Полисахариды образование гелей

Она широко используется как носитель для иммобилизации. Однако стоимость агарозы довольна высока, поэтому разрабатываются различные методы ее модификации с целью получения легко регенерируемых форм. При охлаждении горячего 2—6%-ного водного раствора агарозы до температуры ниже 45°С образуются прочные крупнопористые гели, представляющие собой сложную смесь из заряженных и нейтральных полисахаридов. В процессе образования геля индивидуальные полисахаридные цепи образуют двойные спирали, которые далее агрегируют с образованием узлов . При температуре около 100°С гель агарозы плавится, поэтому в отличие от сефадексов его нельзя автоклавировать. Высушивание агарозы приводит к необратимой деструкции геля, поэтому его необходимо хранить в виде водной суспензии. [c.14]

Полисахариды обычно выделяют в виде твердых аморфных порошков. Они, как правило, растворимы в воде, хуже — в диметилформ-амиде и диметилсульфоксиде, практически нерастворимы в низших спиртах и неполярных органических растворителях. В растворах молекулы полисахаридов образуют беспорядочно свернутые рыхлые клубки, связывающие большое количество растворителя и легко взаимодействующие друг с другом, вследствие чего наблюдается повышенная вязкость растворов и склонность к образованию гелей. Для характеристики полисахаридов используют единственную физическую константу — удельное вращение. [c.60]

Растворение полисахаридов с образованием вязкого геля — собственно крахмального клейстера. [c.174]

Гель-хроматография. В препаративных целях, особенно при очистке белков от примесей, щироко используют метод молекулярных сит, или гель-хроматографию. При обработке эпихлоргидрином полисахарида дек-страна образуются различной степени выраженности поперечные связи, приводящие к формированию крупных гидрофильных зерен, нерастворимых в воде и называемых сефадексами. Благодаря большому сродству к воде зерна сильно набухают в водной среде с образованием геля, которым заполняют хроматографическую колонку. Разделение веществ этим методом основано на том, что большие молекулы не проникают во внутреннюю водную фазу геля, являющуюся стационарной, и остаются снаружи, двигаясь вместе с подвижной фазой вниз вдоль колонки небольшие молекулы, напротив, свободно диффундируют внутрь зерен, образуя равновесную систему между подвижной и стационарной фазами, и соответственно с меньшей скоростью двигаются вдоль колонки (рис. 1.5). Обычно момент появления веществ в вытекающем из колонки с сефадексом элюенте выражают формулой [c.30]

Аналогичные представления о межмолекулярных взаимодействиях помогают объяснить механические свойства как самих полисахаридов (склонность к образованию пленок или нитей, их прочность), так и их растворов (вязкость, склонность к образованию гелей). [c.481]

В геле, показанном на рис. 5.1, сшивки не обязательно возникают из-за химических реакций. Всякий физический процесс, способствующий сшиванию определенных (не всех) элементов различных цепей, может также привести к образованию геля. Многочисленные примеры таких процессов встречаются в системах биомолекул, таких, как желатина [И], некоторые полисахариды [12] и др. Процессы гелеобразования в таких системах вызывают сейчас большой интерес. Существуют три возможных пути реализации таких процессов. [c.147]

Полисахариды служат источником энергии и структурными компонентами клеточных стенок и внеклеточных капсул. Многие из этих полимеров, имеющие коммерческую ценность как промышленные клеи, были получены из растительных тканей (экстракты семян и морских водорослей, древесные экссудаты и т. п.). Способность таких полисахаридов изменять реологические свойства воды, вызывая образование геля и влияя на [c.217]

Примеры упорядоченных конформаций, которые могут принять две разные полисахаридные цепи, А и В, при образовании геля. Поскольку взаимодействие между молекулами ограничено определенными участками их цепей и не распространяется на всю молекулу, каждая цепь может объединиться более чем с одним партнером и таким путем образовать решетку геля. К гелеобразующим полисахаридам относятся, в частности, агары (из водорослей) и пектины (из высших растений). [c.236]

Целесообразно, однако, рассмотреть вопрос о составе крахмала и его амилолитическом расщеплении более подробно. Как известно, этот углевод встречается в виде отдельных зерен, форма и размеры которых часто являются признаком их биологического происхождения это делает возможной идентификацию различных видов крахмалов под микроскопом. Хотя крахмал можно количественно превратить в один компонент О-глюкозу, он не является однородным веществом, а представляет собой смесь двух структурно различных полисахаридов глюканового типа — амилозы и амилопектина. Амилоза, которая обусловливает йодкрахмальную реакцию, т. е. синее окращиванне крахмала йодом, легко агрегатируется в растворе, в результате чего выпадает осадок. Амилопектин, который с йодом заметно не реагирует, обусловливает образование гелей крахмала. Различные виды крахмала содержат 15— [c.223]

Почему нерегулярность последовательностей и ветвление цепи полисахаридов увеличивают вероятность образования геля, а не других возможных типов третичной и четвертичной структуры [c.235]

В современных обзорах, посвященных более детальному описанию конформации полисахаридов, приведены расчеты стереохимии полисахаридных цепей в зависимости от типа имеющихся в них химических связей [1], описаны методы предсказания параметров неупорядоченных форм молекул полисахаридов в растворах [2], рассмотрены вторичные и третичные структуры полисахаридов в растворах и гелях [3]. В более ранних обзорных работах рассмотрены основные принципы образования конформаций полисахаридов [4] формам молекул полисахаридов посвящен обзор [5]. [c.282]

В настоящее время альгинаты из растительных источников используются в основном в пищевой промышленности в качестве загустителей или гелеобразующих агентов. Их применяют для стабилизации йогурта, для предотвращения образования кристаллов льда при получении мороженого подобно производным пропиленгликоля, их добавляют в содержащие кислоту продукты, например в приправы для салатов, поскольку эти соединения образуют гели только при pH ниже 3. Альгинатные полисахариды превращаются в гель в присутствии поливалентных катионов (Са+2, Sr+ ) и поэтому применяются для мягкой иммобилизации микроорганизмов. В других условиях подобное гелеобразование может быть нежелательным и его пытаются предотвратить, получая соответствующие производные полимера. [c.225]

Многочисленными исследованиями установлено, что образовавшийся гель не всегда удается закачать в отдаленные от призабойной зоны участки пласта. Часто время от совмещения всех компонентов системы до начала образования геля в пласте не достаточно, чтобы обработать глубинные зоны пласта, поэтому было предложено несколько технологических приемов устранения этого недостатка. Например, Сандифордом (Пат. 4009755 США) предложено последовательно закачивать в пласт оторочки раствора полимера, раствора сшивающего агента и водной буферной оторочки между ними. Смешение закачанных жидкостей и гелеобразование происходят в отдаленных от призабойной зоны нагнетательной скважпны участках пласта. Размер неактивной буферной оторочки воды рассчитывается таким образом, чтобы гель образовывался в нужной части пласта. Р.Сиданск (Пат. 4494606 США) считает, что последовательная закачка водного раствора высокомолекулярного полимера, углеводородной оторочки и второго водного раствора, содержащего сшивающий агент, позволяет более равномерно распределить по пласту сшитую полимерную спстему. По мнению автора, углеводородная буферная оторочка создает условия более эффективного перемешивания в пласте двух реагирующих между собой реагентов. В качестве полимера могут быть использованы полисахариды, гидроксиэтилцеллюлоза или синтетические полимеры. Предпочтение отдается полиакриламиду. [c.81]

АЛЬГИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, полисахариды, построенные из остатков P-D-маннуроновой и a-L-гулуроновой к-т, связанных в линейные цепи 1 - 4-связями. Молекулы А. к. включают блоки, состоящие преим. из одной уроновой к-ты, а также участки с более или менее регулярным чередованием остатков обеих к-т. А. к. трудно раств. в холодной, раств, в горячей воде, склонны к образованию гелей, дают [c.27]

