Форма макромолекул, методы определения

Хотя измерения вязкости белковых растворов не дают непосредственно знаний размера и формы макромолекулы, этот метод является одним из простейших приемов изучения молекулярных параметров. По результатам измерения вязкости растворов эллипсоидальных и стержневых молекул оказывается возможным вычислить отношение длины молекул к их толщине, а для фибриллярных белков определить и их абсолютные размеры. С другой стороны, вязкость разбавленных растворов белка является функцией их молекулярного веса. Правда, определить молекулярный вес по одним лишь данным о вязкости нельзя. Однако можно установить прямое соответствие между молекулярным весом, определенным другими методами, и вязкостью. Наконец, измерения вязкости особенно наглядно показывают изменения в молекулярной структуре, происходящие при денатурации белковых молекул, их агрегации или разъединении на субъединицы. [c.134]

Исследования опалесценции получили самостоятельное развитие для определения молекулярной массы и формы макромолекул полимеров. В этом случае используется флуктуационная трактовка рассеяния света, где в уравнения, описывающие это явление [например, (2.18)1, входит молекулярная масса. Эта связь выведена из зависимости осмотического давления от концентрации. Поскольку влияние межмолекулярных взаимодействий на осмотическое давление исчезает только при очень больших разбавлениях, необходимо получать данные для разбавленных растворов при нескольких концентрациях и результат [/ = / (1/%) или = = 7 (1/%)] экстраполировать к бесконечному разбавлению (с -> 0). Данный прием характерен для всех методов определения молекулярной массы, основанных на использовании осмотического давления, хотя при этом не всегда имеется уверенность в том, что при разбавлении растворов малоустойчивых высокомолекулярных веществ их молекулярная масса остается неизменной. [c.29]

Электронная микроскопия является одним из наиболее совер-щенных методов определения размера и формы коллоидных частиц. Электронный микроскоп позволяет увидеть отдельные коллоидные частицы, крупные макромолекулы и их структуру. [c.394]

Вискозиметрический метод основан на измерении вязкости растворов полимеров. Этот метод относится к косвенным методам, он самый простой, но не очень точный. Но благодаря своей простоте вискозиметрический метод нашел широкое применение, особенно при анализе целлюлозы. Среднее значение молекулярной массы при вискозиметрическом методе определения зависит от формы макромолекул. Для вытянутых жестких цепей средние значения молекулярной массы близки к Му,, а для гибких макромолекул, свернутых в плотные клубки,— к Мп- [c.54]

В исследованиях полимеров нашли применение некоторые методы определения молекулярной массы низкомолекулярных соединений в растворах, а также методы определения размеров коллоидных частиц. Кроме того, для определения молекулярной массы (или СП) полимеров разработаны специальные методы, основанные на особенностях полимеров. При определении молекулярной массы в растворах иногда дополнительно можно получить информацию о форме макромолекул и неоднородности полимера по молекулярной массе. [c.173]

При определении молекулярной массы вискозиметрическим методом с расчетом ее по характеристической вязкости получают средневязкостную молекулярную массу, значение которой для большинства полимеров лежит в интервале между и, т.е. > Л/, >, и зависит при этом от формы макромолекул в растворе [c.172]

До сих пор мы рассматривали только статические методы определения формы и размеров макромолекул. Динамические методы, охарактеризованные в общих чертах в гл. VI, основаны на изучении диффузии. (Исключение составляют методы, в которых используются данные вискозиметрии.) Диффузией называют процесс спонтанного уменьшения градиентов концентраций в растворе, приводящий в конце концов к равномерному распределению молекул. Молекулы жидкости находятся в непрерывном броуновском движении, обусловленном их тепловой энергией. Поэтому подчеркнем, что термин диффузия применяется именно для описания макроскопического потока отдельных компонентов раствора под влиянием разности концентраций, а не для описания движения отдельных молекул в растворе, продолжающегося и после достижения макроскопической однородности. Знакомство с законами, которым подчиняется диффузия, совершенно необходимо для понимания процессов переноса веществ внутри клеток и через клеточные мембраны. Мы начнем с рассмотрения поступательной диффузии, затем перейдем к вращательной диффузии и времени релаксации. [c.163]

Прямым методом определения размеров и формы коллоидных частиц, молекул вирусов и ряда макромолекул является электронная микроскопия. Внутренняя структура коллоидных частиц и ее изменение при различных процессах изучаются методами рентгенографии и электронографии. [c.72]

Растворители, применяемые для прямого растворения целлюлозы, могут использоваться в двух направлениях для получения разбавленных растворов с целью исследования свойств целлюлозы в растворах (измерения СП, определения молекулярно-массового распределения и изучения формы макромолекул в растворах) для получения сравнительно концентрированных растворов с целью применения для переработки целлюлозы в гидратцеллюлозные волокна и пленки и другие изделия. Для той и другой цели пригодны и косвенные методы растворения, т е. превращение целлюлозы в ее производные с последующим растворением. [c.555]

Отношения х/хсф для частиц равного объема известны (см. [43]). Они зависят только от Ь. Следовательно, зная V, т. е. М и плотность, можно определить Ь по измерениям х, т. е. О. Так как макромолекулы белков в нативном состоянии являются твердыми частицами (см. ниже гл. 4), изучение диффузии служит прямым методом определения их формы. [c.155]

Определение средней величины растворенных частиц или молекул, степени полимеризации или числа членов (звеньев) в основной цепи. Если выбранный метод определения молекулярного веса основан на изучении свойств растворов, то оценка формы и абсолютных размеров макромолекулы в растворе. [c.19]

Рассматривая в целом электронно-микроскопический метод определения молекулярных весов в качестве его достоинств следует указать на возможность получения таким образом распределения молекулярных весов соединения, а не одно среднее значение, и на пригодность метода нри исследовании полимеров нерастворимых или обладающих очень большим молекулярным весом. Недостатками метода являются необходимость введения допущений о правильной геометрической форме свернутых макромолекул и о равенстве плотностей клубков и материала в объеме полимера, а также понижение точности метода при уменьшении молекулярного веса исследуемых макромолекул. [c.252]

Теория малоутловой дифракции исходит из представлений, близких к применяемым в теории рассеяния света растворами макромолекул (с. 82). Теория позволяет связать наблюдаемую под теми или иными углами интенсивность рассеяния, т. е. его индикатрису с расстояниями между рассеивающими частицами. Для определения формы макромолекулы приходится задаться некоторыми о ней предположениями — представить макромолекулу в виде шара, эллипсоида или вытянутого цилиндра. Для таких, а также для других простых тел вычисляется индикатриса рассеяния как функция геометрических параметров макромолекулы. Так, для шара определяется электронный радиус инерции (электронный, так как рентгеновские лучи рассеиваются электронами). Для миоглобина этот радиус оказался равным 1,6 нм, что хорошо согласуется с размерами, определенными методом рентгеноструктурного анализа кристаллического миоглобина. Если рассеивающая система вытянута, то определяется электронный радиус инерции ее поперечного сечения. По индикатрисам рассеяния определены размеры, форма и молекулярные массы ряда биополимеров. Так, лизоцим представляется эквивалентным эллипсоидом вращения с размерами 2,8 X 2,8 X 5,0 нм . Более детальная информация о форме однородных частиц получается из анализа кривых рассеяния под большими углами (от [c.136]

Методы определения размеров и формы макромолекул. [c.50]

Определение физич. и физик о-х и-мич. характеристик. Об определении молекулярных масс, размера и формы макромолекул и молекулярно-массового распределения см. Молекулярная масса и Молекулярно-массовое распределение. О возможностях применения физич. методов для исследования полимеров см. Идентификация. [c.68]

Измерение характеристической вязкости высокомолекулярных соединений в разбавленных растворах не является прямым методом определения молекулярного веса. Однако путем сопоставления полученных результатов с данными других методов можно легко установить степень полимеризации вытянутых макромолекул этот метод дает средневесовой молекулярный вес. По численным значениям, получаемым из уравнения (100), можно сделать заключение о форме макромолекул в растворе, причем чем лучше растворитель, тем более вытянуты макромолекулы. Путем определения зависимости вязкости от температуры и концентрации можно различать молекулярные и мицеллярные коллоиды, а также гомеополярные и гетерополярные молекулярные коллоиды. На возможность распознавания сферо- и линейных коллоидов уже указывалось. После соответ- [c.177]

Одной из наиболее важных характеристик молекулы является ее молекулярный вес. Для определения молекулярных весов макромолекул применяют целый ряд специальных методов. В процессе измерения молекулярного веса нередко может быть получена ценная дополнительная информация относительно размера и формы молекул. При работе с полидисперсными системами мы можем определить лишь средний молекулярный вес, причем характер усреднения зависит от применяемого метода. В этой главе мы дадим определения различных средних значений молекулярных весов, а также перечислим методы, применяемые для их измерения физические методы определения молекулярных весов будут рассмотрены подробно в последующих главах. [c.125]

ЗИИ никогда не может быть совершенно однозначным, так как мы не можем в обш,ем случае произвольно пренебрегать возможностью того, что флюоресцирующее место на макромолекуле способно вращаться само, не говоря уже о вращении молекулы в целом. В итоге вероятно, что наиболее плодотворный результат даст применение этого метода совместо с другими методами определения макромолекулярной конформации (т. е. радиуса инерции, вязкости, двойного лучепреломления и т. д.). Деполяризация флюоресценции будет тогда скорее мерой свободы внутреннего вращения, а не мерой общей формы или конформации. [c.512]

С тех пор как Дебаем был теоретически и экспериментально развит метод светорассеяния в применении к растворам цепных статистически свернутых молекул [1, 2], этот метод стал одним из основных физических методов исследования полимеров. Применение его не ограничивается в настоящее время определением молекулярных весов (что, само по себе, для полимеров с М 10 —10 представляет достаточно сложную задачу), а включает определение таких важнейших характеристик полимера, как размеры и форма макромолекул, полидисперсность образца, композиционная дисперсия сополимеров, термодинамические параметры межмолекулярного взаимодействия в растворах и др. [c.205]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ МАКРОМОЛЕКУЛ В РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРАХ МЕТОДОМ ДВОЙНОГО ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЯ [c.420]

Несмотря на то что использованные методы были весьма различными, полученные результаты, в общем, довольно хорошо согласуются между собой (для одного и того же белка). Установлено, что молекулярные веса различных протеинов колеблются от 6000—12 ООО до нескольких миллионов и даже до десятков миллионов, чаще всего от 20 000 до 90 000. Форма макромолекул найдена весьма различной от частиц почти шарообразных, лишь несколько удлиненных, до вытянутых, нитевидных. В первом случае говорят о глобулярных белках, во втором — о фибриллярных. Большинство ферментов и других специфически активных протеинов представляет собой глобулярные белки. Обычно, характеризуя форму белковых частиц и степень их асимметрии, условно пользуются представлением о гидродинамически эквивалентном эллипсоиде, приближенно принимаемом за форму молекулы белка. При этом указывают величину отношения размеров его полуосей — s/a. Здесь в — продольная и а — поперечная полуоси. Величина е/а колеблется у различных белков примерно от 1 до 200. У глобулярных белков (в том числе ферментов) она обычно составляет от 1—2 до 4—6. Следует отметить, что истинные формы белковых молекул далеко не ясны и поэтому величины подобного рода имеют в определенной мере условный характер. [c.31]

Прямым методом определения размеров и формы коллоидных частиц, молекул вирусов и ряда макромолекул является электронная микроскопия. [c.66]

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]

Шарообразная форма частиц, которая для упрощения расчетов принимается за исходную почти во всех вышеизложенных методах определения их размера (радиуса г), в действительности, как показывают методы рентгеновского структурного анализа и электронной микроскопии, наблюдается довольно редко форма частиц приближается к кубической или октаэдрической как наиболее простым и часто встречающимся формам элементарных микро кристалликов. В большинстве случаев коллоидные частицы имеют или вытянутую палочкообразную форму, или же пластинчатую, таблитчатую, часто с большим нарушением симметрии (это касается особенно макромолекул высокомолекулярных соединений). Нешарообразная форма частиц [c.31]

Для определения молекулярного распределения этот метод неприменим. Путем измерения угловой зависимости интенсивности рассеяния можно определить форму макромолекул в растворах, при этом для линейных макромолекул определяется квадрат расстояния между концами цепей в растворе. Таким образом, возникает возможность проследить изменение формы макромолекул в растворителе и смесях растворителей. Из зависимости интенсивности рассеяния от концентрации получается второй вириальный коэффициент В, который лежит в основе различных расчетов. Экспериментально следует обращать особое внимание на оптическую пустоту растворов, т. е. очистку их от пыли, и на точность при определении показателей преломления раствора и растворителя. [c.161]

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]

Лаборатория органической химии Заведующий Е. L. Hirst Направление научных исследований химия стероидов химия циклических нитронов радиациотшя химия неводных растворов реакции свободных радикалов ароматические полициклические ч гетероциклические соединения определение размера и формы макромолекул методы разделения высокомолекулярных соединений роль полисахаридов в росте растительных клеток биохимический синтез и физико-химические исследования углево- [c.256]

Вместе с тем определенные частные задачи могут быть с успехом решены в рамках какого-либо одного или двух методов. В качестве примеров можно указать на определение молекулярных весов и размеров макромолекул методом светорассеяния, а также сочетанием методов диффузии и седиментации или вязкости определение степени вытянутости (анизотропии формы) частиц с помощью динамического двойного лучепреломления, константы поступательного трения макромолекул — изучением диффузии, степени композиционной неоднородности сополимеров — исследованием светорассеяния и т. д. [c.13]

Среди других методов определения среднего значения молеку- лярной массы наибольшее распространение получил вискозимет-рический, в котором помимо массы в расчете учитывают форму макромолекулы в растворе. Средневязкостная молекулярная масса Ма выражается уравнением [c.16]

Примеры, рассмотренные в настоящем параграфе, показывают, что для растворов жестких асимметричных по форме макромолекул экспериментальное изучение ориентации двойного лучепреломления в потоке с применением соответствующей теории (раздел А гл. VII) является надежным методом определения коэффициентов вращательной диффузии растворенных макромолекул. Когда известно, что форма частиц может быть моделирована эллипсоидом вращения или цилиндром, этот метод позволяет вычислить размеры частиц и асимметрию их формы. [c.607]

Когда диполи не присоединены непосредственно к главной цели например, у полимеров эфиров метакрияовой кислоты), ориентация дипольных привесков может, по-видимому, происходить независимо от изменения формы полимерной молекулы. В таких случаях метод определения дипольных моментов мало пригоден для оценки гибкости главной цепи макромолекулы. [c.594]

Один из прямых методов определения сольватации макромолекул был предложен Вангом . Он определил скорость самодиф-фузии растворителя, т. е. скорость диффузии изотопных форм (например, Н2О в НдО). Результат, очевидно, связан с объемом, недоступным для диффундирующих молекул растворителя. Согласно Вангу, эта скорость очень мало зависит от формы областей недоступного объема. Поскольку области недоступного объема должны быть в основном такими же, как соответствующие гидродинамические частицы, это дает возможность определить объем гидродинамических частиц. Соотношением, приведенным в следующем разделе, этот объем непосредственно связан с Используя данный метод, Ванг получил, что для яичного альбумина в воде б,=0,18 0,01 г/г сухого белка, в то время как длй дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) 61 равна приблизительно 0,35 г/г сухой ДНК. [c.390]

Число моносахаридных звеньев в различных П. колеблется в широких пределах и их мол. веса составляют от нескольких тысяч до миллионов. Мол. вес П. определяют обычными физико-химич. методами, применяемыми в химии высокомолекулярных соединений (осмометрии, вискозиметрии, седиментационного анализа, электрометрич. и др.). Химич. метод основан на определении восстанавливающего концевого остатка П. Использование этих методов дает возможность определять среднечисловые и средневесовые мол. веса, а сопоставление результатов, полученных различными способами, дает возможность судить о величине и форме макромолекул П. и их нолидиспер-сности. [c.102]

Такие гигантские долгоживущие образования можно представить как макроучастки флуктуационной сетки макромолекул ЭД, возникшей за счет водородных связей и других видов ММВ. Этому способствует форма макромолекул ЭД, которые представляют собой линейные умеренно жесткие цепочки (сегмент Куна не более 3,3 нм), что при М < 2000 соответствует слегка изогнутому стержню. Поскольку упаковка макромолекул в так44х-образованиях доджна-иметь-определен-ную ориентацию (вдоль оси молекулы), то эти участки могут различаться только ею. Различие в ориентации должно отражаться на светорассеянии. Действительно, оценка размеров таких образований методом лазерного светорассеяния дала значение эффективной молекулярной массы 2,5 Ю , что соответствует эффективному размеру 0,18 мкм. [c.33]

При правильном подборе значений коэффициентов /Ст и а внскозиметрический метод может быть использован для сравнительных определений изменения степени полимеризации целлюлозы при действии различных реагентов (принимается, что при изменении степени полимеризации форма макромолекул не меняется). [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология