Макромолекулы ультрацентрифугирование

Седиментация макромолекул (ультрацентрифугирование). Константа седиментации. Седиментационное равновесие. Определение молекулярных масс методами ультрацентрифугирования. [c.382]

Любая внешняя сила, действующая на взвешенные частицы, может вызвать перенос массы [согласно уравнению (10.37)]. Исследование действия разных сил требует применения весьма различной экспериментальной аппаратуры и при этом выявляются весьма различные аспекты структуры и свойств молекул. В этой главе мы подробно рассмотрим перенос массы, вызванный силой, которая обусловлена радиальным ускорением в ультрацентрифуге. Мы выбрали этот пример, потому что на практике для количественного анализа свойств макромолекул ультрацентрифугирование применяют гораздо охотнее, нежели другие гидродинамические методы. [c.223]

Разделить полимер на химически индивидуальные соединения ПС представляется возможным. Отдельные полимергомологи так мало отличаются по физическим и химическим свойствам, что при помощи существующих методов разделения удается лишь разделить полимер на несколько фракций, каждая из которых значительно менее полидисперсна, чем исходный полимер. Для фракционирования используют методы дробного растворения и дробного осаждения полимера, разделение ультрацентрифугированием, исследование скорости диффузии, которая различна для макромолекул разной величины. [c.74]

При ультрацентрифугировании на макромолекулы, кроме центробежной силы, действует сила трения, тормозящая их оседание. Величина силы трения зависит от размера молекулы и ее разветвленности. Поскольку скорость седиментации является [c.81]

Ультрацентрифугирование растворов полимеров. Ультрацентрифуги, в которых развиваются центробежные ускорения, превышающие ускорение силы тяжести в десятки тысяч раз, широко применяются для изучения свойств макромолекул в растворах. Впервые этот метод был использован Т. Сведбергом для определения молекулярных масс белков. [c.153]

Основными являются методы осмометрии, диффузии, светорассеяния, ультрацентрифугирования и измерения вязкости. Общие представления о первых четырех методах измерения даны в гл. III—V. Осмотическое давление зависит от числа макромолекул, поэтому осмометрический метод дает среднечисловое значение Я. Интенсивность рассеяния света зависит от общего количества дисперсной фазы, поэтому метод светорассеяния дает Mw Близкими к Mw получаются значения М, найденные методами ультрацентрифугирования и диффузии. [c.335]

Развитие методов гельфильтрации, ионообменной хроматографии, ультрацентрифугирования, а также разработка и автоматизация методов анализа первичной структуры макромолекул позволили в сравнительно короткие сроки расшифровать последовательность аминокислотных остатков в токсических полипептидах большинства змей. [c.57]

При ультрацентрифугировании макромолекулы высокого молекулярного веса движутся в направлении дна кюветы с удельной скоростью, более высокой, чем макромолекулы низкого молекулярного веса. [c.114]

Препаративное ультрацентрифугирование используется для разделения веществ, различающихся по молекулярному весу, и особенно эффективно для разделения макромолекул с плотной упаковкой, например биополимеров. Существуют три разновидности препаративного ультрацентрифугирования [c.129]

Ультрацентрифугирование в полосе (или зонное ультрацентрифугирование). Частицы седиментируют в смеси растворителей, которая не имеет значительного градиента плотности. На первой стадии градиент плотности создается ультрацентрифугированием чистой смеси растворителей. На второй стадии к верхней части слоя растворителя добавляют очень тонкую пленку полимерного раствора. При дальнейшем ультрацентрифугировании более быстро движущиеся молекулы в этой пленке отделяются от более медленно движущихся частиц и образуют одну или более полос (рис. 8.19,6). Таким способом удается выделить макромолекулы высокой степени чистоты. [c.129]

Термин макромолекулы обычно применяется к молекулам с молекулярными весами более 10 000. Такие макромолекулы, как белки, полинуклеотиды и полисахариды, необходимы для жизни, их структуры осуществляют сложные функции. Макромолекулы типа синтетических высокополимеров являются основой многих синтетических волокон, пластиков и синтетического каучука. Соотнощение между физическими свойствами этих материалов и их молекулярным строением имеет огромнейшее значение. В этой главе будут рассмотрены белки и синтетические высокополимеры. Изучая такие свойства, как вязкость, ультрацентрифугирование, диффузия осмотическое давление и рассеяние света, можно получить информацию об их молекулярном весе, о распределении и форме распределения молекулярных весов. [c.601]

Среди аналитических методов фракционирования, с помощью которых можно было бы значительно ускорить процесс определения ММР, наибольшее распространение получили методы турбидиметрического титрования и транспортные методы [16], к которым относятся ультрацентрифугирование, диффузия, электрофорез и хроматография. Общее во всех этих методах - направленное движение макромолекул относительно гомогенной или гетерогенной окружающей среды под действием внешней силы гравитационного или электрического поля, осмотического давления, межфазного распределения. [c.334]

Метод центрифугирования часто используется в биологии для отделения макромолекул в физиологических растворах и называется ультрацентрифугированием. Часто вместо плотности частиц (макромолекул) р используется удельный объем макромолекул V =ЪУ/Ът. Тогда й = 1/р, а вместо скорости и г вводят параметр [c.192]

Определение молекулярномассового расиределения проводят с помощью фракционирования, т. е. разделяя образец полимера на отдельные части, которые содержат близкие по длине макромолекулы. Фракционирование осуществляют на основе различной способности макромолекул разных размеров к растворению или осаждению из раствора при ультрацентрифугировании и другими методами. [c.32]

При длительном ультрацентрифугировании концентрированных растворов низкомолекулярных веществ (обычно хлористого цезия или сахарозы) в кювете устанавливается стационарный градиент плотности. Макромолекулы, присутствующие в растворе, локализуются при этом в той области кюветы, где плотность раствора равна плотности этих макромолекул. В случае гомогенного вещества измерение ширины полосы позволяет определить молекулярный вес (см. стр. 137) [c.70]

Кривая диффузии полидисперсных систем не позволяет непосредственно получить данные о распределении по молекулярным весам. В данном случае не наблюдается, как при ультрацентрифугировании, расширения границы за счет наличия в образце макромолекул с различными длинами нри увеличении времени эксперимента. Диффузия различных молекул осуществляется с разными скоростями, и кривые диффузии, полученные в процессе эксперимента для каждого типа макромолекул, перекрываются. [c.246]

В книге дается изложение физической химии полимеров — основ статистики макромолекул и термодинамики разбавленных растворов, кинетики и механизма процессов радикальной, ионно11 и ионно-координационной полимеризации, а также поликонденсации, рассматриваются важногг-шие современные методы изучения макромолекул — ультрацентрифугирование и диффузия, светорассеяние и осмометрия, динамооптический эффект и вязкость, электронный и ядерный парамагнитный резонанс. [c.2]

УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ, метод разделения и исследования частиц размером менее 100 нм (макромолекул, органелл животных и растит, клеток, вирусов и др.) в центробежном поле. Позволяет разделить смеси частиц на фракции или индипидуальные компоненты, определить мол. массу и мол. массоное распределение полимеров, плотность их сольватов. Дает возможность оценить форму и размеры макромолекул в р-ре (см. Седиментационпый анализ), влияние статич. давления на стаби.дьность частиц, параметры взаимод. тнпа ассоциация — диссоциация макромолекул друг с другом или с молекулами низкомол. компонентов и ионами, влияние природы р-рителя на конформации макромолекул и др. [c.605]

Осн. характеристики П. соотношение мол. масс нуклеиновых к-т и белков (определяется хим. анализом или из значения плавучей плотности Н., измеряемой ультрацентрифугированием в градиентах плотности s l или s SOJ, стабильность в р-рах с разл. ионной силой, конформация и гиютность упаковки нуклеиновых к-т в Н., взаимная укладка макромолекул нуклеиновых к-т и белков. Все эти параметры варьируют для разных Н. в широких пределах. [c.304]

В процессе ультрацентрифугирования полимерного раствора все растворенные молекулы движутся в направлении дна кюветы, в которой находится такой раствор. Этот процесс называется сег диментационным переносом. Спустя какой-то промежуток времени (/) образуется слой чистого растворителя у мениска, тогда как макромолекулы собираются в узком слое вблизи дна кюветы (рис. 8.1). [c.110]

Ультрацентрифугирование в градиенте плотности. Частицы седиментируют в смеси легкого и тяжелого растворителей, например СбНб и СВг4. В равновесных условиях под влиянием центробежной силы частицы собираются в точке, в которой плотность смеси растворителей точно соответствует плотности макромолекул в растворе (рис. 8,19, в) (см. разд. 8.4). [c.129]

Недостаток этих методов - зависимость результатов от структуры полимера. Например, двойное лучепреломление, применяемое при ультрацентрифугировании, чувствительно к типу полимера метод разделения полимера по разности плотностей также зависит от композиционного состава макромолекул. С другой стороны, турбидиметри-ческое титрование и селективная экстракция могут дать ценную информацию о растворимости привитых и блок-сополимеров, а в некоторых случаях позволяют разделить полимер на фракции независимо от его молекулярной массы. [c.334]

Гидродинамические (молекулярно-кинетические) методы. Эти методы основаны на измерении гидродинамических характеристик полимеров в растворах, т.е. характеристик движения макромолекул. К этим методам относят методы диффузии, ультрацентрифугирования и вискози-метрический. Определяемые среднегидродинамические значения молекулярной массы в определенных условиях соответствуют. [c.176]

Метод ультрацентрифугирования (седиментации в ультрацентрифуге). Этот метод первоначально был разработан для определения размеров коллоидных частиц, а затем усовершенствован для измерения молекулярной массы полимеров. В настоящее время он является наиболее точным и теоретически обоснованньпк , однако сложен в аппаратурном оформлении. В ультрацентрифуге при больших частотах вращения создается сильное центробежное поле, под воздействием которого происходит седиментация (осаждение) макромолекул в растворе. Метод дает возможность определять молекулярные массы в очень широком интервале от 50 до 50-10 [c.176]

Высокомолекулярный характер целлюлозы доказан вискозиметрическим определением ее степени полимеризации, а также методами ультрацентрифугирования и осмометрии. Макромолекулы чистой целлюлозы состоят исключительно из звеньев D-глюкозы, поскольку в гидролизатах такой целлюлозы хроматографическим анализом не обнаружили других сахаров. В природной целлюлозе все гликозидные связи между звеньями считаются равноценными. Однако некоторые исследователи допускают существование в цепях древесной целлюлозы слабых связей между звеньями, появление которых обусловлено частичным окислением глю-козных звеньев с образованием карбонильных групп, ослабляющих обычные -гликозидные связи по отношению к гидролизу. Повышенное содержание карбоксильных и карбонильных групп наблюдается в технических древесных целлюлозах, особенно беленых. Возможно, что ослабляющее влияние оказывают и конформационные превращения в звеньях -D-глю-копиранозы. [c.228]

В концентрированном растворе низкомолекулярного вещества, в частности в солевом растворе, при длительном ультрацентрифугировании устанавливается градиент концентрации, или, что то же самое, градиент плотности ёроМх. Если поместить в такой раствор, служащий здесь растворителем, макромолекулы, то в силу пропорциональности 5 и (1 — 1 ро), где ро — по-прежнему плотность растворителя, они будут располагаться в той части кюветы, в которой 5 = О, т. е. Рро = 1, или ро = рм- Иными словами, макромолекулы локализуются в той области кюветы, где плотность концентрированного солевого раствора совпадает с плотностью макромолекул и, значит, плотность рм можно измерить непосредственно. Гетерогенная смесь макромолекул [c.153]

Для большинства методов этой группы характерно отсутствие четкой границы в приложении к разделению гомогенных и гетерогенных смесей веществ. Например, электрофорез возник и до сих пор иногда рассматривается только как метод разделения коллоидных частмп. Более того, по сути своей — это метод разделения заряженных частиц за счет их различных подвижностей в электрическом поле. В общем случае размеры частиц не оговариваются, и область применения метода охватывает и простые ионы, и макроионы аминокислот, и заряженные частицы коллоидов и взвесей. Аналогично обстоит дело с ультра-центрифугированием и ППФ-методами. Даже в тех случаях, когда метод имеет достаточно четкие границы применимости по размерам или массам разделяемых частиц, их положение на условной щкале дисперсности частиц различной природы не пршязано к принятой границе гомогенности, Существование верхней границы чаще всего определяется принципом целесообразности если задача легко рещается более простым методом, нет необходимости использовать более сложный. Наличие нижней границы может быть связано как с объективными факторами, определяемыми природой явления, используемого для разделения, так и с техническими возможностями практической реализации условий, необходимых для осуществления процесса разделения. Наиболее наглядный пример — ультрацентрифугирование. Очевидно, что с помошью ультрацентрифуги можно выделить взвешенные частицы из раствора, но в этом нет необходимости. А при переходе к разделению частиц на молекулярном уровне в случае жидких фаз возможности метода ограничены фракционированием макромолекул. Добиться, фракционирования простых молекул удается только в газовой фазе, но при ус ювии ра зряжения и чрезвычайно высоких скоростей вращения, реализуемых только при магнитной подвеске ротора центрифуги. [c.242]

Остальные методы внутрифазного разделения или находят только технологическое применение, или их применение в химическом анализе о) раничено решением частных задач. Так, ультрацентрифугирование является одним из основных методов обогащения изотопов урана. Аналитическое применение ограничено фракционированием макромолекул органических веществ. Из сферы применения электрофореза в газовой фазе можно вспомнить улавливание взвешенных частиц из газовых потоков, в первую очередь, минеральных составляющих или частиц несгоревшего топлива в выбросах тепловьпс электростанций, котельных и т.п. [c.242]

Автор имел целью изложить основы метода ультрацентрифугирования высокополимерных веществ, стараясь не повторять подробного изложения того же предмета, имеющегося в обзоре Болдуина и Ван-Холда [15]. Из-за недостатка места пришлось оставить в стороне очень большое число работ по белкам. Общий объем литературы, посвященной поведению макромолекул при седиментации, в последние годы настолько возрос, что некоторые работы могли непреднамеренно выпасть из поля зрения. Для того чтобы обзор рассматриваемого метода был достаточно полным, излагаются преимущественно общие вопросы, а детали опускаются. Обзор достижений в методах эксперимента, аппаратуре и в применении ультрацентрифугирования в биохимии имеется в монографии Шахмана [177]. [c.45]

Прежде чем из полимеров получили синтетическое волокно, в 1921 г. Г. Штаудингером было установлено макромо-лекулярное строение таких высокомолекулярных природных веществ, как каучук и другие коллоидные вещества, а в 1926 г. доказано существование макромолекул, в состав которых входят тысячи атомов. Исследование строения макромолекул стало возможным благодаря разработке в 1910—1920 гг. новых физических и физико-химических методов (ультрацентрифугирование, осмометрия, дифракция рентгеновских лучей и вискозиметрия) [174, с. 3]. В 1929 г. У. Карозерс начал фундаментальные исследования циклизации и полимеризации органических молекул. В 1932 г. Карозерс и Хилл обнаружили, что из расплавленных полиэфиров, которые путем молекулярной перегонки переводятся в суперполиэфир (термин Карозерса), можно вытянуть нити, которые, затвердевая при охлаждении, превращаются в бесконечные волокна. Однако лишь спустя несколько лет было налажено промышленное производство синтетического волокна из полиамида. Со временем искусственные ткани приобретали все большее значение, и производство их стремительно возрастало [174, с. 6, 9]. [c.212]

Теоретичесние основы методов ультрацентрифугирования весьма Еодробво и доступно изложены в гл. Исследование гидродинамических свойств макромолекул и поли-дисперсности с помощью ультрацентрифуги монографии В. Н. Цветкова, В. Е. Эскина и С. Я. Френкеля Структура макромолекул в растворах , изд-во Наука , М., 1964. Сведения, необходимые для отработки методики, проведения расчетов и т. н., изложены также в написанной В. О. Шпикнтером главе в сб. Современные методы в биохимии , изд-во Медицина , М., 1964.— Прим. перев. [c.217]

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]

Ультрацентрифугирование в градиенте плотности оказывается полезным не в качестве метода определения молекулярных весов, но как обладающий высокой чувствительностью метод оценки различий в плотностях макромолекул данного образца. Если степень различия между плотностями макромолекул разных типов достаточно высокая, то можно получить распределение с более чем одним максимумом. Бреслер с сотр. [77], применяя методы ультрацентрифугирования в градиенте плотности, отделил блок-сополимер стирола и изопрена от соответствующих гомополимеров в то время как Бухдалу с сотр. [78] удалось разделить сополимер акрилонитрила с винилацетатом на три фракции с отличающимися кажущимися удельными парциальными объемами, причем различие, наблюдаемое между кажущимися удельными парциальными объемами двух фракций, составляло лишь 0,0005 см г. Бухдал с сотр. [79] смог также отделить атактический полистирол от стереорегулярного, при этом удельные парциальные объемы отличались на [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология