Молекулярный вес, методы определения седиментационный

При ультрацентрифугировании раствор исследуемого полимера помещают в кювету, закрепленную во вращающемся роторе. В зависимости от применяемого метода можно получить либо среднемассовое значение молекулярной массы (метод определения скорости седиментации при больших частотах вращения - метод скоростной седиментации), либо средневзвешенное значение (метод седиментационного равновесия, осуществляемый при меньших частотах вращения). Результаты измерения получают в виде кривых распределения по константам седиментации, по которым рассчитывают молекулярную массу. [c.176]

В 1923 г. шведский химик Теодор Сведберг (1884—1971) сконструировал центрифугу и разработал седиментационный метод определения молекулярной массы макромолекул, главным образом белков. [c.128]

Аминокислотный состав и последовательность аминокислот выяснены для многих тысяч белков. В связи с этим стало возможным вычисление их молекулярной массы химическим путем с высокой точностью. Однако для огромного количества встречающихся в природе белков химическое строение не выяснено, поэтому основными методами определения молекулярной массы все еще остаются физико-химические методы (гравиметрические, осмометрические, вискозиметрические, электрофоретические, оптические и др.). На практике наиболее часто используются методы седиментационного анализа, гель-хроматография и гель-электрофорез. Определение молекулярной массы белков методами седиментационного анализа проводят в ультрацентрифугах , в которых удается создать центробежные ускорения [c.44]

Ультрацентрифугирование представляет собой классический метод определения молекулярного веса высокомолекулярных полимеров и кривых их молекулярновесового распределения. В седиментацион-ном анализе используют следующие три общих метода [c.85]

Чем объяснить различия в значениях средних молекулярных масс, определенных диффузионным методом и методом седиментационного равновесия [c.74]

Из других методов определения молекулярного веса наиболее надежным является метод седиментации.в ультрацентрифуге [39]. Для определения полимеров с молекулярным весом в пределах от 10000 до 30 000 может быть использована техника седиментацион-ного равновесия [40, 41]. По скорости седиментации полисахарида или по степени распределения его в центрифужной ячейке в равновесных условиях можно вычислить молекулярный вес и установить степень его полидисперсности [21, 40]. [c.148]

Особого внимания заслуживает метод определения молекулярного веса по седиментационному равновесию, так как в этом случае в расчетную формулу не входит время анализа и сила трения и, следовательно, исключаются те произвольные допущения в отношении формы частиц, к которым приходится прибегать при использовании других молекулярно-кинетических методов. [c.425]

Некоторые методы определения дают среднее значение молекулярной массы более высокого порядка - средневзвешенную (средне-седиментационную), или 2-среднюю молекулярную массу [c.172]

В основе наиболее широко распространенных физических методов определения молекулярных весов полимеров лежит изучение свойств разбавленных растворов. Методы, подробно рассмотренные в предыдущих главах — вискозиметрический, осмометрический, криоскопический, эбулиоскопический, седиментационный, оптический (по светорассеянию в растворах) —являются типичными примерами. [c.314]

Методы седиментационного равновесия и приближения к нему являются абсолютными методами определения молекулярной массы [93, 94]. Под действием сил тяготения Земли обычно не наблюдается оседание (всплывание) макромолекул с М 10 , так как силы притяжения к Земле значительно меньше сил, действующих на них со стороны растворителя. Поэтому в результате теплового движения макромолекулы равномерно распределены по всему объему. Для того чтобы макромолекулы с первоначальным равновесным распределением переходили к новому распределению, создают сильное центробежное поле с помощью ультрацентрифуг различных конструкций. [c.137]

Аналитическое ультрацентрифугирование полимеров [1, 2, 4, 12] включает в себя три следующих экспериментальных метода скоростную седиментацию, изучение седиментационного равновесия и процесса приближения к нему. Скоростная седиментация позволяет определить константу седиментации и полидисперсность образца. Седиментация макромолекул в зоне (зонное ультрацентрифугирование) — ценный метод обнаружения гетерогенности высокомолекулярного образца. Метод приближения к равновесию позволяет рассчитать молекулярную массу М и получить сведения о неоднородности полимера, а изучение седиментационного равновесия (состояния, достигаемого транспортным переносом макромолекул, хотя сам метод и не является истинно транспортным) — молекулярную массу (надежнее, но с большей затратой времени, чем в предыдущем методе) различных типов усреднения. Метод центрифугирования в градиенте плотности заключается в исследовании седиментации, состояния равновесия и приближения к нему в условиях искусственно создаваемого в кювете градиента плотности это — широко используемый метод определения молекулярной массы, наличия неоднородности и ее типа, служащий и для препаративных разделительных целей. [c.14]

Оценка чистоты. — Шведские химики Сведберг и Тизелиус внесли большой вклад в развитие химии белка разработкой аналитических методов, чрезвычайно удобных для характеристики этих, высокомолекулярных соединений. Метод ультрацентрифугирования Сведберга служит для определения молекулярного веса. При вращении с очень большой скоростью ячейки, содержащей раствор белка, молекулы белка под действием центробежных сил движутся от центра со-скоростью, зависящей от величины молекулярного веса. Специальная оптическая система дает возможность наблюдать и фотографировать ячейку во время центрифугирования. Молекулярный вес может быть, найден либо из определения седиментационного равновесия, либо по-скорости седиментации- Хотя теоретически первый метод точнее, для достижения равновесия требуется длительное время, и поэтому более точные значения получают, исходя из определения скорости седиментации. При применении ультрацентрифуги можно установить также гомогенность молекул (по величине и форме). Тизелиус предложил (1937) электрофоретический метод разделения молекул белка в электрическом поле молекула белка движется со скоростью, определяющейся величиной молекулы, ее формой, количеством и типом ионизированных групп. Материал, кажущийся гомогенным по растворимости, может содержать компоненты, отличающиеся по электрофоретической подвижности. Жестким критерием чистоты является профиль кривой распределения, получаемой при противоточном распределении молекул (Крейг, см. 31.29). [c.674]

Наиболее сложным, но зато и самым надежным представляется метод исследования высокополимерных соединений с помощью ультрацентрифуги (Свед-берг). Этот метод получил название седиментационного метода определения молекулярного веса. [c.367]

Различают среднечисловой и средневесовой молекулярные веса. Если метод определения молекулярного веса основан на определении числа молекул 3 данной фракции (например, при определении количества концевых групп), то результат деления веса этой фракции на число содержащихся в ней макромолекул называется среднечисловым молекулярным весом. Если же пользуются методами, основанными на различии молекулярного веса цепей (например, седиментационным методом), то найденный молекулярный вес называется средневесовым. [c.52]

В табл. 13 приведены типичные результаты, полученные при сравнении молекулярных весов, определенных по рассеянию света и осмометрическим методом. Можно видеть, что в случае белков и вирусов, М и М , по существу, не различаются. Это должно означать, что рассматриваемые молекулы в основном гомогенны в отношении молекулярного веса, т. е. монодисперсны. Такое заключение уже было сделано в разделе 4 на основании способности этих веществ к образованию истинных кристаллов, но табл. 13 дает прямые экспериментальные доказательства молекулярной гомогенности исследованных образцов. (Подобные доказательства были получены также на основании данных ио седиментационному равновесию, рассмотренному в разделе 16.) В случае синтетических полимеров и полисахаридов между М и обычно имеется большое различие, которое указывает на полидисперсность этих высокомолекулярных веществ. Можно видеть, что для нефракционированных образцов полистирола Мщ,/Л1 равно 2, что находится в соответствии с предсказаниями, основанными на чисто статистическом распределении цепей по длинам, как рассмотрено на стр. 173. То же самое отношение было получено для полистирола на основании данных по седиментационному равновесию, приведенных на стр. 308. [c.338]

Метод седиментационного равновесия — наиболее точный метод определения среднемассовой молекулярной массы. [c.65]

Арчибальд [57] предложил метод определения молекулярного веса растворенного вещества по данным, полученным в процессе приближения системы к седиментационному равновесию. Арчибальд заметил, что, поскольку через поверхность мениска и поверхность дна кюветы не происходит переноса вещества (/ = 0), уравнение (8-9) можно записать для двух указанных уровней в кювете таким образом [c.236]

Существенным недостатком метода определения молекулярного веса по седиментационному равновесию является длительность эксперимента. [c.65]

Контролируемое перемешивание растворов этой ДНК при различных скоростях дает продукты первого и второго уровней деградации со средним молекулярным весом, составляющим половину или четверть от исходного. Сравнение молекулярных весов, определенных описанным выше методом, а также по седиментационным и гидродинамическим свойствам показало, что последние методы давали результаты, которые были ниже более чем в 2 раза [1881. [c.561]

Наряду с методами светорассеяния и осмометрии седимента-ционный анализ представляет собой абсолютный метод определения молекулярных масс полимеров в очень широком интервале — от нескольких тысяч до десятков миллионов. Изучение свойств растворов полимеров на скоростной аналитической ультрацентрифуге позволяет исследовать гидродинамические и термодинамические свойства макромолекул, определять их размеры и форму, количественно характеризовать равновесную гибкость изолированных макромолекул. Седиментационный анализ удобен также [c.13]

Существует и другой метод определения молекулярной массы — метод седиментационного равновесия. При [c.19]

Средняя молекулярная масса нефракционированного полимера зависит от метода ее определения. Например, осмометрией находят среднечисловое значение, а по светорассеянию — среднемассовое. При описании молекулярно-кинетических свойств приводились некоторые методы определения молекулярных масс осмометрия, седиментация и седиментационное равновесие в центробежном поле. В дополнение к ним применяется также вискозиметрнческий метод. [c.212]

Методы определения молекулярных весов. Некоторые из методов были рассмотрены ранее (осмометрия, седиментация и седиментационное равновесие в центробежном поле). Не останавливаясь более на их описании, рассмотрим, как определяют молекулярный вес по данным вискозиметрии и светорассеяния. Пользуются капиллярными ротационными вискозиметрами. Ими измеряют вязкость растворителя и разбавленных растворов полимера у]. При обработке экспериментальных данных оперируют со следующими величинами [c.196]

За последнее время стали применять новые методы определения молекулярного веса путем измерения светорассеяния, седиментационного равновесия и скорости седиментации совместно с диффузией. Эти методы определения молекулярного веса очень ценны. Однако точное определение молекулярного веса по этим методам часто требует больших затрат времени и искусства исследователя. Указанные методы можно применять только для очень разбавленных растворов полимеров. [c.18]

Недавно было описано [42, 43[ использование этилполифосфата (полученного растворением пятихлористого фосфора в этиловом эфире) для полимеризации мононуклеотидов. Нуклеотиды (2 -, З -или 5 -фосфаты, а также 2, З -циклофосфаты) смешивают непосредственно с вязким эфиром полифосфорной кислоты и оставляют при температуре около 50—60° добавляемый пиридин катализирует полимеризацию. После диализа продуктов реакции были выделены с выходом 10—20% недиализуемые полинуклеотиды. Молекулярные веса, определенные седиментационным и вискозиметрическим методами, колеблются от 2 10 до 5 10 , что указывает на наличие в цепи приблизительно 100 нуклеотидов. Предварительные данные показали, что рибонуклеотиды связаны между собой преимущественно природной 3 —5 -межнуклеотидной связью . Этот же метод применим и для полимеризации дезоксинуклеотидов. [c.516]

В заключение упомянем еще два метода определения молекулярного веса, которые также основаны на уравнении (55.5), но практически (так же как непосредственное измерение осмотического давления) применяются только для растворов макромолекулярных соединений. Первым из них является рассмотренное в 54 седиментационное равновесие в ультрацентрифуге. Этот метод, как было упомянуто, не имеет пока большого значения. Второй метод использует измерення рассеяния света растворами. Общие основы теории изложены в более подробных работах по статистической термодинамике, в то время как применение к растворам макромолекулярных соединений следует искать в специальной литературе. [c.291]

К наиболее распространенным физико-химическим методам определения молекулярной массы белков наряду с седиментационными относятся гель-хроматография (на колонках и в тонком слое), а также электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсуль-фата натрия. Использование этих методов не требует сложной аппаратуры и большого количества исследуемого материала. Получаемые результаты хорошо воспроизводятся и, как правило, коррелируют с данными, полученными другими методами. [c.116]

Из значений /С и а или из приближенного значения можно подсчитать исходный среднечисленный вес М о- Для хлопковой целлюлозы молекулярный вес, определенный Чарлзби, оказался равным примерно 101 ООО, а для древесной целлюлозы приблизительно 134000. Это значительно ниже данных Гралена [16, 17 даже если принять во внимание, что последний при определении молекулярных весов с медным комплексом принимал молекулярный вес мономерного звена равным 226. Результаты работы Гралена критиковались как завышенные [18, 191 Примечательно, что точность седиментационного метода определения молекулярного веса молекул с кольцами в основной цепи падает с повышением молекулярного веса, в связи с чем данные Гралена в указанном пределе не внушают доверия. [c.210]

Недавно Фудзита [75] предложил схему, с помощью которой можно получить распределение по молекулярным весам на основании определения седиментационного равновесия при разных скоростях вращения и длинах ячеек. Результаты этого метода должны позволить определить среднечисловой молекулярный вес. Это представляет значительный практический интерес, так как не требует применения мембран. [c.60]

Этот метод, впервые предложенный Ламмом [1, 2], является наиболее точным из всех рефрактометрических методов определения градиентов концентрации, но связан с довольно кропотливой обработкой фотопластинок. Применение его поэтому стремятся ограничить теми случаями, когда первостепенное значение приобретает воспроизведение кривой распределения концентрации во всех деталях. Обычно это имеет место при измерениях коэффициентов диффузии полидисперсных веществ и при исследовании в ультрацентрифуге молекулярно-весовых распределений (скоростным ультрацентрифугированием или методом седиментационного равновесия) [4, 5]. [c.271]

Среднечисловой молекулярный вес Мп может быть определен методом концевых групп, эбулиоскопией и криоскопиейдля Мп не более 1 10, осмометрией — в интервале 3 10 — 1 10 . Средневесовой молекулярный вес определяется по светорассеянию, применение которого дает точные результаты, начиная с Мда да 1 10 , причем точность увеличивается с увеличением молекулярного веса. 2-средний молекулярный вес получается из данных исследования седиментационного рамовесия в ультрацентрифуге. Этим же методом можно получить и значение Мщ,. Средневязкостный молекулярный вес может быть определен в очень широком интервале молекулярных весов при наличии калибровочных данных, полученных при помощи одного из абсолютных методов определения молекулярного веса. [c.344]

В 1963г. Шемякин, на основании определения молекулярного веса валиномицина термоэлектрическим методом, и одновременно Брокманн, определивший молекулярный вес валиномицина седиментацион-ным методом, показали, что этот антибиотик является циклододека депси-пептидом. [c.690]

Седиментационный метод с применением ультрацентри-фуги описан ранее (стр. 28—29) при рассмотрении методов определения размера коллоидных частиц. Определение молекулярного веса этим методом сводится а) либо к исследованию распределения концентрации раствора после установления седиментационного равновесия, для чего скорость вращения центрифуги устанавливают такую, чтобы развиваемая ею центробежная сила превышала силу тяжести примерно в 10 —10 раз б) либо к исследованию скорости седиментации, для чего центробежная сила должна превышать силу тяжести в 10 —10 раз. Изменение концентрации в установившемся равновесии определяют фотографически или по изменению показателя преломления. Расчет М производят по особым уравнениям, на которых мы не останавливаемся. Заметим лишь, что этот метод является наиболее всесторонним, так как, помимо УИ, дает возможность определять также и степень полидисперсности исследуемого вещества и судить о форме макромолекул. Метод нашел широкое применение при исследовании белков, полистирола, целлюлозы и других веществ. [c.163]

Методы определения молекулярно1го веса по светорассеянию растворов и седиментационному равновесию дают представление о с р ед н е в е с о в о м молекулярном весе полимера, так как свойства полимера, изучаемые этими методами, зависят не только от концентрации, но и от веса полимерных молекул. Средневесовой молекулярный вес может быть в общем случае выражен так [c.28]

Ультрацентрифугирование давно уже считается классическим методом определения молекулярных весов полимеров, поскольку позволяет получить полную кривую распределения по молекулярным весам, а также различные средние величины молекулярных весов. Химики-полимерщики тем не менее довольно часто относятся скептически к полученным в ультрацентрифуге данным в связи с трудностями проведения экспериментов и сложными проблемами интерпретации результатов измерений при использовании неидеальных растворителей для полимеров. Последние достижения в конструировании ультрацентрифуг, развитие методики эксперимента и теоретических основ метода ультрацентрифугирования в значительной мере повысили интерес к этому методу. В настоящее время методы ультрацентрифугирования уже успешно применяют для относительно подробного исследования определенных полимерных систем. В данной главе рассмотрены главным образом те методы седиментационного анализа, которые оказываются полезными при определении степени неоднородности образцов полимеров. [c.216]

Обобщены и проанализированы экспериментальные данные, полученные при исследовании растворов ПВХ методами рассеяния света, седиментации, двулучепреломления, осмометрии и вискозиметрии [538]. Даже в термодинамически хороших растворителях у макромолекул ПВХ наблюдается склонность к образованию надмолекулярных структур, которые вносят заметные ошибки в определяемые молекулярные параметры. Осмометрия в случае ПВХ не может служить надежным методом определения соотношения между молекулярным весом и [т)], поскольку молекулярновесовое распределение остается довольно широким и у фракционированных образцов (Мп существенно отличен от Ms ). Особенно велико влияние микрогелей при работе с высокомолекулярными образцами. Определение Mw методом седиментационного анализа более точно, поскольку малые количества микрогелей не оказывают заметного влияния на измеряемые характеристики. Удобнее работать с растворами в тетрагидрофуране, имеющем низкую вязкость и высокое приращение коэффициента преломления. Для оценки размеров клубков следует пользоваться данными вискозиметрии. Размеры цепей в e-раство-рителе превосходят размеры свободно-сочлененной цепи в 1,8 раза. Температурный коэффициент [т)] в хороших растворителях меньше нуля [538]. [c.428]

Все физико-химические методы (за исключением газовых методов, например метода В. Мейера), которыми пользуются для определения молекулярного веса обычных иизкомолекулярньгх веществ, в той или иной мере применимы и для высокомолекулярных соединений. Наряду с этим в коллоидной химии еще более широкое применение получили специфические методы, рассчитанные только на вещества с очень большим молекулярным весом. Одни из них, например методы диффузионный, седиментационный, оптический, являются общими и для лиофобных коллоидов, а другие, например вискозиметрический и метод, основанный на температуре агрегатных переходов, пригодны только для высо-кополимеоов. Только один метод—последний—дает возможность определять молекуляпные веса полимеров без перевода их в раствор, а все остальные требуют подбора такого растворителя, в котором полимер способен дать истинный раствор. [c.162]

Рис. 41. Схематическое изображение седимен-тационных диаграмм для пяти последовательных моментов опыта по определению молекулярного веса методом полного седиментационного равновесия (ЗсЬасЬшап, 1959)

На левой ординате отложены средневесовые значения молекулярных масс, определенные методом седиментационного равновесия, на правой ординате— коэффициенты седиментации в единицах Сведберга. Масштаб справа выбран так. что коэффициент седиментации 4, 6, 5 отвечает молекулярной массе 64 ООО. [c.224]

Изучение распределения по молекулярным весам является важным фактором в установлении свойств полимеров. Определение этого параметра с достаточной степенью точности до сих пор затруднительно. Некоторую оценку распределения по молекулярным весам можно произвести по данным определения средневесового и среднечислового молекулярных весов. Наилучшие полу-количественные данные получаются путем исследования фракционирования полимеров, но эти методы имеют ряд ограничений, связанных с различиями в растворимостях, которые в лучшем случае незначительны. Определения седиментационного равновесия и скорости седиментации неоднократно обсуждались как методы исследования полцмеров, но эти методы не разработаны настолько, чтобы можно было применять их в повседневной лабораторной практике. [c.20]

Как было указано выше, высокомолекулярные вещества являются смесью полимергомологов одинакового типа строения, но с различным молекулярным весом. Эта система, состоящая из молекул разной величины, может быть названа полидисперсной системой. Полидисперсность полистирола не является величиной постоянной, т. е. при разных условиях полимеризации образуются полимеры разной степени поли-дисперсности. Полидисперсность является фактором, влияющим на значение величины молекулярного веса, определенного любым из существующих методов. Существуют методы определения молекулярного веса, при которых на результат исследования влияет число растворенных частиц к таким методам относятся криоскопия, эбулиоскопия и метод изм(е-рения осмотического давления. При измерении вязкости на результат определения влияет не число растворенных молекул, а только весовое процентное содержание молекул различной величины. Изучение седиментационного равновесия (ультрацентрифугальный метод) может дать представление о величине как самых больших, так и малых частиц и приблизительное представление о полидисперсности вещества. [c.114]

Кональбумин и лактоферрин изучены в меньшей степени, чем трансферрин. Наиболее точная оценка молекулярной массы кональбумина, определенная по его способности связывать железо, дала значение около 76 000 дальтон [42]. Методом седиментационного равновесия для коровьего лактоферрина получена молекулярная масса 77 100 [29], для лактоферрина человека исследованием связывания железа получено значение 80 000 [43], а методом определения скорости седиментации при ультрацентрифугировании [И] — значения 95 000 [11] и 82 000 [14]. [c.337]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология