Мицеллы в монослоях

Образование глобул типично не только для структур, построенных из молекул с гидрофильными и гидрофобными участками. Фосфолипиды и родственные им соединения самопроизвольно образуют монослой на поверхности водной среды и двойной слой в водной среде (подобно вытянутой мицелле). Полярные концы фосфолипидов сольватируются водой, в то время как углеводородные хвосты остатков жирных кислот и т. д. создают электрически изолирующий слой, не пропускающий заряженные частицы, такие, как Ыа+ или К+. [c.339]

Изотерма адсорбции ионогенных ПАВ на границе с твердым телом представляет собой в большинстве случаев типичную двухступенчатую кривую (рис. 135, кривая /), тогда как кривая обменной адсорбции ионов на той же поверхности является обычной кривой типа Лэнгмюра — з, д. м. (кривая II). Расхождение между кривыми начинается при ККМ и объясняется образованием поверхностных мицелл. В простейшем случае такая мицелла может быть бимолекулярной (см. рис. 132) с полярными группами, обращенными к воде и к твердой фазе. Действительно, расчет Ао, проведенный с использованием представлений о монослое, дает явно преуменьшенные значения площади на молекулу ( 10 А ), хо- [c.338]

Все более широкое применение мицелл в качестве модельных систем связано с их термодинамической устойчивостью, простотой структуры, а также сходством поверхности раздела мицелла — раствор с поверхностью монослоев, мембран и адсорбционных слоев. Можно рассматривать мицеллу как монослой, замкнутый на себя. Поэтому мицеллярные системы особенно полезны при постановке и разрешении многих проблем, касающихся структуры микроокружения в системах с развитой поверхностью раздела. Основное достоинство мицеллярных растворов — относительная легкость применения различных экспериментальных методик, используемых при изучении растворов, но трудно применимых к реальным поверхностям и мембранам. [c.327]

Не лучше обстоит дело и с методом, основанным на адсорбции красителей, основными недостатками которого являются большой размер молекул адсорбируемых веществ, весьма ограниченный их выбор, наличие сильного межмолекулярного взаимодействия, трудность при определении посадочных площадок молекул и сравнительно высокое сродство их к полярным поверхностям [96, 97]. Все это, несмотря на простоту метода, говорит о сложности его применения, тем более что поверхностный монослой может состоять не только из плотно-упакованных и вертикально ориентированных молекул красителя, но и содержать в заметных количествах молекулы растворителя и адсорбированные мицеллы растворенного вещества. [c.133]

Ядро и адсорбционный слой составляют частицу. Мицелла, состоящая из частиц и диффузного слоя, в целом нейтральна, частица, состоящая из твердого ядра и адсорбционного слоя, заряжена. Знак заряда определяется теми ионами, которые непосредственно адсорбированы на поверхности и составляют первый монослой. [c.28]

Л — монослой Б — сферическая мицелла В — палочкообразная мицелла Г--перевернутая мицелла Д микроэмульсия вода в масле —микроэмульсия масло в воде Ж — Б 1М — черная липидная мембрана 3 — монослойная везикула И — многослойная везикула [c.331]

Покоящуюся мицеллу можно рассматривать как замкнутый, а следовательно, искривленный мономолекулярный слой ПАВ. Поэтому условия механического равновесия искривленного монослоя необходимы при анализе механического состояния мицеллы. Пусть монослой находится между произвольной природы фазами а (с вогнутой стороны монослоя) и (с выпуклой стороны монослоя), механическое состояние которых задается тензорами давления и Локальную степень искривлен- [c.189]

Сделанные оценки показывают, что существование малой полости в центре сферической мицеллы весьма возможно и даже естественно, если иметь в виду посторонние растворенные вещества. Но с ростом чисел агрегации размер полости растет и ес существование становится проблематичным. Если полость схлопывается, то мицелла приобретает уже несферическую форму, а если внутри полости помещается еще один монослой ПАВ, то мицелла переходит в везикулу. Теперь мы перейдем к рассмотрению основных несферических форм мицелл — цилиндрической и пластинчатой, а позже ( 47) обсудим и везикулы. [c.203]

Если мицеллу в общем случае можно определить как замкнутый монослой, то везикула — это замкнутый бислой. Для везикулы не встает вопрос о возможности существования полости — она в данном случае естественна и заполнена тем же веществом, что и окружающая среда. Везикула в водном растворе или другой полярной среде представляет собой замкнутую углеводородную пленку с находящимися на ее поверхностях полярными группами (см, рис. 26), Поскольку раствор внутри везикулы изотропен, наиболее естественная форма везикулы — сферическая. Хорошо известны бислои и везикулы биологических фосфолипидов — анионных или цвиттерионных ПАВ, молекулы которых обычно имеют две углеводородных цепи с 16—18 атомами углерода и, обладая такой объемной неполярной частью, [c.219]

В конце концов, в мицеллах происходит обрыв полимеризации, так как вытесненные полимерные зародыши адсорбируют мономер, и получающийся смешанный зародыш адсорбирует на своей поверхности монослой мыла. Этот процесс снижает концентрацию мыла ниже критической, отвечающей образованию мицеллы, и дальнейшее инициирование практически прекращается. Обычно [c.295]

Рис, 3. Типы структурной организации водно-липидных систем А — воздух Б — вода 1 — монослой липидов 2 — мицеллы фосфолипидов в воде 3 — ламеллярная жидкокристаллическая фаза Ь 4 — ламеллярная гелевая фаза Ьр 5 — гексагональная фаза типа 1-, 6 — гексагональная фаза типа II [c.20]

Следует еще раз подчеркнуть, что Са-индуцируемое фазовое разделение фосфолипидов при слиянии происходит либо в бислое, либо только в наружном монослое мембранных везикул. Это может привести к образованию дефектов структуры бислоев и к прямому контакту гидрофобных хвостов фосфолипидов с водной фазой. Нестабильность таких участков способствует слиянию везикул на этих участках. Центры нестабильности локализуются на границах твердых доменов (мицелл) в жидком бислое. Слияние индуцируется либо за счет взаимодействия липидных мицелл, либо за счет локальных изгибов бислоев, либо за счет электрического пробоя бислоев. [c.89]

I — вода 2 — полярные группы липидов а — монослой, Ь — сферическая, с —ламеллярная d — цилиндрическая мицеллы. [c.77]

Рис. 3.1. Схематическое изображение структур, образуемых сурфактантами в водной среде. Существует равновесие между молекулами сурфактантов, находящимися в виде мономеров и образующих мицеллы и монослой на границе раздела фаз. Мицеллы имеют форму глобул на рисунке они изображены в поперечном сечении, что позволяет видеть относительное расположение полярных групп (кружочки) II жирных боковых цепей ( хвосты ).

В работе предлагается изучить поведение монослоя на двух подкладках на одномолярной соляной кислоте и на пятимолярном растворе хлорида натрия. Графики зависимости поверхностного давления от площади, построенные по данным для этих двух подкладок, должны существенно между собой различаться. В первом случае монослой газообразный и при сжатии переходит в жидкий, во втором случае моно1слой после сжатия находится либо в, твердом хрупком состоянии, либо представляет собой вязкую жидкость. При содержании в подкладке 5 моль1л хлорида натрия диссоциация ПАВ сильно подавляется, вследствие чего оно стремится образовать в пленке-мицеллы. На кислых же растворах монослой стабилизируется в растянутом состоянии благодаря водородным связям. [c.68]

О Коннор и Сандерс [296] исследовали гидрофобный II гидрофильный характер поверхности кремнезема при адсорбции на ней ионов цетилтриметиламмония. Когда кремнезем или очищенная стеклянная поверхность вступают в контакт с 10 М водным раствором бромида цетилтриметиламмония, то поверхность кремнезема начинает адсорбировать органический агент и адсорбция идет до тех пор, пока не образуется монослой этого вещества. При этом поверхность оказывается гидрофобной. Однако, еслп в растворе присутствует дополнительное количество этого агента, поверхность полностью не высыхает, когда ее извлекают из раствора, и в действительности остается влажной при условии, что концентрация агента составляет более чем 10 моль/л. Критическая концентрация мицелл в системе равна 10 моль/л, поэтому очевидно, что при очень низки.х концентрациях на кремнеземе будет адсорбироваться один монослой этого агента с гидрофобными группами, направленными наружу. Это придает поверхности гидрофобные свойства, если [c.532]

Значение гидрофобных связей или формирования мицелл было раскрыто, когда вместо воды стали использовать водный, 1 М раствор н-бутанола. При pH 10, когда поверхность кремнезема сильно заряжена, необратимо адсорбировался монослой ионов С1бНззЫ(СНз)+ (т. е. ионов ЦТМА) даже при нх наи- [c.944]

Катионные красители по своему поведению подобны катионным ПАВ образуют мицеллы в растворах и сильно адсорбируются на силанольной поверхности. Согласно данным- Эллин-гема и др. [335], молекулы катионных красителей адсорбируются посредством ионообменного механизма вплоть до образования монослоя. Если концентрация превышает к. к. м., то краситель дополнительно адсорбируется в виде мицелл, которые могут образовать покрытие на поверхности кремнезема толщиной вплоть до 50 монослоев. Если образец кремнезема промывается, то на поверхности удерживается лишь монослой. Было обнаружено, 1 то для таких основных красителей, как метиленовая синь, кристаллический фиолетовый, малахитовая зелень и некоторых других, адсорбционное равновесие достигалось в течение 10 хМин. Образование хмицелл на поверхности кремнезема обнаруживалось по смещениям спектральных полос ИК-поглощения. [c.950]

Как и мыла (разд. 12.1), полярные липиды обладают амфипатическими свойствами (разд. 4.3). При взбалтывании в воде ШИ водных растворах полярные липиды спонтанно формируют мицеллы, в которых углеводородные хвосты липидов спрятаны от воды, а электрически заряженные гидрофильные головы располагаются на поверхности частицы, взаимодействуя с водньш окружением (рис. 12-16). Такие мицеллы могут состоять из тысяч липидных молекул. Полярные липиды способны также растекаться по поверхности водных растворов, образуя слой толщиной в одну молекупу-монослой. В таких систе- [c.340]

Сочетание в мицелле свойств жидкости и твердого тела ста-нов 1тся понятным, если учесть строение мицелл. В отсутствие солюбилизированных веществ мицелла представляет собой замкнутый монослой произвольной формы с практическим отсутствием внутренних полостей (см. рис. 20). Хотя число молекул или ионов в мицелле достаточно велико (порядка 10"—Ю" ), в некоторых направлениях (по нор.мали к поверхности) она имеет толщину бислоя, мало поддающуюся изменениям, и демонстрирует квазитвердое поведение. В то же время, оставаясь в направлении нормали примерно на одних и тех же позициях, молекулы ПАВ свободно мигрируют вдоль поверхности мицеллы. Это жидкоподобное поведение, но в двумерном смысле, как если бы мицелла была хитроумно изогнутой двумерной жидкостью. Определенн ю роль это обстоятельство играет и в сжимаемости мицелл, когда молекулы, лить частично входивщие в мицеллу (см. рис. 20) внедряются глубже в углеводородное ядро под влиянием внешнего давления, вызывая и рост двумерного давления. При этом радиус углеводородного ядра почти не меняется, и в радиальном направлении ядро ведет себя как твердое. Таким образом, необычная природа мицелл состоит в том, что они являются одномерно твердыми и двумерно жидкими объектами. Это положение определяет подход к построению теории мицелл [141[. [c.132]

Используя представление о мицелле как о фазе, необходимо также условиться, что это за фаза, каково ее состояние. Мы говорим условиться , потому что для таких малых объектов, как мицеллы (которые могут и не иметь внутри себя однородной области), понятие фазы используется обычно как эталон сравнения и в известных пределах выбирается произвольно. Наиболее естественный выбор — это фаза, зародышем которой является данный малый объект. Но мицеллы, как мы уже отмечали, не являются зародышами никаких фаз. Это однозначно следует из того экснериментального факта, что мицеллярный раствор может находиться в равновесии (и даже в состоянии пересыщения ) с твердой и жидкой фазами ПАВ, а сосуществование зародышей и макроскопических фаз невозможно. Очевидно, нельзя рассматривать мицеллу и как предельно малый пузырек воздуха с адсорбированным монослем ПАВ, поскольку мицеллярный раствор прекрасно сосуществует и с окружающей макроскопической воздушной средой. Ввиду дифильности молекул ПАВ для мицелл возникает еще вариант выбора внутренней фазы, соответствующей лишь тем частям молекул, которые обращены внутрь. Так, для прямых мицелл, имеющих углеводородное ядро, в качестве внутренней обычно выбирается фаза жидкого углеводорода. Ее отождествление с ядром мицеллы (а это часто делается в литературе), конечно, неправомочно, но использование такой углеводородной фазы в качестве эталона сравнения вполне приемлемо. Хотя это и не самый совершенный эталон ввиду сказанного выше о структуре ядра, он привлекателен простотой описания. [c.135]

Нсл(1 1 -7 .г))— с. Г)Вие механического равновесия вдоль яо-вер. ности, то (38.6)—условие механического равновесия поперек поверхности. Оба оип относятся к жидкоподобному монослою, тогда как более общее условие (38.3) — к твердоподобному. В последнем полярные группы образуют двумерную решетку, которая при наличии асимметрии полярных групп может обладать анизотропными свойствами. Если же и фаза а предполагается твердой, то мицелла может демонстрировать не только анизотропию, но и неоднородность поверхностного натяжения его изменение от точки к точке будет компенсироваться внутренними напряжениями в фазе а. [c.191]

В общем случае о мицелле можно думать как о замкнутом монослое произвольной формы. Для не очень сильно искривленного монослоя, когда толщина I его неполярной части не превосходит главных радиусов кривизны и ее внешней поверхности (на которой располагаются функциональные группы, рис. 22), существует простое геометрическое соотношение между площадью Л=У 17 2б102 внешней поверхности элемента неполярной части монослоя (01 и 02 — элементарные углы в главных сечениях) и объемом того же элемента [c.191]

Особенностью везикулы является наличие как выпуклой, так и вогнутой поверхности, и в отношении обеих повернхостей встает вопрос об условиях упаковки молекул ПАВ. В 39 рассмотрена упаковка на выпуклой поверхности, характерной для мицелл (плотное заполнение пространства углеводородными цепями в прямых мицеллах или полярными группами в обратных мицеллах происходит в центральной области под выпуклой поверхностью). Полученное для мицелл уравнение упаковки (39.2) прн.меннмо к внешнему монослою везикулы. Аналогичное уравнение можно получить и для внутреннего монослоя. [c.221]

Влияние ПАВ на кинетический гистерезис во многом зависит от строения и состава адсорбционных слоев, образующихся на твердой поверхности. Если ориентация дифильных молекул такова, что функциональные группы, обращенные в сторону жидкой фазы, затрудняют перемещение периметра смачивания, краевые углы натекания и оттекания растут с увеличением концентрации ПАВ. Такая зависимость наблюдается при смачивании гидрофильных поверхностей водными растворами ПАВ, которые могут оказывать гидрофобизующее действие. Например, при смачивании гидрофильной поверхности иодистого серебра водным раствором додецилпиридинбромида максимальные краевые углы натекания и оттекания соответствуют насыщенному адсорбционному слою с параллельной и перпендикулярной ориентацией молекул ПАВ (см. рис. V. 8). В промежуточной области концентраций, в которой ПАВ оказывают гидрофилизующее действие (формируется смешанный монослой), оба краевых угла уменьшаются. Максимальный кинетический гистерезис в этой системе имеет место при экстремальных значениях краевых углов В области концентраций выше критической концентрации мицеллообразования, когда поверхность иодистого серебра максимально гидрофилизуется за счет адсорбции пластинчатых мицелл, различие между краевыми углами резко уменьшается и практически полностью исчезает [315]. По-видимому, это связано с тем, что при перемещении периметра капли воду по гелеобразному адсорбционному слою, в котором [c.191]

До последнего времени изучение аналогов биомембран проводилось в основном на липидных или липопротеидных пленках, получаемых на поверхности раздела жидких фаз или на границе вода — воздух. Такие пленки передают приближенно простейшие электрофизические и геометрические свойства биомембран, но при моделировании химических и структурных свойств биомембран они имеют довольно ограниченную область применения. Это связано с тем, что такие пленки отвечают только одному из нескольких возможных структурных типов мицелл, когда в монослое или бимолекулярном слое липида полярные группы молекул обращены в сторону водной фазы. Кроме того, в подобных системах с очень низкой удельной поверхностью можно изучать только белковые монослои на липидах. Полученные в последнее время данные показывают, что невозможность варьировать степень заполнения белком полярности пленки существенно ограничивает и даже искажает данные о роли межбелковых взаимодействий в биомембранных системах. Поэтому указанный метод моделирования биомембран не только не универсален, но и не всегда корректен. [c.283]

В 1965 г. Полторак и Чухрай [1] предложили метод, предоставляющий большие возможности для изучения химических и структурных свойств липопротеидных мицелл и лишенный ряда из перечисленных недостатков. Смысл этого метода состоит в том, что сначала из неводного растворителя на специально подобранный носитель наносится липидный монослой с варьируемыми свойствами, а затем на полученном липидном монослое проводится адсорбция регулируемого количества белка из водного раствора. Путем соответствующего подбора полярности носителя и природы используемого растворителя липида производится необходимая ориентация молекул в липидных слоях. Изучение изотерм адсорбции липидов дает сведения о липид-липидных взаимодействиях, а исследование каталитической активности при разных заполнениях белкового слоя дает возможность изучать эффекты, связанные с воздействием липида на [c.283]

В воду, а углеводородные цепи выносятся из водной фазы. Между молекулами, находящимися в растворе и образующими монослой на границе раздела фаз, существует динамическое равновесие. Поверхностное натяжение воды на такой границе раздела фаз уменьшается, поскольку силы притяжения между молекулами воды ослабевают из-за присутствия углеводородных цепей. Если увеличить количество добавленного в водную фазу сурфактанта, то концентрация растворимых мономеров будет возрастать до определенного предела, называемого критической концентрацией, после чего молекулы сурфактанта начнут ассоциировать друг с другом, образуя мицеллы. Мицеллы являются стабильными коллоидными агрегатами, которые образуются амфифилами при концентрациях, превышающих определенную узкую область концентраций, называемую критической концентрацией мицеллообразова-ния (ККМ). Амфифилы характеризуются различными значениями ККМ. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология