили удовлетворительное уравнение, связывающее молекулярный вес РНК с ее характеристической вязкостью и константой седиментации, было бы желательным располагать надежными уравнениями, связываюпщми молекулярный вес с канодым из этих параметров в отдельности. Хотя несколько подобных уравнений и опубликовано в литературе, они были выведены на основании изучения какого-то одного типа РНК в определенном растворителе и, строго говоря, применимы только для той же РНК в том же растворителе. Это связано с тем, что конформация РНК меняется с изменением температуры и ионной силы раствора. Поэтому не может быть универсального уравнения, связывающего константу седиментации РНК с ее молекулярным весом, и прямого способа расчета молекулярного веса по константам седиментации, обычно получаемым из данных седиментации в градиенте концентрации сахарозы. Чтобы проиллюстрировать, каким образом могут различаться [c.260]

Для разбавленных растворов относительно низкомолекулярных веществ (М=10 до 10 ) угол гашения г 5 равен 45° и увеличивается очень незначительно с ростом градиента вплоть до появления турбулентности. Броуновское движение преобладает над ориентацией в потоке. Двойное лучепреломление слабо и возрастает линейно во всем интервале градиентов с увеличением G. Явление двойного лучепреломления этих растворов связано с возникновением ориентации. Очень высокомолекулярные вещества (уИ=10 до 10 ) давот в малом интервале градиентов от О до 10 или 10 сек изменение угла гашения г1з от 45 до 90° в форме кривой с насыщением. Уже при умеренных градиентах порядка 10 сек - клубки сильно удлиняются вследствие деформации и располагаются параллельно линии потока. Таким образом, молекулярные размеры отчетливо различаются по увеличению угла гащения с градиентом. Чем круче этот подъем в растворах определенной концентрации для одного и того же растворителя, тем выше молекулярный вес растворенного вещества. [c.384]

Наблюдаемый средневесовох молекулярный вес (М , арр) полученный экстраполяцией к нулевому времени, необходимо исправить на неидеальность раствора, чтобы отнести к начальной концентрации макромолекул в кювете. Для этого, так же как и в опытах по седиментационному равновесию, проводят ряд определений Мц,,., рр при нескольких подходящих начальных концентрациях, полученные результаты наносят на график в зависимости от концентрации и экстраполируют к нулевой концентрации. Для некоторых гликонротеинов с высокой вязкостью коэффициент диффузии может быть настолько низким, что время, в течение которого у мениска существует градиент концентрации, оказывается весьма коротким, а сильная зависимость коэффициента седиментации от концентрации вызывает тенденцию к обострению пика. Это обстоятельство, а также возможность сильного [c.67]