Одной из важнейших функций полисахаридов в природе является их способность образовывать гели , что широко проявляется в царстве бактерий, растений и животных. В последние годы Рис с сотрудниками горячо отстаивал точку зрения, согласно которой образование гелей некоторыми полисахаридами обусловлено возникновением межмолекулярных связей между полисахаридными цепями. Характер такого взаимодействия полимерных цепей с данной вторичной структурой определяет их третичную структуру. Важность третичной структуры для установления общей структуры полисахаридов продемонстрировали 133, 135—137, 145] результаты исследования семейства родственных полисахаридов, экстрагируемых из красных морских водорослей, так называемых карра-гининов (см. разд. 2,12). Эти полисахариды обладают достаточно правильными первичными структурами и потому очень удобны для изучения взаимосвязи вторичной и третичной структур полисахаридов с их свойствами в твердом состоянии и в растворе. Они удобны также в качестве моделей для изучения геле-образования. [c.146]

Частичный гидролиз полисахаридов позволяет выделить фрагменты с промежуточной молекулярной массой и разделить их с помощью таких хроматографических методов, как гель-фильтрация, ионообменная или распределительная хроматография. Строение этих более простых олигосахаридов установить легче, чем строение исходного полисахарида. Если все гликозидные связи в полисахариде гидролизуются с одной и той же скоростью (как, например, в линейных гомополисахаридах), то, например, в случае-амилозы продукт частичного гидролиза будет состоять из глюко.чы и ряда олигосахаридов — мальтозы, мальтотриозы и мальтотетра-озы. В гетерополисахаридах присутствуют гликозидные связи разных типов, и скорости гидролиза их различны. Фуранозиды обычно гидролизуются быстрее пиранозидов в 10—1000 раз, что приводит например, к удалению остатков арабинофуранозы, связанных с остатками ксилопиранозы в арабиноксиланах. Условия гидролиза влияют также на специфичность расщепления полисахарида. (1- 6)-Связи более устойчивы к действию минеральных кислот чем (1- 4)-связи, однако если гидролиз проводился в уксусном ангидриде, содержащем около 5 % серной кислоты, менее устойчивы (1-)-б)-связи. Параллельное использование этих двух методов гидролиза, приводящих к образованию фрагментов разного состава, позволит лучше воспроизвести строение полисахарида. Концентрация углеводов в реакционной смеси должна быть ниже [c.219]

Из этого следует, что природный ь-каррагинин, содержащий участки цепи, подобные Я-каррагинину (рис. 3.46), должен состоять из несколько перекрученных спиралей. Поэтому в водном растворе такие полисахаридные цепи принимают, вероятно, вторичные структуры, которые колеблются относительно минимума потенциальной энергии. При этом две цепи могут легко взаимодействовать с образованием отрезков двойных спиралей, как показано на рис, 3.49. В результате такой ассрциации цепи полисахаридов образуют трехмерные сетки. Ряд исследователей полагает [135, 136, 145, 150], что именно этот процесс обусловливает образование гелей при охлаждении водных растворов каррагининов. При дальнейшем охлаждении двойные спирали могут ассоциировать с образованием агрегатов, напоминающих упаковку ориентированных волокон. Эта теория гелеобразова-ния подтверждается и экспериментально. Так, требования к катионам и при гелеобразовании, и при ориентации волокон оказываются сходными, Интересен в этом смысле и характер изменений оптического вращения в зависимости от температуры 136, 145, 151]. [c.151]

Итак, совершенно очевидно, что полисахариды, содержаш,ие галактуроновую кислоту, имеют сложное строение. Не исключено, что у одних полисахаридов галактуроновая кислота присутствует в скелете молекулы, у других — в боковых цепях, а в некоторых случаях, возможно, она присутствует и там, и здесь. Наличие нейтральных сахаров не снижает ни способности карбоксильных групп к образованию гелей, ни их способности связывать катионы. Можно было бы ожидать, что благодаря нейтральным сахарам пригодность этих полисахаридов для роли структурных компонентов клеточной оболочки возрастает. Боковые цепи, содержаш,ие уроновую кислоту, легче образуют межмолекулярные связи, чем урониды спирализованной основной цепи. [c.172]

АГАР (агар-агар) — продукт, получаемый из некоторых морских водорослей (агарофитов), характерным свойством к-рого является способность давать плотные гели. А. неоднороден содержит 70—80% полисахаридов, 10—20% воды, 1,5—4% минеральных в-в. В составе полисахаридов обнаружены D- и Ъ-галактозы, 3,6-ангидрогалактоза, пентозы, D-глю-куроновая кислота и пировиноерадная кислота химич. строение полисахаридов изучено мало. Получены две фракции полисахаридов агароза и амило-пектин. Агароза — линейный полисахарид, образованный из чередующихся остатков p-D-галакто-пиранозы и 3,6-ангидро а-Ь-галактопиранозы обладает ярко выраженной способностью к образованию гелей. Амилопектин является, по-видимому, смесью полисахаридов очень сложного строения, в состав к-рых входит глюкуроновая к-та и эфирно-связанная серная к-та. А. применяется в пищевой, особенно в кондитерской пром-сти, в микробиологии при приготовлении плотных сред для выращивания микроорганизмов. [c.13]

Таким образом, последняя стадия, осуществляемая уже на готовом полисахариде, создает гелеобразующую структуру, а степень ее протекания определяет физико-химические свойства геля. Можно полагать, что, управляя такой циклизацией, водоросли способны к тонкой адаптации своих механических характеристик к конкретным условиям среды. Например, продуцируя или активируя дополнительные количества фермента, катализирующего образование ангидроциклов, организм добивается быстрого повышения степени спирализации и, с.иедовательно, адаптационного изменения свойств геля. [c.169]

Сефадексы — продукты взаимодействия полисахарида декстрана с эпихлоргидрином. Они устойчивы к органическим растворителям, растворам щелочей и разбавленных кислот (до 0,1 н.). Рабочий диапазон pH составляет 2—10. Гели декстрана подвержены действию сильных окислителей, вызывающих образование карбоксильных групп. [c.106]

Для получения алкоксида полисахарид просеивают через сито 200 меш. и высушивают в вакууме при 60 С в течение ночи. Сухой полисахарид добавляют к 50 ял сухого диметилсульфокбида, помещенного в круглодонную колбу, снабженную термометром и холодильником. Суспензию - полисахарида в диметил-сульфокснде нагревают до 60° С и размешивают мешалкой до полного растворения полисахарида (около 1 ч). Затем смесь охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,023 эквивалента метилсульфонил-аниона (приблизительно 10 мл). Основание берут в избытке —35% от количества эквивалентов присутствующих гидроксилов и карбоксилов, вычисленных на основании состава полисахаридов. После добавления метилсульфонил-аниона немедленно образуется гель, постепенно переходяш ий в жидкость. Прн перемешивании в течение 30 мин реакционная смесь становится гомогенной. Минимальное время для образования алкоксида после добавления аниона — 4 ч. [c.93]

Озон достаточно быстро реагирует с хитозаном В мягких условиях уже через 15 мин примерно на 8 элементарных звеньев хитозана расходуется одна молекула озона, а через 4 часа расход Оз оказался в 1.5 раза больше начального количества полисахарида. Протекание окислительных процессов с образованием кислотных групп подтверждается появлением в ИК спектрах продуктов озонолиза полосы поглощения в области 1740 см которую можно отнести к валентным колебаниям С=0 связи в карбоксильных группах. Элементный состав окисленного озоном хитозана мало изменяется с увеличением глубины озонирования. При этом протекают процессы, приводящие к сшивкам макромолекул, что экспериментально проявляется в появлении нерастворимой в разбавленных кислотах гель-фракции. [c.498]

Первоначально исследовали композицию ОК + полимер. В качестве полимеров-флокулянтов испытывали ПАА С8-30, карбоксиметилцеллюлозу КМЦ-500, гидролизованный полиакрилонитрил (реагент Гивпан), катионактивный полимер ВПК-402 и биополимер (полисахарид) Симусан. Добавка полимеров к ОК позволяет в ряде случаев значительно увеличить объемы осадков (рис. 40), однако образования гелеобразных осадков и гелей не наблюдается. Лучшую флоку-лирующую способность проявляют ПАА и Г ивпан. Следует отметить, что зависимость объема осадков для композиции ОК+полимер от уровня минерализации воды сохраняется. [c.130]

Дополнительное биологическое приспособление для поддержания полисахаридных цепей в упорядоченной конформации имеется в полисахаридах с прерывающейся периодичностью строения (см. разд. 26.4.3.1). В таких структурах блоки периодичных последовательностей, имеющие склонность к конформационному упорядочению, прерываются модифицированными последовательностями, конформационно неупорядоченными и потому растворимыми. Тенденция упорядоченных сегментов уходить из раствора из-за легкости их агрегации или энтропийных факторов противостоит тенденции неупорядоченных сегментов оставаться в контакте с растворителем. Если упсрядоченное состояние образовано двумя или более полисахаридными тяжами, то возникает сетчатая структура, в которой также имеются топологические ограничения для агрегации упорядоченных сегментов. Некоторые типы конформационного упорядочения, которые, как было показано, ответственны за образование в этих последовательностях областей связывания, показаны на рис. 26.4.1. Более детальные сведения об упорядоченных конформациях полисахаридов, которые были описаны для растворов и гелей, приведены в обзорах [3, 5]. [c.298]

На схеме 2.1 представлена последовательность операций по выделению глюкуроноксилана из стеблей травы Symphytum, aspe-rum [21]. Она включает извлечение полисахарида раствором щелочи, его осаждение и стадию очистки, основанную на способности этого полисахарида к образованию комплекса с раствором Фелинга. Полученный таким образом продукт гомогенен в условиях гель-фильтрации на сефадексах и электрофореза. Фракциоипрова-мие ГМЦ древесины показано на схеме 2.2. [c.53]

Экспериментальную основу следующего ниже обсуждения составляют данные рентгеноструктурного анализа, а не результаты исследования набухания или потери полисахаридом влаги. Такой подход позволяет делать достаточно специфические заключения о взаимодействии полисахарид — вода, но исключает рассмотрение процессов на макромолекулярном уровне, связанных с осмотическими явлениями, которые происходят при таком взаимодействии (как это имеет место в гидрогелях). В полисахаридах существенны оба аспекта, например при прорастании семян гидратация кристаллических участков — это первая стадия процесса, а при образовании крахмального геля наблюдаются явления, характерные для гидрогеля, так ак гидратированные кристаллиты играют роль псевдосшивок [1]. [c.255]

Многие используемые материалы представляют собой поперечно сшитые полисахариды. Материал, известный под названием сефадекс, представляет трехмерный декстран, образованный за счет поперечной сшивки макромолекул декстрана при помощи реагента типа эпихлоргид-рина. Благодаря высокому содержанию гидроксильных групп, сефадекс является сильно гидрофильным материалом, и шарики из него сильно набухают в воде и растворах электролитов набухаемость зависит от степени сшивки. Гели на основе этого материала различаются по размеру пор. Гели, полученные из материалов с низкой степенью сшивки, используются для фракционирования веществ с высокой молекулярной массой. При изучении соединений с низкой молекулярной массой применяют более компактные гели. [c.474]

Т. Лорент развил иную трактовку механизма эксклюзии, которая в большей степени соответствует реальной структуре геля. Он считал, что набухший гель можно уподобить раствору полимера. Влияние, которое кислый полисахарид (гиалуроновая кислота) оказывает на седиментацию макромолекул, можно объяснить лишь образованием из полимерных цепей трехмерной сетки, которая действует в отношении макромолекул как молекулярное сито [23]. Если к раствору белка прибавлять высокомолекулярный декстран, то по мере увеличения концентрации полисахарида белок осаждается [24, 25]. Можно представить, что при растворении декстран связывает часть воды за счет гидратации, что приводит к осаждению белка. Фактически в этом случае высокомолекулярный белок осаждается в большей степени, чем низкомолекулярный [24]. В другой серии опытов Лорент [26] сравнивал эксклюзию белков (при равновесном диализе против раствора гиалуроновой кислоты) с их поведением при хроматографировании на геле гиалуроновой кислоты равной концентрации [27]. Расчеты подтвердили предположение, что гиалуроновая кислота (независимо от присутствия поперечных мостиков) образует в водном растворе непрерывную сеть, состоящую из длинных линейных цепей. [c.118]

Макромолекулы, такие, как белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты, внутри своих индивидуальных групп отличаются по физико-химическим свойствам лишь незначительно поэтому их выделение, основанное на различиях в этих свойствах, например, с помошью ионообменной хроматографии, гель-фильтрации или электрофореза сопряжено с известными трудностями и требует много времени. Вследствие этого в ходе выделения существенно падает их активность из-за денатурации, расщепления, ферментативного гидролиза и т. п. Одним из наиболее характерных свойств этих биологических макромолекул является их способность обратимо связывать другие вещества. Например, ферменты образуют комплексы с субстратами или ингибиторами, антитела— с антигенами (против которых получены), а нуклеиновые кислоты, такие, как информационная РНК, гибридизуются с комплементарными ДНК и т. д. Образование специфических диссоциирующих комплексов биологических макромолекул служит основой метода их очистки, известного как аффинная хроматография. [c.9]

Развивается направление по использованию в качестве композиций для водоизоляции биополимеров. Таким примером может служить гетерополисахарид (ГПС), являющийся биополимером на основе глюкозы, маннозы, соли глюконовой кислоты и ацетильных радикалов. В чистом виде ГПС представляет собой порошок, окрашенный цветными примесями культуральной жидкости. Он быстро растворяется даже в присутствии малых количеств воды, образуя гель. Биополимер не чувствителен к высоким температурам. Изолирующее свойство ГПС основывается на взаимодействии с карбонатными породами, в результате которого повышается вязкость его раствора в порах и трещинах с образованием кольматирующей массы. К недостаткам композиции следует отнести опасность разрушения молекул ГПС при воздействии микроорганизмов, для которых полисахариды являются питательной средой. [c.559]

Из указанных дисперсных систем ближе всего стоят к биологическим объектам и представляют наибольший интерес коллоидные растворы, включающие жидкую дисперсионную среду (воду) и высокомолекулярную дисперсную фазу (белки, полисахариды, липоиды и др.). Коллоидные растворы с жидкой дисперсионной средой называют, как уже отмечалось, золями (от латинского слова solutus — растворенный). Водные коллоидные растворы называются гидрозолями, спиртовые — алкозолями, бензоловые—бензозолями, эфирные— этерозолями и т. п. Ввиду того, что коллоидные растворы могут при известных условиях терять свою текучесть и затвердевать с образованием так называемых гелей, они называются соответственно гидрогелями, алкогелями, бензогелями, этерогелями и т. п. [c.364]

Реакция между конканавалином А и полисахаридом во всех отношениях аналогична реакции антиген — антитело [3, 20, 26, 27], причем белок выступает в роли поливалентного антитела (как было показано в [28, 29], двухвалентного), а полисахарид — поливалентного антигена. Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что конканавалин А взаимодействует с терминальными невосстанавливающими гликозильными остатками полисахарида посредством образования нековалентных, главным образом водородных, связей [24—26, 30]. Осаждение проводят в водной среде или в различных гелях [21]. Типичную [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология