Молекулярный при помощи седиментации

Необходимо отметить, что другими авторами (которые определяли абсолютные молекулярные массы с помощью седиментации на ультрацентрифуге и светорассеяние) были получены для метилцеллюлозы несколько другие значения показателя степени а в уравнении Куна—Марка. Так, в работе [89] й=0.63 и в [90] а=0.55. Эти расхождения сами авторы объясняют большой способностью метилцеллюлозы к агрегации в водны. растворах. [c.86]

В этой связи необходимо кратко остановиться на методах определения молекулярно-весового распределения с помощью седиментации в ультрацентрифуге. Принцип ее действия известен в сильном центробежном поле между чистым растворителем и раствором полимера образуется граница, которая перемещается в радиальном направлении кюветы, вследствие оседания макромолекул. Оптическая система ультрацентрифуги регистрирует дифференциальные кривые изменения градиента показателя преломления с1п [c.124]

В табл. 11.1 приведены некоторые определенные опытным путем типичные значения 20 ш- можно сделать с этими величинами, зависит от ответа на вопрос что еще известно о данной системе Если известна молекулярная масса, то, определив 2о дем коэффициент трения/, который можно сравнить с/ , , т.е. с коэффициентом, который имела бы сферическая частица той же массы при отсутствии гидратации. Можно проанализировать далее отношение /// с тем, чтобы наложить ограничения на форму и степень гидратации частицы в точности так, как это было описано ранее для коэффициентов диффузии. В табл. 11.1 сравниваются коэффициенты трения, определенные с помощью диффузии и с помощью седиментации. В большинстве случаев эти величины довольно хорошо согласуются. Если же известны и и то молекулярную массу можно вычислить по формуле (11.33). Тогда, пользуясь любым из двух уравнений (11.32), получают коэффициент трения. Но, поскольку при седиментации и диффузии одинаково учитывается комбинированная зависимость от конформации и гидратации, знание обоих коэффициентов не проясняет вопроса о том, какая часть избыточного трения (сверх происходит за счет гидратации. В табл. 11.2 сопоставляются молекулярные массы, при определении которых пользовались уравнением Сведберга, с величинами, полученными [c.238]

Для определения с помощью седиментации размера молекул ДНК, содержащих более 10 нуклеотидных пар, используют новую технику вязкоэластичного замедления. В этом случае в раствор ДНК, размер молекул которой измеряют, погружают ротор и очень медленно поворачивают его с помощью внешнего магнитного поля. Когда магнитное поле выключается, ротор возвращается в первоначальное положение за счет энергии, накопленной в эластично растянутых молекулах ДНК- Скорость, с которой ротор возвращается в первоначальное положение, является функцией молекулярной массы самых больших молекул ДНК в растворе и связана с ней уравнением Л1=2,2-10 т° , где т—время вязкоэластичного замедления (в секундах), т находят по уравнению 0(0—0(оо) = [c.228]

Несмотря на малый коэффициент диффузии, растворы высокомолекулярных соединений обладают, как правило, высокой седиментационной устойчивостью, чему значительно способствует обычно малая плотность растворенного вещества. Поэтому молекулярный вес высокомолекулярных веществ можно определить методом седиментации только с помощью достаточно мощной ультрацентрифуги. [c.457]

Описанный выше способ разделения высокомолекулярных соединений и определения их молекулярных масс называется методом скорости седиментации, так как в его основе лежит различие скорости движения частиц, которая определяется массой частиц. Наряду с этим существует другой способ разделения с помощью ультрацентрифугирования, называемый методом седиментационного равновесия основанный на различии в распределении частиц с разной массой в поле тяжести или в центробежном поле в условиях равновесия. [c.335]

Итак, исследование молекулярно-кинетических и оптических свойств позволяет определять одну из важнейших характеристик дисперсных систем — размеры частиц дисперсной фазы, или степень дисперсности системы. Размеры коллоидных частиц можно найти, определив коэффициент диффузии для данной коллоидной системы. Размеры их можно установить также ультрамикроскопическими и нефелометрическими наблюдениями или с помощью электронного микроскопа. Измеряя скорость седиментации частиц в грубодисперсных системах, также можно определить и степень их дисперсности. [c.47]

В ряде случаев константа седиментации зависит от концентрации полимера. При этом установлена линейная зависимость между и с. Поэтому перед определением молекулярного веса вещества с помощью ультрацентрифуги находят несколько значений константы седиментации для различных концентраций, строят график в координатах [c.73]

Учение об оптических свойствах коллоидных и микрогетерогенных систем является одним из основных разделов коллоидной химии. Оптические свойства золя определяются свойствами коллоидных частиц, поэтому, изучая оптические свойства системы, можно установить размер, форму и строение частиц,, не видимых в обычный микроскоп. С помощью ультрамикроскопических наблюдений коллоидных систем удалось проверить основные молекулярно-кинетические представления, долгое время носившие гипотетический характер изучение оптических свойств способствовало количественному толкованию таких процессов, как диффузия, броуновское движение, седиментация, коагуляция. Наконец, ввиду того,, что космическая пыль, туманы, облака и тончайшие взвеси твердых частиц в морской и речной водах являются коллоидными и микрогетерогенными системами, сведения об оптических свойствах этих систем имеют и весьма важное практическое приложение в астрофизике, метеорологии, оптике моря. Вождение самолетов и кораблей в тумане, фотографирование с помощью инфракрасных лучей также имеют непосредственное отношение к оптике коллоидных систем. Эта область науки сделала значительные успехи в последние годы в связи с развитием авиации, астронавтики и т. д. [c.33]

Как и при определении численного веса коллоидных систем, для определения молекулярного веса полимеров применяются два метода по скорости седиментации и по седиментационному равновесию. Второй метод обладает тем преимуществом, что полученные с его помощью результаты не зависят от формы частиц недостатком же его является длительность установления седиментационного равновесия. , [c.457]

В отличие от скорости седиментации равновесное ультрацентрифугирование позволяет на основе термодинамики определить молекулярный вес М. В опытах по изучению равновесия, проводимых в ультрацентрифуге, центрифугирование продолжается до тех пор, пока стремление молекул к седиментации не уравновесится противоположным стремлением к диффузии в область с более низкой концентрацией. Поскольку такое перераспределение в растворе является равновесным, соотношение между концентрациями на двух уровнях и молекулярным весом можно вывести с помощью термодинамических методов. Для идеальных растворов молекулярный вес может быть вычислен по формуле [c.616]

Молекулярную массу и форму молекул полисахаридов можно также определить с помощью метода ультрацентрифугирования. По скорости седиментации при ультрацентрифугировании рассчитывают значение молекулярной массы сравнивая поведение исследуемого образца и молекулярной модели, можно оценить форму молекулы. Этот метод применен [77] при изучении гиалуроновой кислоты. Ультрацентрифугирование не используют как способ очистки, но обычно применяют в качестве теста на гомогенность очищенного образца. [c.234]

Регистрация седиментации может быть осуществлена с помощью оптических методов, основанных на дифракции, интерференции и поглощении светового пучка, проходящего через кювету с раствором. Первые два метода основаны на различии показателей преломления растворителя и полимера. В методе поглощения света параллельный световой пучок проходит через кювету, изображение которой проектируется на фотопленку, при этом радиальное распределение оптической плотности негатива пропорционально молекулярно-массовому распределению (ММР). [c.39]

Степень полимеризации иолисахаридов ГМЦ в большинстве случаев находится в диапазоне 30—300. Для характеристики величины молекулярной массы широко используются химические методы, основанные на определении восстанавливающей способности полисахарида. Из физических методов находят применение вискозиметрия, осмометрия, светорассеяние, ультрацентрифугирование, определение скорости седиментации и др. [57,77,78]. Распространено определение молекулярных масс полисахаридов с помощью молекулярных сит — сефадексов, биогелей. [c.56]

Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры и форму. Определение молекулярной массы и размеров молекул белка выполняется с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные массы можно определить с помощью измерения скоростей диффузии, скоростей седиментации в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. [c.510]

Последующие годы ознаменовались чрезвычайно сильным развитием методов синтеза в области высокомолекулярных соединений. Из крупнейших достижений этого периода следует отметить полимеризацию мономеров диенового ряда, изученную С. В. Лебедевым и приведшую к промышленному производству синтетических каучуков, а также разработанные Карозерсом методы поликонденсации, с помощью которых было получено множество новых синтетических веществ, в частности важных волокнообразующих полимеров — полиамидов и полиэфиров. Наряду с этим в 40-х годах интенсивно изучались природные полимеры — целлюлоза, крахмал, каучук. Из крупнейших достижений физики полимеров того времени следует упомянуть разработку безупречных методов измерения молекулярных весов макромолекул (осмометрию и измерение светорассеяния), а также изучение седиментации в ультрацентрифуге, построенной Сведбергом. [c.16]

С помощью ультрацентрифуги можно измерять молекулярные веса несколько иным приемом — без того, чтобы заставлять макромолекулы седиментировать на дно кюветы. Для этого выбирают более слабые центробежные поля (порядка 10 нри молекулярных весах полимеров от 10 до 10 ). Макромолекулы не осаждаются на дно, так как их броуновское движение оказывается слишком сильным, а скорость седиментации имеет тот же порядок, что и скорость диффузии. В итоге через некоторое время наступает равновесное распределение макромолекул по радиусу кюветы, совершенно аналогичное распределению в атмосфере газа по высоте. Ясно, что при установившемся седиментацион-ном равновесии концентрация раствора будет зависеть от координаты X (радиуса) по закону Больцмана [c.136]

При определении молекулярной массы биополимеров (белков, нуклеиновых кислот и др.) необходимо учитывать взаимодействие их макромолекул между собой и связанное с ним образование ассоциатов, изомеров и комплексов. Для этой цели удобно использовать такие методы анализа, как седиментация, электрофорез и хроматография. С их помощью можно добиться некоторого разделения компонентов белкового раствора и распределения их в соответствии с определенным законом, который может быть строго описан математически. Сравнивая затем экспериментальное и теоретическое распределения, можно определить параметры, характеризующие взаимодействие макромолекул, восстановить распределение каждого компонента и, наконец, найти по ним молекулярную массу неассоциированных молекул, т. е. мономеров белка. [c.168]

Классические методы исследования полимеров — светорассеяние, седиментация, осмометрия, вискозиметрия и другие сталкиваются с существенными трудностями при анализе разветвленных и неоднородных по составу полимеров. Еще более сложен, а зачастую и невозможен анализ этими методами смесей таких полимеров с линейными полимерами. Подобные смеси часто возникают при синтезе сложных полимерных систем — блоксополимеров, привитых сополимеров и разветвленных гомополимеров, когда наряду с основным продуктом получаются соответствующие линейные гомополимеры. Сочетание ГПХ с классическими методами анализа полимеров и с другими хроматографическими методами (адсорбционной и пиролитической газовой хроматографиями) позволяет проводить анализ и таких сложных систем. При этом адсорбционную хроматографию можно с успехом использовать в тонкослойном варианте (ТСХ), что позволяет осуществлять качественный и количественный анализ структурной и химической неоднородности фракций, полученных микропрепаративным ГПХ-фракционированием. С помощью пиролитической газовой хроматографии (ПГХ) можно находить брутто-состав полимеров, а классические методы дают сведения о таких средних макромолекулярных характеристиках, как характеристическая вязкость, среднемассовая и среднечисленная молекулярные массы. [c.230]

Для разделения веществ по молекулярному весу существенно важны два характерных свойства молекул скорость седиментации и занимаемый объем. Разницу в скорости седиментации определяют с помощью ультрацентрифугирования [1]. Именно с помощью этого метода удалось впервые определить молекулярный вес неустойчивых полимеров, однако [c.11]

В табл. 26 перечислены 29 ферментов, молекулярный вес которых был установлен с помощью гель-хроматографии. Расхождения с данными, полученными с помощью методов, основанных на седиментации и диффузии, в большинстве случаев очень незначительны. [c.174]

Молекулярный вес мономеров можно также оценивать (исходя из диаграмм элюирования) с помощью теории Гильберта [101], развитой вначале для анализа диаграмм седиментации [102, 103, 167]. Достаточным основанием для проведения расчета является присутствие в элюате мономера хотя бы в виде хвоста , выходящего с колонки вслед за ассоциатом. В этом случае после математической обработки [c.177]

Синтетические полимеры содержат так много индивидуальных компонентов с близкими молекулярными весами, что нельзя надеяться даже с помощью самого эффективного метода получить из этих фракций абсолютно индивидуальные компоненты. Как известно, полимеры характеризуются средним молекулярным весом М. Однако в зависимости от метода определения можно получить различные средние значения. Средневесовой молекулярный вес Мк — это молекулярный вес такого гомогенного (условного) полимера, который в отношении поглощения света или поведения при седиментации имеет такие же характеристики, что и рассматриваемая фракция. (При вискозиметрическом определении также получают средний молекулярный вес, который весьма близок к Ми,.) Соответственно при применении коллигативных методов (например, осмометрических измерений или при анализе концевых групп) получают среднечисловой молекулярный вес Легко понять, что Мп всегда меньше М ,, поскольку при расчетах для полидис- [c.179]

Ультра центрифуги [278—282] вследствие возникающих при их эксплуатации значительных экспериментальных трудностей применяют главным образом для измерительных целей. Измеряя равновесие седиментации, а также скорость седиментации, можно определять величину частиц коллоидных растворов или (в отдельных случаях) молекулярный вес вплоть до 40. Ротор, изготовленный из стали или алюминия, в который вмонтирована измерительная ячейка, вращается в большинстве случаев в атмосфере водорода под незначительным давлением. При небольшом числе оборотов (до 18 ООО) вращение осуществляется непосредственно электромотором [283], при большем числе оборотов — при помощи масляной турбины или воздушного волчка (до 200 ООО соответственно 10 ) подвешивание оси в настоящее время достигается исключительно при помощи магнитов [284, 285]. [c.229]

По приблизительной величине s часто бывает удобно идентифицировать молекулы, которые исследуются только с помощью седиментации в градиенте сахарозы. В молекулярной биологии, в особенности при изучении различных видов РНК, константа седиментации имеет двойное назначение. С одной стороны, эта величина является точной и достаточно надежной характеристикой физико-химических свойств молекулы, а с другой стороны, константа седиментации используется для обозначения этих молекул. Так, мы называем их 18S и 28S-PHK или 16S- и 23S-PHK вместо того, чтобы говорить крупные и мелкие молекулы рибосомной РНК, полученные соответственно из высших организмов или микроорганизмов . Возможно, с точки зрения чистоты языка такие обозначения и нежелательны, однако на практике они удобны и сейчас широко уиотребляются. [c.137]

Теоретическое разъяснение данных измерений вязкости и двойного лучепреломления в потоке является сложным и должно привести к формулам, в которых важную роль играет не только масса молекулы, но и другие молекулярные величины, например объем и деформируемость клубка. Несколько более простые соотношения лежат в основе определений молекулярных весов с помощью седиментации в ультра-иентрифуге и свободной диффузии. Здесь также следует учитывать массу цепной молекулы и плотность клубка. Но эти простые соотношения справедливы только при очень медленном движении в отсутствии деформации и ориентации частиц. [c.346]

Для частиц золей наблюдается более резкая зависимость кои-центрацип по высоте, чем для молекул газов. Например, для газов концентрация снижается в два раза на расстоянии приблизительно в 5—5,5 км, для растворов полимеров (М 40 000, р = 1,3 г/см ) — tiB 20 м, для золей золота (d = 1,86 им) —в 2,15 м, а для суспензий гуммигута (d = 230 нм) —30 мкм. Из этого примера следует, что для растворов полимеров, находящихся в небольших сосудах, нельзя заметить ощутимого изменения концентрации по высоте. Чтобы определить эту зависимость, увеличивают седиментацию с помощью ультрацентрифуги. Установленные зависимости концеитрацпи макромолекул от высоты слоя раствора дают воз-мол<ность получить функции распределения молекул полимеров по молекулярным массам. [c.215]

Энтропийный фактор устойчивости характерен только для золей, так как их частицы вовлекаются в молекулярно-кинетическое движение среды. Без действия энтропийного фактора не может быть равномерного распределения частиц по объему среды, и в системе обязательно происходит седиментация независимо от степени действия других факторов (при отсутствиигелеобразоваиия). Действие энтропийного фактора становится заметным только в том случае, если до минимального значения уменьшено межфазное натяжение с помощью других термодинамических факторов. При сближении частиц возрастает упорядоченность в системе и уменьшается хаотичность, а в соответствии с законом самопроизвольного роста энтропии частицы опять отталкиваются. Энтропия связана с вероятностью состояний й (хаотичностью) законом Больцмана [c.341]

Определяемый с помощью скоростной седиментации молекулярный вес полимера (М), как правило, не равен средневесовому молекулярному весу Мго). Его называют седиментационным среднедиффузным молекулярным весом. [c.113]

В случае измерения скорости седиментации необходимы поля центробежных сил, обеспечивающие полное осаждение белков. Белок, находящийся в виде коллоидного раствора, обладает большей плотностью, чем растворитель. В ходе центрифугирования на молекулу белка действует значительная центробежная сила, которая, вызывая движение молекулы через среду, обеспечивает скорость перемещения, пропорциональную трению молекулы в среде. Скорость седиментации прямо пропорциональна молекулярной массе. Для определения молекулярной массы необходимы приборы со скоростью вращения ротора до 60 тыс. об/мин. Раствором белка заполняют прозрачную ячейку. Изменения концентрации, возникающие в процессе центрифугирования, могут прослеживаться с помощью оптических методов, например посредством шлирен- или интерференционной оптики, а также посредством прямого измерения абсорбции в УФ-области (сканирующая система). [c.360]

Сведберг воспользовался центробежной силой в своем методе определения молекулярного веса коллоидных веществ с помопдью седиментации. Ультрацентрифуга состоит в основном из ротора М (рис. 2), приводимого в движение двумя одинаковыми масляными турбинами Т, несущими прозрачную ячейку С, в которую помещена изучаемая дисперсия. Степень седиментации может быть измерена как колориметрически, так и рефрактометрически или путем поглощения ультрафиолетовых лучей. В последнем случае пучок света Ь пропускается через ячейку в камеру Р необходимая экспозиция достигается с помощью электромагнетически регулируемых щитков и Е2, которые пропускают свет только в короткий промежуток времени, когда ячейка попадает в световой поток при каждом обороте турбинки. [c.117]

Сигнер и Эгли [191 ] измерили константы седиментации в умеренно концентрированных растворах полистирола в хлороформе и метилцеллюлозы в воде. Эти авторы нашли, что при концентрации полимера не меньше 1 г на 100 мл скорость седиментации уже не зависит от молекулярного веса. Такое поведение концентрированных растворов они объяснили образованием сплошной сетки из переплетенных между собой цепных молекул. В этом случае седиментацию можно представить себе как движение растворителя через отверстия сетки по мере ее опускания к дну ячейки. Движение жидкости через пористую среду можно описать с помощью константы проницаемости X ( константа Дарси ), вводимой уравнением [c.56]

В этой главе будут рассмотрены методы оценки ММР с помощью препаративного фракционирования, скоростпой седиментации, гель-проникающей хроматографии н турбндиметрии. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Метод скоростпой седиментации является самоконтролируемым на том же приборе можно определить и абсолютную молекулярную массу в другом опыте. Метод гель-проникающей хроматографии значительно быстрее позволяет получить необходимую информа- [c.206]

Пользование этим алгоритмом в несколько раз сокращает время, нужное иа решение системы (VI.21а—VI.22а), и исключает вероятность бесплодных поисков Я в области, которая может находиться далеко в стороне от истинных значений Я. Алгоритмы, рассмотренные в этом разделе, проверены на модельных разветвленных полистиролах и нолиэтиленах низкого давления. В обоих случаях они оправдали себя, так как молекулярно-массовые распределения и параметры длинноцепной разветвленности, найденные с их помощью по совокупным данным ГПХ и вискозиметрии, совпали с данными светорассеяния и скоростной седиментации. [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология