Кюветы для ультрацентрифуги

Рис. 111,10 Перемещение границы золь— дисперсионная среда, в кюветах ультрацентрифуги при центрифугировании.

Ультрацентрифуга довольно сложный прибор. Впервые принцип ее действия был предложен Думанским в 1913 г., а реализована эта идея была Сведбергом в 1925 г. Самым важным обстоятельством, определившим успех, было ясное понимание того, что даже малые температурные возмущения в кювете ультрацентрифуги, способные вызывать конвекционные потоки, делают невозможным [c.122]

Рис. 37. Конфигурация кюветы ультрацентрифуги.

Остановимся на трех современных методах, с помощью которых с большей или меньшей полнотой решаются рассмотренные здесь задачи. Ультрацентрифуга позволяет развить еще один интересный метод, который сводится к измерению удельного объема полимера в растворе [25]. Идея его заключается в том, чтобы создать в кювете ультрацентрифуги градиент плотности. Это осуществляется выбором бинарного растворителя и притом такого, который составлен из более легкого и более тяжелого комнонентов (например, бензола и хлороформа). Ультрацентрифугирование приводит к быстрому (в течение 3—4 часов) установлению седиментационного равновесия в растворителе. Строго говоря, к этому случаю нельзя применить закон Больцмана, так как концентрации обоих компонентов одного порядка, т. е. раствор никак нельзя считать идеальным. Однако оценку величины разделения можно все же произвести по Больцману [c.168]

Рассмотрим теперь, какое равновесное распределение полимера установится окончательно в линейном градиенте плотности. Для этого определим, чему равен поток вещества в кювете ультрацентрифуги через некоторую плоскость, отстоящую на расстоянии х от равновесной плоскости, для которой 1 — Ур=0 (рис. 50). Поток частиц складывается из седиментационного потока — И с и из диф- [c.170]

Рис. 51. Картина стационарного распределения концентрации (а) и градиента концентрации (б) в кювете ультрацентрифуги при центрифугировании в градиенте плотности.

Рис. 144. Ротор и кювета ультрацентрифуги LKB.

Взаимодействующие системы- могут быть исследованы количественно также с помощью аналитической ультрацентрифуги, если за связыванием лиганда можно проследить с помощью абсорбционной оптической системы [105, 107]. На рис. 9 представлены седиментационные диаграммы серии опытов с различными смесями НАД-Н (ДПМ-Н) лактатдегидрогеназы. Диаграмма, относящаяся к раствору НАД-Н (слева), показывает, что весь материал, поглощающий свет при длине волны 340 нм, мигрирует медленно, тогда как после добавления фермента часть или весь кофермент, в зависимости от концентрации фермента, седиментирует с тем же коэффициентом седиментации, что и нативный фермент. Из распределения поглощения света в кювете ультрацентрифуги в процессе седиментации можно рассчитать концентрацию связанного и свободного кофермента на основе этих данных рассчитывается среднее число связанных с ферментом молекул кофермента и по уравнению (3)—число связывающих, участков и константы диссоциации. [c.409]

Производная от Ср по времени будет полной производной, так как Ср не зависит от г. (Следует заметить, что уменьшается со временем, причем физическая причина этого явления заключается в том, что осаждаемые частицы непрерывно движутся по направлению ко дну кюветы ультрацентрифуги, т. е. в направлении увеличения площади поперечного сечения. Поскольку з должно зависеть от концентрации, Зр будет также зависеть от времени.) [c.426]

Рис. 111.3. Зависимость концентрации (а) и градиента концентрации (<Г, в) полимера от-расстояния от мениска г в кювете ультрацентрифуги при приближении к равновесию (а, в) и в опытах по скоростной седиментации (в)

Поскольку макромолекуле с заданной ММ соответствует свой коэффициент седиментации S, а он, в свою очередь, определяет скорость движения и, следовательно, положение границы X, то в кювете ультрацентрифуги в каждый момент времени устанавливается распределением по х [c.201]

Ультрацентрифугирование. В ультрацентрифугах при ускорениях порядка 100 000—500000 g происходит довольно быстрое осаждение подавляющего большинства белков. Скорость осаждения зависит преимущественно от молекулярного веса белка. Теория ультрацентрифугирования белков и приложения этого метода для исследований размера и формы белковой молекулы будут рассмотрены в гл. VI. Здесь отметим только, что метод может быть использован и в препаративных целях. Теоретически эффективность такого разделения должна быть значительной. На практике, однако, возникают труднопреодолимые препятствия. Максимальная дистанция, которую проходят белки в кювете ультрацентрифуги, невелика, в результате чего удается обособить лишь крайние фракции. Нелегко предотвратить перемешивание участков жидкости в кювете при остановке центрифуги. Для этого прибегают, например, к разде- [c.21]

В кювете ультрацентрифуги скорость седиментации макромолекул в растворе по мере роста концентрации замедляется вследствие наличия противотока растворителя и увеличения вязкости среды. Экспериментально наблюдаемая концентрационная зависимость коэффициентов седиментации обычно хорошо описывается эмпирическим соотношением типа [c.20]

Имеются единичные сведения о том, что из-за адиабатического уменьшения объема раствора при быстром разгоне до максимальной частоты вращения ротора (п = 60 ООО об/мин) в кювете ультрацентрифуги образуется и градиент температуры, причем различие в температурах у мениска и дна может доходить до 5 — 10 °С в зависимости от растворителя [44]. [c.22]

В кювете ультрацентрифуги макромолекулы в области концентрационной границы, оказавшиеся в результате диффузии дальше от оси вращения ротора, попадают в более сильное центробежное поле и, следовательно, быстрее седиментируют. Это приводит к увеличению скорости расплывания концентрационной границы, которое наблюдается и для гомогенных полимеров и в отсутствие концентрационной зависимости коэффициентов диффузии и седиментации. Влияние неоднородности центробежного поля ультрацентрифуги на коэффициент диффузии О учитывается соотношением [c.42]

Кювета ультрацентрифуги (рис. VI 1.1) состоит из корпуса /, кварцевых (сапфировых) оптических стекол 5 и 9 н сердечника (вкладыша) 7, изображенного для кювет различного назначения в разрезе на рис. 1.6, стр. 27. Обычные материалы сердечника — алюминий, а также текстолит и фторопласт 3 (Kel-F) или иная наполненная пластмасса. Собственно пространство кюветы образовано стеклами и секториальной полостью 1, заполняемой через небольшое отверстие 2. Стенки сектора располагаются радиально относительно оси вращения, что предотвращает конвекцию за счет соударений седиментирующих молекул со стенками. Стекла прижимаются к торцам сердечника специальным зажимным кольцом 14 (рис. VII.1), завинчивающимся в корпус. Запорный винт 16 герметизирует наливное отверстие. Граница между раствором и растворителем возникает незадолго до достижения полной скорости и регистрируется одним из описанных ниже методов. [c.154]

Если поместить в кювету ультрацентрифуги смесь низкомолекулярных жидкостей различной плотности и создать сильное центробежное поле, сравнительно быстро устанавливается седиментационное равновесие, в результате которого в радиальном направлении возникает постоянный во времени градиент плотности. Если в таком смешанном растворителе содержался высокомолекулярный компонент с плотностью, промежуточной по сравнению с плотностями растворителя, то постепенно он должен собраться в одну полосу — так называемую изоденсу,— где его плотность совпадает с локальной плотностью растворителя. Эта полоса будет несколько размазана вследствие диффузии, причем тем больше, чем ниже молекулярный вес компонента. Статистический анализ распределения концентрации в этой полосе дает возможность определить М, тогда как из положения максимума полосы находится V. [c.489]

Бимс с сотрудниками [20] использовали модифицированный интерферометр Жамена, чтобы определять распределение концентрации в кювете ультрацентрифуги. В схеме этого интерферометра (гл. XI, п. 2) световой пучок раздваивается на интерференционных пластинах, один из полученных пучков проходит через сектор с раствором, а другой — через сектор с растворителем, и на экране наблюдается результат их интерференции. [c.297]

Оптические методы, применяемые для измерения распределения концентрации в кювете ультрацентрифуги, детально описаны Сведбергом и Педерсеном [1], а также в гл. IX (Диффузия) тома I настоящей книги. [c.484]

Рис. 128. Схематическое изображение процесса седиментации в кювете ультрацентрифуги и угловой центрифуге [57].

Рис. 4.26. Распределение концентрадш с (а) и градиента концентраций с/йг (б) (в произвольных единицах) в кювете ультрацентрифуги

В современных ультрацентрифугах достигает 70 ООО об мин, что соответствует центробежному ускорению в 500 ООО g (g — величина ускорения силы тяжести). Такие мощные поля быстро осаждают макромолекулы и могут вызывать асимметрическое распределение низкомолекулярных соединений (например, сахарозы или хлористого цезия) в кювете ультрацентрифуги. (Хороший обзор но ультрацентрифугам опубликован ШахАШНохМ, внесшим [c.65]

Однако уже этот результат оказывается ошибочным, так как не принимает во впимапие один из довольно специфических эффектов, разыгрывающихся в секториальной кювете ультрацентрифуги. [c.59]

Преимуществом метода скоростной седиментации является высокая чувствительность получаемых в опыте параметров к степени неоднородности полимерного образца но молекулярным весам. Указанная неоднородность образца определяется путем прогрессивного развития расширения границы седиментации в процессе перемещения этой границы в кювете ультрацентрифуги. Визуальное определение степени расширения границы седиментации мо/кет дать качественную информацию о неоднородности полимера, но может привести к ошибочным выводам, поскольку расширение границы определяется не только полидисперсностью образца. Форма границы седиментации зависит также от концентрационных эффектов, диффузии, гидростатического давления. Несмотря на значительн1з1Й успех в понимании природы этих эффектов, не существует простого и надежного метода, позволяющего провести учет всех влияющих на форму границы седиментации факторов. Однако эти факторы можно оценить раздельно с тем, чтобы попытаться определить лишь ту степень уширения границы, которая обусловлена 1тсклю-чительно полидисперсностью образца. [c.222]

Выражение, описывающее распределение концентрации в кювете ультрацентрифуги в состоянии равновесия, можно вывести термодинамическим путем или из рассмотрения кинетики процесса. Элементарное уравнение для двухкомпонентной идеальной системы было получено как термодинамическим, так и кинетическим путем в одной из первых работ Сведберга [631. В более общем виде выражение такого типа можно записать, полагая, что силы, действующие на каждый компонент системы [величины в уравнении (8-7)], равны нулю [c.239]

Ленсинг и Крамер [33], а также Уолес [64] развили методы расчета 2-средних и более высоких степеней усреднения молекулярных весов. В принципе можно рассчитать любое среднее значение молекулярного веса, но на практике экспериментальные условия определяют быстрое снижение точности расчетов для средних величин молекулярных весов выше г-среднего. Среднечисловые молекулярные веса не могут быть рассчитаны неносредственно по данным, полученным методом седиментационного равновесия, если в некоторой области кюветы ультрацентрифуги концентрация молекул растворенного вещества не достигает нулевого значения [65]. [c.240]

При исследовании химической неоднородности может также оказаться полезным анализ методом ультрацентрифугирования. При ультрацентрифугировании в течение 150 час при 33 500 об1мин раствора сополимера акрилонитрила с винилацетатом в среде диметилформамид — бромоформ в кювете ультрацентрифуги наблюдали появление трех раздельных зон, обусловленных макромолекулами с различной степенью разветвленности. Этим же методом удается разделить в среде бензол — бромоформ атактический и стереорегулярный полистирол [28]. [c.302]

Разрешающая способность метода скоростной седиментации ограничивается погрешностью определения коэффициента седиментации. Эта погрешность обусловлена неточностью определения смещений молекул в кювете ультрацентрифуги, причина которой, в свою очередь, кроется, в основном, в конечности толщины экспериментально фиксируемой кривой, а также в ширине седиментационной границы и ее расплывании во времени вследствие диффузии и полидисперсности. Суммарная погрешность определения абсциссы Хшах максимума седиментационной кривой равна [33] [c.20]

Для этого был изобретен остроумный и исключительно чувствительный метод ультрацентрифугирования в градиенте плотности. Метод Месельсона представляет собой ультрацентрифугирование, при котором мы разделяем макромолекулы не по молекулярному весу, а по удельному весу полимера. В среду вводится электролит большой плотности ( s l с р = 3,7). Эта соль распределяется в кювете ультрацентрифуги в согласии с законом Больцмана, и нри установившемся равновесном распределенни концентрация соли будет зависеть от координаты примерно как [c.251]

Методы исследования распределения растворенного ве1цества в кювете ультрацентрифуги [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология