Коацерваты гуммиарабик и желатин

Свойства ПЭК существенно зависят от плотности заряда реагирующих П. При малой плотности заряда (мол. масса, приходящаяся на одну ионную группу, превышает 300) образуются т. наз. коацерват-ные комплексы, выделяющиеся из р-ров в виде жидкой фазы, обогащенной макромолекулярными компонентами. Типичный коацерватный комплекс — продукт взаимодействия желатины и гуммиарабика. [c.50]

Один из вариантов метода М. пленкообразованием из р-ров основан на явлении коацервации — возникновении в р-ре высокомолекулярного соединения капель, обогащенных растворенным веществом (коацервата). Различают простую и сложную коацер-вацию. Простая коацервация — результат взаимодействия растворенного высокомолекулярного вещества с низкомолекулярным веществом, напр, желатины с сульфатом натрия. Сложная коацервация наблюдается при взаимодействии двух полимеров, молекулы к-рых несут противоположные заряды, напр, при смешении водных р-ров желатины и гуммиарабика. Коацервация возможна при содержании полимера в р-ре в количестве десятых и даже сотых долей процента, причем концентрация вещества в коацерват-ных каплях может достигать нескольких десятков процентов. [c.123]

Третий этап, по мнению А. И. Опарина, характеризовался выделением в первичном питательном бульоне особых коацерватных капель, представляющих собой группы полимерных соединений. Явление коацервации само по себе известно широко и может происходить при низких концентрациях растворенного вещества. Примеры коацерватов — раствор желатины в воде, смесь растворов желатины и гуммиарабика и др. [c.220]

На понижении растворимости и переходе от полного смешения к ограниченной растворимости основаны также многочисленные случаи коацервации (Бунгенберг-де-Ионг). Так, например, коацерваты с расслоением в капельножидкой форме или в виде двух слоев могут быть получены из водных растворов желатины добавлением спирта или сернокислого натрия, из спиртовых растворов проламинов при разбавлении их водой, из положительно заряженных молекул желатины (при pH 1,2—4,8) и отрицательно заряженных частиц гуммиарабика или крахмалофосфорной кислоты, из растворов двух белков с сильно различными положениями изоточек, из растворов белка и нуклеиновых кислот и др. Во всех этих случаях коацерваты возникают в условиях перехода к взаимно ограниченной растворимости компонентов раствора. Степень расслоения полимеров при коацервации очень велика, например, при получении коацервата из 1%-ного раствора желатины до 93% ее количества входит в состав коацерватного слоя, а при более низких концентрациях — относительно еще больше поэтому оба слоя при коацервации резко различаются по содержанию коллоидных веществ. Физико-химические свойства коацерватов в ряде отношений напоминают соответствующие свойства протоплазмы, что привлекает к ним внимание биологов согласно Опарину, коацервация имела большое значение для пространственного отделения и организации коллоидных веществ в истории возникновения жизни на Земле. [c.187]

В полимерных цепях, находящихся в растянутых неупорядоченных конформациях, должны осуществляться множественные сег-мент-сегментные контакты при этом проявляются некоторые типичные свойства таких взаимодействий. Энтропия смещения растворов двух различных полимеров зависит в первом приближении от числа участвующих в этом процессе молекул и, следовательно, не зависит от молекулярной массы. Энергия же взаимодействия между двумя полимерами в смеси зависит от числа сегмент-сег-ментных контактов и для данного числа молекул должна расти с увеличением их молекулярной массы. Поэтому значение энтропийного члена возрастает по мере увеличения молекулярной массы и поведение полимеров в смеси определяется энергиями взаимодействия, даже когда сегмент-сегментные контакты непродолжительны и энергии их малы. Если взаимодействия между сходными полимерными сегментами более выгодны, чем между несходными, два водных раствора могут разделиться на четкие фазы, которые ведут себя как две несмещивающиеся жидкости. Такое явление часто называют несовместимостью полимеров . Если же взаимодействие между несходными сегментами выгоднее, чем между сходными, то возможно, что два полимера образуют одну общую фазу, подобную жидкости или твердому веществу. Такое явление часто называют комплексной коацервацией . Несовместимость полимеров может оказаться полезной, например, для получения двух не-смешивающихся водных фаз при биохимических разделениях, как в хорошо известной методике выделения плазматических мембран, где в качестве одной из фаз используют полисахарид декстран [22]. На основе комплексных коацерватов полисахаридов и белков, имеющих противоположные заряды (в особенности гуммиарабика и желатины) создана современная технология микроинкапсулирования. [c.291]

С. Фокс, охлаждая растворенные в воде протеиноды, получил микроскопические частицы, названные им микросферами, которые обладали определенной внутренней организацией и рядом интересных, с биологической точки зрения, свойств. Смешивание раствора гуммиарабика и желатины приводит к формированию другого вида микроскопических структур, названных коацер-ватными каплями. Позднее было показано, что коацерваты возникают в результате объединения различных полимеров, например полипептидов и полинуклеотидов, при этом для получения коацерватов основное значение имеет не специфичность внутримолекулярного строения образующих их компонентов, а степень их полимеризации. Такие пространственно обособленные открытые системы, построенные из полимеров, были названы протоклеткам и . [c.194]

Первые исследования, посвященные взаимодействию противоположно заряженных полиэлектролитов в растворах, относятся к 30-м годам нашего столетия. В этих работах, выполненных, главным образом Бунгенбергом-де-Ионгом и сотр. [1, 2] рассмотрено взаимодействие между полиэлектролитами природного происхождения, имеющими сравнительно малую плотность заряда. Смешение водных растворов полиэлектролитов сопровождается при определенных условиях разделением многокомпонентной системы на две жидкие фазы, одна из которых обогащена обоими макромоле-кулярными компонентами и носит название коацервата . Типичные коацерваты или коацерватные комплексы образуются при смешении водных растворов желатины и гуммиарабика в области 2<рН<4,8, т. е. в таких средах, в которых макромолекулы желатины заряжены положительно (ниже ее изоэлектрической точки, р1 = 4,8), а ма1кромолекулы гуммиарабика— слабой поликислоты растительного происхождения — несут отрицательный заряд. Коа-церватный комплекс легко разрушается при повышении или понижении рН или при введении в растворы низкомолекулярных электролитов. Уже это свидетельствует об исключительно важной роли электростатических взаимодействий между макромолекуляр-ными компонентами. Взаимодействие между заряженными макро- [c.233]

На понижении растворимости и переходе от полного смещения к ограниченной растворимости основаны также многочисленные случаи коацервации (Бунгенберг-де-Ионг). Внешне этот процесс характеризуется отделением от золя изолированных друг от друга макроскопических капель жидкости или же целого жидкого слоя. Такая капля содержит рой ультрамикроскопических капелек, каждая из них, в свою очередь, состоит из нескольких первичных сольватиро-ванных частиц, сохранивших свою самостоятельность. Название явление коацервации получило от слова асегуиз — рой. Продукт коацервации называется коацерватом. Так, например, коацерваты с расслоением в капельно-жидкой форме или в виде двух слоев могут быть получены из водных растворов желатины добавлением спирта или сернокислого натрия, из спиртовых растворов пролами-нов при разбавлении их водой, из положительно заряженных молекул желатины (при рН = 1,2—4,8) и отрицательно заряженных частиц гуммиарабика или крахмалофосфорной кислоты, из растворов двух белков с различными положениями изоточек, из растворов белка и нуклеиновых кислот и др. [c.166]

В зависимости от силы исходных полиэлектролитов могут быть получены комплексы различной устойчивости и разного внешнего вида. Так, например, между полимерными электролитами, имеющими малую плотность заряда на макромолекулах, т. е. с большим молекулярным весом на одну ионную группу (300 и более), образуются так называемые коацерватные комплексы. При этом происходит разделение системы на две жидкие фазы, одна из которых обогащена макромолекулярными компонентами и носит название коацервата. Типичным примером такой коацерватной системы является желатина — природный полиамфолит, содержащий первичные аминогруппы, и гуммиарабик — полимерная кислота, в которой карбоксильные группы разделены несколькими ароматическими кольцами Благодаря амфотерной природе желатины и слабой кислотности гуммиарабика комплекс может быть легко разрушен при повышении или понижении pH раствора. Образование комплекса наблюдается лишь при тех значениях pH, при которых макромолекулы желатины заряжены положительно, т. е. ниже ее изо-электрической точки, равной 4,8, а макромолекулы гуммиарабика заряжены отрицательно, т. е. в области не слишком низких значений pH. Наиболее благоприятная область для образования коацер-ватного комплекса желатина — гуммиарабик при pH около 3,5, что соответствует минимуму вязкости смеси (рис. 1) или максимуму мутности. [c.4]

Еще более сложными образованиями являются коа-церваты, обнаруженные и описанные Бунгенберг-де-Ионгом. Коацервация представляет расслоение, вызванное ограниченной растворимостью компонентов раствора. При этом часто возникают капли, содержащие избыток одного из компонентов, т. е. собственно коацерваты. Так, добавление гуммиарабика к раствору желатины снижает положительный заряд частиц желатины (частицы гуммиарабика заряжены отрицательно) и, как следствие, образует капли коацервата, захватывающие свыше 90 вес. % желатины из раствора. Коацерваты получаются из различных белков, если их частицы несут противоположные заряды, а также из целого ряда органических веществ. [c.78]

Образование коацервата легко проследить по измерениям ВЯ31КОСТИ. Вязкость смеси желатины и гуммиарабика определяется в области, где.не образуется коацервата, именно при pH 5. Затем определяется вязкость смеси того же состава в области pH, где происходит коацервация. Найдено, что вязкость коацервата всегда меньше, чем вязкость соответствующей смеси, в которой не может образоваться коацерват, и что вообще падение вязкости пропорционально степени образования коацервата, Эти соотношения, показаны на рис. 90. Падение вязкости при образовании коацервата является результатом потери гидрофильными коллоидами присущей им гидратации. [c.379]

В запатентованном способе изготовления копировальной бумаги для пишугцих машии предложено использовать эмульсии растворов красителей в нефтяных растворителях, заключенные е капсулы, которые образованы путем отверждения формалином коацерватов желатины и гуммиарабика нли других анионных коллоидов. Полученные таким образом стабильные эмульсии наносят в виде покрытия на оборотную сторону копировальной бумаги. В момент удара клавиши капсула лопается, освобождая краситель, который образует точный отпечаток на подложенном снизу листе. Практическое применение находят такие лейкокрасители. [c.452]

В другом эксперименте коацервация происходила в растворе, содержащем гуммиарабик и гистон (или желатину), а также глю-козо-1-фосфат и фосфорилазу картофеля [51, 52]. За накоплением крахмала в каплях следили по результатам реакции с иодом. При замене сахарофосфата и фосфорилазы крахмалом и р-амила-зой крахмал также накапливался в коацерватах (его концентрация в них в 4,5 раза превышала концентрацию в среде). Из-за присутствия фермента крахмал (полимер глюкозы) подвергался гидролизу при этом некоторое количество мальтозы (димер глюкозы) оставалось внутри коацервата, а часть се выходила в равновесную жидкость, как это было показано путем титрования перманганатом. Были поставлены контрольные эксперименты с коацерватами, содержащими инактивированный фермент. С их помощью было показано, что мальтоза, обнаруженная в коацерватах в первом эксперименте, не является продуктом гидролиза, происходящего во внешней равновесной жидкости. Она возникала в результате реакции, происходящей внутри коацервата, как это показано на фиг. 70 (вверху). В условиях, в которых предпочтительно протекает реакция 1, а не реакция 2, размер коацервата возрастает. Этот процесс можно интерпретировать как примитивную форму [c.290]

С. Фокс, охлаждая растворенные в воде протеииоиды, получил микроскопические частицы, названные им микросферами, которые обладали определенной внутренней организацией и рядом интересных, с биологической точки зрения, свойств. Голландский исследователь X. Г, Б. де Ионг (Н. G. В. de Jong), смешивая раствор гуммиарабика и желатины, наблюдал формирование микроскопических структур, названных им коацерватными каплями. Позднее было показано, что коацерваты возникают в результате объединения различных полимеров, например полипептидов и полинуклеотидов, при этом для получения коацерватов основное значение имеет не специфичность внутримолекулярного строения образующих их компонентов, а степень их полимеризации. Такие пространственно обособленные открытые системы, построенные из полимеров и обладающие, как это будет лока-зано, способностью к росту и отбору, были названы протоклетками, или протобионтами (пробионтами). Рассмотрим коротко некоторые свойства микросфер, взяв их в качестве модели протоклетки, поскольку весь ход предыдущего изложения позволяет представить процесс эволюции в виде следующих последовательных этапов ами-нокислоты->протеиноиды->микросферы (протоклетки) первичные клетки- -- современные прокариотные клетки. [c.169]

Интенсивные исследования по изучению коацерватных капель как модели доклеточной организации были проведены А. И. Опариным с сотрудниками. Обычно коацерватные капли получают, сливая растворы противоположно заряженных коллоидов, например желатины и гуммиарабика, гистона и РНК, гистона и желатины и т. д. При смешивании исходно го могенных растворов каждого компонента образуются сферические частицы. Концентрация полимеров в частице на один-два порядка выше, чем в окружающем растворе. Коацерват-ньге капли отделены от раствора четко выраженной поверхностью, способны избирательно поглощать из среды некоторые вещества, такие, как аминокислоты, сахара, мононуклеотиды, и выделять в среду продукты протекающих в них реакций. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология