Коллоидов и макромолекулярных

0
7390

ВСТУПЛЕНИЕ :

Все свойства живых систем обусловлены наличием больших молекул (в частности, нуклеиновых кислот и белков). Эти молекулы характеризуются их большого размера.

Соотношение массы и размеры между макро- и микро очень большие.

молекула молекулярный вес Габаритные размеры
мочевина 60 4
гемоглобин 68000 42
ADN ~ 107 ~ 107

 

я- КОНЦЕПЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ коллоидной :

Коллоид состояние промежуточное состояние между истинным раствором и суспензией, которая обладает особыми свойствами.

В присутствии катализатора, например, наблюдается увеличение вязкости некоторого раствора, из которого небольших молекул, объединить вместе, чтобы сформировать молекулярную цепь или большие молекулы. Это дает новые свойства решения физико-химическому.

Когда этот процесс продолжает свою эволюцию этих большие молекулы сильно объединить их и плетут сети улавливающих растворитель в своих сетках =>раствор превращается в гель.

Определение :

Термин коллоид общей дисперсии твердого вещества в жидкости, как это может быть связанно с дисперсией тел в трех штатах : газообразный, жидкие и твердые.

Все эти коллоиды состояния характеризуются тем, что диспергатор фазы и дисперсной фазы контакта с огромной поверхностью.

Коллоиды представляют собой растворы макромолекулы, имеющие молекулярную массу и выше 5000 г / моль или атомарные совокупности которых физико-химическое поведение очень отличаются от малых молекул решений.

Органические коллоиды называются биополимеры.

Подвеска Коллоиды и высокомолекулярные растворы Решения

micromoléculaires

Не через простой фильтр через обычный фильтр Через фильтры и ультрафильтрах
Номера dialysables Нераспределенная от ультрафильтров и мембран dialysantes. dialysent
Осадки быстро от спонтанных осадков до’при 100 000 г в час оседают медленно (несколько часов- dessusde 100,000 г) Не осаждайте d’заметный способ.
Видимые под микроскопом Видно только’ультрамикроскоп Невидимый для’ультрамикроскоп
Габаритные размеры > 1000 А ° 10 А ° к 1000 А ° < 10 A *
Имена d’углерод > 109 между 103 и 109 углерод < 103 углерод

СВОЙСТВА ВСЕ коллоидные растворы :

Коллоидные растворы характеризуются двумя основными свойствами :

  1. Поверхность, разработанная рассеянные молекулы значительно, следует явление агрегации и новые гидродинамические свойства ;
  2. Коллоидные растворы электрически заряжены

SOLS ET GELS :

золь : Коллоид в жидком состоянии часто называют основанием, из которого молекулы раствора не являются полностью независимыми друг от друга (бывший : желатин).

гель : Охлаждение некоторых решений увеличивает облигации, связывающие молекулы. Он образует сеть, что в его заключает в тюрьму сетках, жидкость (растворитель).

Концентрация коллоида не изменилась, но сеть, которая сформировала наделен определенной жесткостью.

Почва превратилась в гель.

Количество молекул растворителя в геле до значительной IE99% от общей массы.

СТАБИЛЬНОСТЬ FROST :

Стабильность гелей и жесткости зависит от количества и прочности связей, которые объединяют строки, которые представляют собой.

  • Тип Liaisons Van Der Vaals : мы имеем дело с очень неустойчивыми гелями, небольшое повышение температуры, или механическое усилие путем перемешивания или давления может заставить их вернуться в основное состояние.
  • облигации ковалентные типа : Мы имеем дело с трехмерными молекулами (смола, силикагель) так что повышение температуры не разрушает его связи. Эти гели не растворяются.

ФИЗИЧЕСКИЕ :

Несмотря на широкое разнообразие коллоидных систем, она имеет некоторые свойства хорошо охарактеризованы.

  • Диффузия является медленным в водной фазе.
  • Осмотические явления невелики, но измеримые.
  • Их оптические свойства являются особенными.
  • Их растворимость варьироваться в широких пределах, они зависят от многих факторов.
  • Они развивают огромную контактную поверхность раствора.
  • Коллоидный раствор разделяется на две фазы, растворитель, содержащий другие коллоидной.

II- макромолекулы :

ОБЩИЕ СВОЙСТВА МАКРОМОЛЕКУЛ :

  • Отклоняются очень низкой концентрации раствора от идеальности
  • Поверхность подвергается воздействию растворителя очень большая и гетерогенная
  • Многие реагенты (полярный, гидрофобный, положительно или отрицательно заряженными) даст этим молекулам большое количество новых свойств.
  • Эти свойства являются либо :
  • Для структурного (пластичность, эластичность, жесткость, формирование волокна)
  • О функциональном характере (вспомогательную роль, транспорт, ферментативная активность, хранение и распространение информации.

– Все эти свойства зависят от природы химических групп, которые содержат эти макромолекулы, и конфигурации они принимают

ПОЛИМЕРЫ :

Все макромолекулы представляют собой полимеры, характеризующиеся распределением основного структурного узора.

Полимеры, образованные из химически образуются идентичные структуры полимеров гомополимеров нескольких типов базовых блоков Объединенных вместе ; являются сополимер.

Полученные каналы могут быть линейными, соединенный, соединены друг с другом ковалентными связями.

Разнообразие молекулярных структур, таким образом, образуется значительное.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ :

A- искусственные полимеры :

  1. гомо-
  2. сополимеры

В- биополимеры :

Они чрезвычайно разнообразны, и их свойства являются фундаментальными включают :

  1. Нуклеиновые кислоты
  2. белки
  3. полисахариды
  4. Изопреновые полимеры
  5. Биологические сополимеры

гомополимеров :

простой : сформирован из одинаковых мономерных звеньев (тот же самый размер и вес), полимерная цепь является однородной (олигомер). Случай крахмала, гликоген

Комплексы : формируется из нескольких идентичных каналов, Для макромолекул четвертичной конформации, такие как гемоглобин, коллаген.

Прямолинейные ПОЛИМЕРЫ :

  • Также называемые сополимеры, они образованы из различных мономерных звеньев ; другая подкатегория включает в себя те, которые образованы путем объединения полимеров или цепей различной химической природы. Эти гликопротеины, вирусы, мембранные системы, нуклеопротеидов, и т.д…
  • Гомополимеры приводят к монодисперсным коллоидные растворы, в то время как гетероатомы полимеры приводят к коллоидным гетероатомам-дисперсным растворам.

КОНФОРМАЦИОННЫЙ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ РАСТВОРОВ :

В общем случае каждая макромолекула в растворе трехмерной структура характеризуется вызов конформации, Химическое физическое поведение во многом зависит от этой конформации II возбуждает два типа конформации :

A. глобулин форма : где молекулы сложены над ним же в сферической форме.

В. Лунная форма : Они напоминают реальное волокно макромолекула ближе к по меньшей мере, два из этих форм. На практике макромолекул являются жесткими повороты возможны в некоторых местах.

СВОЙСТВА COLLIGATIVESDES МАКРОМОЛЕКУЛ :

Из-за размера частиц молярная концентрация макромолекулярных слабый (к раствору Cп = 70 г / л альбумина М = 70000g / моль, См = 1мм.

В результате, некоторые технические, такие, как тонометрия или криоскопии, непригодный.

Напротив, во многих случаях измерения осмотического давление оказывается большая полезность, поскольку неровности порядка нескольких сантиметров или четыре дюйма воды.

Кроме того, это легко найти адекватные селективные мембраны, малые молекулы, которые проходят и сохраняет макромолекулы.

СВОЙСТВА Коллигативные МАКРОМОЛЕКУЛ :

осмотическое давление : Осмотическое давление малой молекулы раствора

π = ?RT = V = v CmRT RT / M Ср

знак равно > Fr. Cp = RTv / M

опытным путем, это отношение является функцией Pc для макромолекул :

π / CP = RTV / М = SSCP

Следовательно, бета-коэффициент Virielqui зависит от вращающего момента растворенного вещества-растворителя

КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАКРОМОЛЕКУЛ :

распространение :

Распространение рассматривается 1 является LOI де Фика J = D дп / дт = D * S * (Округ Колумбия) Idx Согласно отношения Эйнштейна

D = кТ / 6 х π х х μ г = КТФ = РТБ

Коэффициент диффузии ниже.

Диффузия макромолекул медленно.

Реальная молекулярная масса как обратная коэффициента диффузии D M1/3 = КТР

При условии, рассматривать макромолекулы как сферические молекулы. Это редко.

L'ультрацентрифугирование :

A-Principe :

Является ли объем частицы В и плотности р, суспендируют в жидкости с плотностью ро.

Очевидно масса (с учетом плавучести) является В.(р - р0). Он испытывает действие силы тяжести, и, следовательно, с учетом движущей силы :

Fm = V.(р - р0).грамм

Он быстро достигает предела скорости V из-за трения она подвергается от молекул растворителя, которые оказывают силы трения f.v(Коэффициент трения F)

vs знак равно 2/9 грамм(п – Po) р2

Формула применима только к крупным частицам.

на самом деле, тепловое движение противостоит спонтанное осаждение макромолекул.

Осаждение В-Скорость :

Для того, чтобы преодолеть тенденцию к равномерному распределению частиц в рассеивающем эффекте, мы должны увеличить поле силы тяжести.

Это достигается за счет ультрацентрифуге.

Скорость оседания противs знак равно 2/9 (п – п02/μ является очень низким из-за :

  • низкое значение радиуса макромолекула (микрометр),
  • разница в плотности очень мала.

Центрифугирование ET ультрацентрифугирование :

Для увеличения скорости оседания, оно должно увеличить значение г, что достигается путем центрифугирования с.

Один ставит макромолекула имеет расстояние х от оси вращения (ротор), Затем макромолекула подвергает равномерному круговое движение.

Вращения на себе радиус ротора R со скоростью п оборотов в секунду приводит к центробежному ускорению :

? знак равно ? 2 х R
с ? = 27 м
поэтому ? знак равно (27??)2х R

ускорение Таким образом, достигается в порядке 400000 раза больше, чем силы тяжести, с роторами десять см радиус поворота 60000 оборотов / мин

• Если скорость меньше 104 ий / мин, центрифугировали. S Если скорость больше, чем это ультрацентрифугирования.

электрофорез :

определение : греческий phoêsis, Меры по износу.

смещение, под действием электрического поля макромолекул, частицы, бобы загружают в растворе или в эмульсии (мы называем анафорез мигрируют к аноду и Катафорезные миграции к катоду).

Это явление чаще используются в качестве технического анализа и, прежде всего, как метода разделения. В первом случае, используя свободный электрофорез (Tisel) Во втором, с использованием различных методов электрофоретического носителя.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ :

Заряженная частица, размещены в электрическом поле Е подвергают кулоновской силы смещения :

F = Z х до х Е

При скорости V, в растворе (сила трения) FXV

При равновесии : v = ZeE / f = ZeE /????

(? вязкость растворителя, г район shérique)

Определим электрофоретической подвижности соотношением :

U = v / E = Ze / ???? (для сферы)

ПРИМЕЧАНИЯ :

  • Мобильность зависит только от нагрузки и коэффициента трения частицы.
  • Электрофорез используется для оценки конформации макромолекул, таких как осаждение или распространение, так как коэффициент трения F сама является функцией вида (сферы эллипсоиды, палочки, яйца, статистика).
  • на самом деле, частицы окружены ионной атмосфере «толщины е, которая изменяется в зависимости от ионной силы и скорости частицы ; поэтому их фактическая нагрузка снижается

U = ??/????

? : средняя диэлектрическая проницаемость

? : всегда рядом (трудно рассчитывается) знак равно> это трудно сделать какую-либо информацию о форме и частиц заряда.

électrophorèse бЕСПЛАТНО :

• Принцип этого метода основан на перемещении макромолекул заряженного под действием электрического поля, градиент гравитационного поля г седиментации заменяется электрическим градиентом результатов разделения будет зависеть от нагрузки.

• Он используется в качестве технического анализа и разделения, который позволяет измерять электрофоретической подвижности.
• Этот метод разделения позволяет :
– Идентификация определенных веществ найдены в смеси.
– При использовании в качестве метода разделения для получения веществ.
• Есть два типа методов : на жидкой фазе и на фильтровальной бумаге.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕКТРОФОРЕЗА :

• Количественный анализ макромолекулярным раствора позволяет измерить подвижностей различных составляющих, Идентификация и определение концентраций веществ.
• Разделение веществ (медленнее, быстрее).

Недостатки этого ЭЛЕКТРОФОРЕЗА :

• Довольно сложная техника, чтобы сохранить границы для наблюдения.
• Явление диффузии остается важным для таких видов, как электрофорез может быть применим только для крупных молекул

ЭЛЕКТРОФОРЕЗА ПОДДЕРЖКА :

• Для того, чтобы преодолеть трудности, связанные с предыдущей техникой с помощью электрофореза в поддержку бумага, слайд, или гель.

• Разница между этими двумя методами :

  • Явление диффузии устраняется, позволяя хорошее наблюдение разделенных веществ.
  • Электрофоретическая подвижность не зависит от природы частицы, но природы растворителя.
  • Это дает еще одно явление, называемое electroendosmosis.
  • скобки (концы) обмануты в буферном растворе Перенастройка отрицательные белки с положительным полюсом и, наоборот, там будет множество слоев, эти слои называются слоями HELMOLTEZ.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА макромолекулярных :

  • абсорбционная спектроскопия (ультрафиолетового и видимого):

Метод расчета концентрации с использованием Ламберта-Бера

A = журнал I0 / I = ??? знак равно ???

  • эмиссионная спектроскопия :

Исследование эмиссионных свойств молекул возбуждаются предоставляет интересную информацию о своей структуре, и позволили проверить и усовершенствовать квантовую теорию атомных связей

Инфракрасная СПЕКТРОСКОПИЯ :

Несмотря на то его излучение энергии Е-М недостаточно для прохождения электрона из основного состояния в возбужденное состояние; он взаимодействует с различными квантовыми уровнями вибрации или вращения атомов в молекулах.

ИК-спектр дает очень точную информацию о характере атомных связей, Таким образом, химические функции представить в молекулах.

Это спектроскопический метод широко используется для идентификации соединений, а также для проверки чистоты.

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ :

Использование энергии Е-М излучения является очень низким размещением молекул в сильном магнитном поле ; этот тип спектроскопии имеет множество применений в изучении формы и свойства биологических макромолекул и даже мембран.

РОЛИ биологических макромолекул :

1- нуклеиновые кислоты :

ADN :

  • Сохранение и передачи генетической информации.
  • Позволяет эволюции видов.

ARN :

  • Опосредует передачу генетической информации.
  • Может катализировать химические реакции -servent кофакторов для ферментов.
  • Регулировать’экспрессия гена.

2- белок :

  • Создание и поддержание структуры (cytosquelette).
  • специфически распознают лиганд, чтобы защитить клетки (иммуно).
  • нести (гемоглобин, PMB).
  • преобразование (ферменты).
  • Участие в движении клеток (миозина).
  • Информировать и отчет («Молекулярные переключатели»).

Курс доктора Аллуаша – Факультет Константина