कोलाइड और macromolecular

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परिचय :

सभी जीवित प्रणालियों के गुण बड़े अणुओं के अस्तित्व के कारण कर रहे हैं (विशेष न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन में). इन अणुओं उनके बड़े आकार की विशेषता है.

बड़े पैमाने पर अनुपात और स्थूल और सूक्ष्म के बीच आयाम बहुत बड़ा है.

अणु आणविक भार आयाम
यूरिया 60 4
हीमोग्लोबिन 68000 42
डी एन ~ 107 ~ 107

 

मैं- राज्य कोलाइडयन की अवधारणा :

एक कोलाइड राज्य सच्चे समाधान और निलंबन जो विशेष गुण के बीच एक मध्यवर्ती राज्य है.

एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में, उदाहरण के लिए कुछ समाधान का चिपचिपापन में मनाया वृद्धि है जहाँ से छोटे अणुओं, एक साथ जोड़ एक आणविक चेन या बड़े अणुओं के लिए फार्म. इस नए समाधान भौतिक गुणों देता है.

इस प्रक्रिया को अपने विकास के लिए जारी है जब इन बड़े अणुओं दृढ़ता से उन्हें एकजुट है और एक नेटवर्क अपने meshes में विलायक फँसाने बुनाई =>समाधान एक जेल में बदल गया.

परिभाषा :

अवधि कोलाइड एक तरल में एक ठोस की कुल फैलाव के रूप में यह तीन राज्यों में निकायों के फैलाव से संबंधित हो सकता है : गैसीय, तरल और ठोस.

इन सभी कोलाइड राज्यों तथ्य की विशेषता है कि छितरे चरण और एक विशाल सतह के साथ छितरी चरण संपर्क.

कोलाइड समाधान एक आणविक भार और उच्च होने मैक्रो मोलेक्यूल हैं 5000 जी / मोल या परमाणु कुल जिसका भौतिक रासायनिक व्यवहार छोटे अणु समाधान से बहुत अलग है.

कार्बनिक कोलाइड बायोपॉलिमरों कहा जाता है.

निलंबन कोलाइड और macromolecular समाधान समाधान

micromoléculaires

नहीं एक साधारण फिल्टर के माध्यम से एक साधारण फिल्टर के माध्यम से फिल्टर और ultrafilters के माध्यम से
गैर dialysables ultrafilters और झिल्ली dialysantes द्वारा बनाए रखा. dialysent
सहज वर्षा से जल्दी से तलछट’प्रति घंटे 100,000 ग्राम पर धीरे-धीरे तलछट (कई घंटे- dessusde 100,000 ग्राम) तलछट न करें d’ध्यान देने योग्य तरीका.
खुर्दबीन के नीचे दिखाई दे रहा पर ही दिखाई देता है’अतिसूक्ष्मदर्शी के लिए अदृश्य’अतिसूक्ष्मदर्शी
आयाम > 1000 एक ° 10 एक ° करने के लिए 1000 एक ° < 10 ए*
नाम d’कार्बन > 109 के बीच 103 और 109 कार्बन < 103 कार्बन

गुण सभी कोलाइडयन समाधान :

कोलाइडयन समाधान दो मौलिक गुणों की विशेषता है :

  1. सतह बिखरे हुए अणुओं द्वारा विकसित काफी है, यह एकत्रीकरण की घटना और नए हाइड्रोडाइनमिक गुणों को ;
  2. कोलाइड समाधान विद्युत चार्ज किया जाता है

SOLS एट जैल :

प : तरल अवस्था में एक कोलाइड अक्सर जमीन कहा जाता है, जो समाधान के अणु एक दूसरे से पूरी तरह अलग नहीं हैं (भूतपूर्व : जेलाटीन).

जेल : कुछ समाधान के शीतलन अणुओं को जोड़ने बांड बढ़ जाती है. यह एक नेटवर्क का निर्माण करती है, कि अपनी meshes में imprisons, तरल (विलायक).

कोलाइड की एकाग्रता में कोई बदलाव नहीं किया गया, लेकिन नेटवर्क है कि गठन किया है एक निश्चित कठोरता के साथ संपन्न है.

मिट्टी जेल में बदल गया.

जेल में विलायक अणुओं की राशि कुल वजन का काफी IE99% तक है.

ठंढ के स्थिरता :

जैल और कठोरता की स्थिरता संख्या और बांड की ताकत पर निर्भर करते हैं कि तार कि गठन एकजुट.

  • संपर्क के वान डेर Vaals प्रकार : हम बहुत अस्थिर जैल साथ काम कर रहे, तापमान में एक छोटे से वृद्धि, या आंदोलन या दबाव से एक यांत्रिक बल उन्हें जमीन स्थिति में लौट कर सकते हैं.
  • सहसंयोजक प्रकार बांड : हम तीन आयामी अणुओं के साथ काम कर रहे हैं (राल, सिलिका जेल) इसलिए तापमान वृद्धि अपने संपर्कों को नष्ट नहीं करता. ये जैल भंग नहीं.

शारीरिक :

कोलाइडयन प्रणाली की व्यापक विविधता के बावजूद, यह कुछ अच्छी तरह से विशेषता गुण है.

  • प्रसार जलीय चरण में धीमी है.
  • आसमाटिक घटना छोटी लेकिन औसत दर्जे का कर रहे हैं.
  • उनके ऑप्टिकल गुण विशेष कर रहे हैं.
  • उनके solubilities व्यापक रूप से भिन्न, वे कई कारकों पर निर्भर.
  • वे एक जबरदस्त समाधान संपर्क सतह का विकास.
  • कोलाइडयन समाधान दो चरणों में अलग करती है, विलायक अन्य कोलाइडयन युक्त.

द्वितीय- बड़े अणुओं :

बड़े अणुओं के सामान्य गुण :

  • आदर्श से एक बहुत कम एकाग्रता समाधान विचलित
  • सतह विलायक के संपर्क में बहुत बड़े और विषम है
  • कई अभिकर्मकों (ध्रुवीय, हाइड्रोफोबिक, सकारात्मक या नकारात्मक आरोप लगाया) इन अणुओं नए गुणों की एक बड़ी संख्या दे देंगे.
  • इन गुणों या तो कर रहे हैं :
  • आदेश संरचनात्मक में (प्लास्टिसिटी, लोच, कठोरता, फाइबर गठन)
  • कार्यात्मक प्रकृति पर (समर्थन की भूमिका, ट्रांसपोर्ट, एंजाइमी गतिविधि, भंडारण और जानकारी के वितरण.

– इन गुणों के सभी रासायनिक समूहों की प्रकृति पर निर्भर, जो इन अणुओं शामिल, और वे अपनाने विन्यास

पॉलिमर :

सभी अणुओं एक बुनियादी संरचनात्मक पैटर्न के वितरण की विशेषता पॉलिमर हैं.

पॉलिमर यूनाइटेड आधार इकाइयों के कई प्रकार के रासायनिक समान पैटर्न का गठन कर रहे पॉलिमर homopolymers के साथ का गठन ; copolymer हैं.

जिसके परिणामस्वरूप चैनलों रेखीय हो सकता है, जुड़ा हुआ, सहसंयोजक बंध से जुड़े.

इस प्रकार निर्मित आणविक संरचना की विविधता काफी है.

पॉलिमर के वर्गीकरण :

ए- कृत्रिम पॉलिमर :

  1. homopolymers
  2. सहपॉलिमरों

बी- बायोपॉलिमरों :

वे बहुत अलग किया जाता है, और उनके गुणों मौलिक शामिल हैं :

  1. न्यूक्लिक एसिड
  2. प्रोटीन
  3. पॉलीसैकराइड
  4. आइसोप्रेन पॉलिमर
  5. जैविक सहपॉलिमरों

homopolymers :

सरल : समान मोनोमर इकाइयों से गठित (एक ही आकार और वजन), बहुलक श्रृंखला एक समान है (oligomer). स्टार्च का मामला, ग्लाइकोजन

परिसर : कई समान चैनलों के गठन, बड़े अणुओं चतुर्धातुक रचना के लिए, जैसे हीमोग्लोबिन, कोलेजन.

सीधे पॉलिमर :

  • भी कहा जाता है सहपॉलिमरों, वे अलग अलग मोनोमर इकाइयों के गठन कर रहे हैं ; एक और उप-श्रेणी के उन पॉलिमर या विभिन्न रासायनिक प्रकृति की जंजीरों के सहयोग द्वारा गठित शामिल. ये ग्लाइकोप्रोटीन हैं, वायरस, झिल्ली प्रणालियों, nucleoproteins, आदि…
  • Homopolymers कोलाइडयन समाधान Monodisperse के लिए नेतृत्व, जबकि असमलैंगिक पॉलिमर कोलाइडयन असमलैंगिक बिखरे समाधान को जन्म दे.

कार्बनिक बहुलक समाधान की रचना :

आम तौर पर समाधान में प्रत्येक मैक्रो मोलेक्यूल एक तीन आयामी संरचना कॉल रचना की विशेषता, रासायनिक शारीरिक व्यवहार इस रचना पर काफी हद तक निर्भर करता है द्वितीय उत्तेजित रचना के दो प्रकार :

ए. globulin प्रपत्र : जहां अणुओं इस पर मुड़ा कर रहे हैं गोलाकार रूप में एक ही.

बी. चंद्र आकार : वे जैसे लगते हैं कोई वास्तविक फाइबर मैक्रो मोलेक्यूल करने के लिए इन तरीकों में से कम से कम दो करीब है. अभ्यास में मैक्रो मोलेक्यूल कठोर रोटेशन कुछ स्थानों में संभव हो रहे हैं कर रहे हैं.

गुण COLLIGATIVESDES अणुओं :

क्योंकि कण आकार के अणुओं की दाढ़ एकाग्रता कमजोर है (सी के एक समाधान के लिएपी = 70 ग्राम / एल के एल्बुमिन एम = 70000g / मोल, सी = 1 मिमी.

नतीजतन, कुछ तकनीकी, इस तरह के Tonometry या cryoscopy के रूप में, व्यर्थ.

इसके विपरीत, कई मामलों में मापने आसमाटिक दबाव बड़ी उपयोगिता हो सकता है क्योंकि अनियमितताओं कुछ सेंटीमीटर या पानी की चार इंच के आदेश के हैं साबित होता है.

इसके अलावा यह पर्याप्त चयनात्मक झिल्ली को खोजने के लिए आसान है, छोटे अणुओं कि गुजरती हैं और बड़े अणुओं को बरकरार रखे हुए.

गुण Colligative अणुओं :

आसमाटिक दबाव : एक छोटे अणु समाधान के आसमाटिक दबाव

π = ?आर टी = वी CmRT = वी आर टी / एम सीपी

= > फादर सीपी = आरटीवी / एम

तजरबा से, इस अनुपात से बड़े अणुओं के लिए पीसी की एक समारोह है :

π / सीपी = RTV / एम = एसएससीपी

इसलिए ß Virielqui के गुणांक टोक़ घुला हुआ पदार्थ-विलायक पर निर्भर है

बड़े अणुओं की गतिज गुण :

प्रसार :

प्रसार द्वारा माना जाता है 1 लोई डी फिक जम्मू d = dn / dt = डी है * एस * (डीसी) आइंस्टीन के संबंध के अनुसार IDX

डी = kt / 6 x π एक्स μ एक्स आर = KTF = RTB

प्रसार गुणांक कम है.

बड़े अणुओं के प्रसार धीमी है.

प्रसार गुणांक डी एम के प्रतिलोम के रूप में असली आणविक भार1/3 = CTE

पर विचार प्रदान की गोलाकार अणुओं के रूप में अणुओं. यह बहुत ही कम है.

ल ultracentrifugation :

ए-प्रिंसिपे :

एक कण की मात्रा वी और घनत्व पी है, घनत्व पो का एक तरल में निलंबित कर दिया.

स्पष्ट बड़े पैमाने पर (खाता उछाल को ध्यान में रखकर) वी है(पी - p0). यह गुरुत्वाकर्षण की कार्रवाई से होकर गुजरती है, और इसलिए एक प्रेरणा शक्ति के अधीन है :

एफएम = वी(पी - p0).जी

यह जल्दी है कि एक घर्षण बल f.v डालती घर्षण यह विलायक अणुओं से होकर गुजरती है की वजह से एक सीमा v गति तक पहुँच जाता है(च घर्षण गुणांक)

vरों = 2/9 जी(पी – पो) आर2/मीटर

सूत्र केवल बड़े कणों पर लागू होता है.

वास्तव में, थर्मल आंदोलन अणुओं की सहज अवसादन का विरोध करता है.

अवसादन बी स्पीड :

बिखरने प्रभाव में कणों की सजातीय वितरण करने की प्रवृत्ति पर काबू पाने के, हम गुरुत्वाकर्षण बल क्षेत्र को बढ़ाना होगा.

यह ultracentrifuge एक के माध्यम से हासिल की है.

अवसादन वी की गतिरों = 2/9 (पी – पी0)आर2/μ बहुत कम की वजह से है :

  • कम त्रिज्या मूल्य मैक्रो मोलेक्यूल (माइक्रोमीटर),
  • घनत्व में अंतर बहुत कम है.

Centrifugation एट ultracentrifugation :

अवसादन वेग में वृद्धि करने के लिए, यह उस के साथ centrifugation द्वारा हासिल की है जी के मूल्य में वृद्धि करना होगा.

एक डालता मैक्रो मोलेक्यूल रोटेशन की धुरी से एक दूरी x है (रोटार), तो मैक्रो मोलेक्यूल एक समान वृत्ताकार गति के अधीन.

एक केन्द्रापसारक त्वरण में दूसरा परिणाम प्रति n क्रांतियों की गति से एक रोटर त्रिज्या आर के पर ही रोटेशन :

? = ? 2 एक्स आर
साथ ? = 27 मी
इसलिये ? = (27??)2एक्स आर

त्वरण इस प्रकार के क्रम में हासिल की है 400000 गुरुत्वाकर्षण के कि कभी-कभी, त्रिज्या मोड़ में दस सेमी की रोटार के साथ 60000 क्रांतियों / मिनट

एस गति से कम है 104 तृतीय / मिनट, centrifuged था. एस गति से अधिक ultracentrifugation है है.

वैद्युतकणसंचलन :

परिभाषा : ग्रीक phoêsis, पहनने के लिए लड़ाई.

विस्थापन, बड़े अणुओं के एक बिजली के क्षेत्र के प्रभाव के तहत, कणों, सेम समाधान में या पायस में आरोप लगाया (हम कैथोड एनोड को anaphoresis विस्थापित और cataphoretic प्रवास फोन).

इस घटना तेजी से तकनीकी विश्लेषण के रूप में और जुदाई तकनीक के रूप में सब से ऊपर प्रयोग किया जाता है. पहले मामले में, मुक्त वैद्युतकणसंचलन का उपयोग कर (Tisel) दूसरे में, electrophoretic तकनीक वाहक की एक किस्म का उपयोग.

सैद्धांतिक पहलुओं :

आवेशित कण, बिजली के क्षेत्र में रखा ई बल विस्थापन कूलम्ब के अधीन है :

एफ = जेड एक्स के लिए एक्स ई

रफ्तार वी के साथ, एक समाधान में (घर्षण शक्ति) fxv

संतुलन पर : v = ZeE / f = ZeE /????

(? विलायक चिपचिपाहट, आर रेयान shérique)

हम अनुपात से electrophoretic गतिशीलता को परिभाषित :

यू = वी / ई = ज़ी / ???? (एक क्षेत्र के लिए)

नोट :

  • गतिशीलता ही लोड और कण के घर्षण गुणांक पर निर्भर करता है.
  • वैद्युतकणसंचलन इस तरह के अवसादन या प्रसार के रूप में अणुओं की रचना का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, के बाद से घर्षण गुणांक च ही प्रपत्र की एक समारोह है (क्षेत्रों ellipsoids, लाठी, गेंदों, आंकड़े).
  • वास्तव में, कणों एक आयनिक माहौल 'मोटाई ई से घिरे रहे हैं, जो और कण का वेग ईओण शक्ति के साथ बदलता रहता है, ; इसलिए उनके वास्तविक लोड कम हो जाता है

यू = ??/????

? : बीच ढांकता हुआ निरंतर

? : हमेशा करीब है (मुश्किल गणना करने के लिए) => यह आकार और कण प्रभारी बारे में कोई जानकारी आकर्षित करने के लिए मुश्किल है.

Electrophorese मुफ्त :

• इस तकनीक के सिद्धांत एक बिजली के क्षेत्र के प्रभाव के तहत आरोपित बड़े अणुओं के आंदोलन पर आधारित है, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र ग्राम अवसादन की ढाल से जुदाई की एक बिजली ढाल परिणाम बदल दिया जाता है लोड पर निर्भर करेगा.

• यह तकनीकी विश्लेषण और जुदाई जो electrophoretic गतिशीलता की माप की अनुमति देता है के रूप में प्रयोग किया जाता है.
• यह जुदाई तकनीक की अनुमति देता है :
– कुछ पदार्थों की पहचान एक मिश्रण में मिला.
– पदार्थ प्राप्त करने के लिए एक जुदाई तकनीक के रूप में प्रयोग किया जाता है.
• तकनीक के दो प्रकार के होते हैं : तरल अवस्था पर और फिल्टर पेपर पर.

वैद्युतकणसंचलन के फायदे :

एक macromolecular समाधान के • मात्रात्मक विश्लेषण मापा विभिन्न घटकों में से mobilities की अनुमति देता है, पहचान और पदार्थों की सांद्रता का निर्धारण.
• पदार्थों को अलग (धीमी, तेजी से).

इस वैद्युतकणसंचलन का नुकसान :

• एक अवलोकन के लिए सीमाओं को बनाए रखने के लिए काफी मुश्किल तकनीक.
• प्रसार घटना केवल बड़े अणुओं के लिए वैद्युतकणसंचलन के रूप में इस तरह के प्रकार के लिए महत्वपूर्ण बना हुआ है लागू किया जा सकता है

वैद्युतकणसंचलन समर्थन :

• वैद्युतकणसंचलन समर्थन का उपयोग कर पिछले तकनीक की कठिनाइयों को दूर करने के लिए कागज है, स्लाइड, या जेल.

• दो तकनीकों के बीच का अंतर :

  • प्रसार घटना निकाल दिया जाता है, अलग पदार्थों का एक अच्छा अवलोकन की अनुमति देता है.
  • electrophoretic गतिशीलता कण की प्रकृति लेकिन विलायक की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता.
  • यह एक और घटना बुलाया electroendosmosis का उत्पादन.
  • कोष्ठक (समाप्त होता है) सकारात्मक पोल करने के लिए नकारात्मक प्रोटीन प्रवास के एक बफर समाधान में धोखा दिया और इसके विपरीत वहाँ परतों की बहुलता हो जाएगा, इन परतों परतों कहा जाता है HELMOLTEZ.

MACROMOLECULAR की ऑप्टिकल गुण :

  • अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (पराबैंगनी और दृश्य):

एकाग्रता बीयर-Lambert का उपयोग कर की गणना के लिए विधि

A = लॉग I0 / I = ??? = ???

  • उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी :

उत्साहित अणुओं के उत्सर्जन गुणों के अध्ययन उनकी संरचना पर दिलचस्प जानकारी प्रदान करता है, और जाँच और परमाणु बांड की क्वांटम सिद्धांत में सुधार करने की अनुमति दी

अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी :

हालांकि इसकी विकिरण ऊर्जा ई एम उत्तेजित अवस्था के लिए जमीन राज्य से एक इलेक्ट्रॉन पारित करने के लिए अपर्याप्त है; यह अणु में कंपन के विभिन्न मात्रा का स्तर या परमाणुओं के रोटेशन के साथ सूचना का आदान प्रदान.

अवरक्त स्पेक्ट्रम परमाणु बांड की प्रकृति पर बहुत ही सटीक जानकारी देता है, तो रासायनिक कार्यों अणुओं में पेश.

यह एक स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक का व्यापक रूप से यौगिकों की पहचान करने के लिए और पवित्रता की जांच करने के लिए प्रयोग किया जाता है.

रेडियो स्पेक्ट्रोस्कोपी :

एक ई-एम विकिरण ऊर्जा का उपयोग बहुत कम एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में अणुओं रखने है ; स्पेक्ट्रोस्कोपी के इस प्रकार आकार के अध्ययन में कई अनुप्रयोगों और जैविक अणुओं और यहां तक ​​कि झिल्ली के गुण है.

जैविक अणुओं की भूमिका :

1- न्यूक्लिक एसिड :

डी एन :

  • स्टोर और संचारित आनुवंशिक जानकारी.
  • प्रजातियों के विकास की अनुमति देता है.

ARN :

  • आनुवंशिक जानकारी के संचरण मध्यस्थता करता है.
  • रासायनिक प्रतिक्रियाओं एंजाइमों के लिए -servent सहकारकों को उत्प्रेरित कर सकता.
  • रे ल’आनुवंशिक अभिव्यक्ति.

2- प्रोटीन :

  • बनाएँ और एक संरचना को बनाए रखने के (cytosquelette).
  • विशेष रूप से सेल की रक्षा के लिए एक ligand पहचान (इम्युनो).
  • कैरी (हीमोग्लोबिन, पी एम बी).
  • परिवर्तन (एंजाइमों).
  • सेल आंदोलन में भी शामिल (myosine).
  • को सूचित करें और रिपोर्ट ("आण्विक स्विच").

डॉ। अल्लाचे का कोर्स – Constantine के संकाय