Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
вращательных движений можно получить как /а, так и fb. Поскольку данные
величины для сплющенного и вытянутого эллипсоидов сильно различаются, при
этом можно определить тип эллипсоида, а также отношение его осей. Общий
вывод из всех вышеприведенных рассуждений сводится к тому, что
эффективность каждого отдельного гидродинамического метода значительно
возрастает при проведении параллельных опытов на той же системе с
использованием других методов.
Таблица 12.3
ЗАВИСИМЫЕ ДРУГ ОТ ДРУГА ЗНАЧЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ОСЕЙ И КОЭФФИЦИЕНТА ГИДРАТАЦИИ
БЕЛКОВ, РАССЧИТАННЫЕ ПРИ КОМБИНИРОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗЛИЧНЫХ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ0
Тип данных. Бычий сывороточный /3-Лактоглобулин, Яичный альбумин
Лактатдегидрогеназа
используемых в альбумин мономер
комбинации 0/6 si o/6 a/b si a/b 5l
v,F 2,5 0,6 2,5 0,3 4,0 0,2 4,0 0,1
v'fa 2,8 0,4 - - - - - -
v-fb 3,5 0,2 - 4,5 0,1 - -
Vf Лэщр 2,5 0,5 1,5 0,4 4,5 0,1 3.8 0,2
F'fa 3,5 0,4 - - - - - -
F-fb 2,5 0,6 - 4,0 0,2 - -
F f * гидр 4,0 0,3 2,0 0,4 5,0 0,1 4,0 0,2
0 Все значения отношения осей приведены для случая вытянутых эллипсоидов
вращения; данные Кунтца н Коэ-мана (Kuntz I. D-, Jr , Kauzmann W. In
Advances in Protein Chemistry, vol 28, ed. С. В Anfinsen, J. T. Edsal)
and F. M Richards, New York, Academic Press. 1974, p. 239).
294
ГЛАВА 12
12.3. Хроматография на молекулярных ситах
Трудно представить себе биохимика, который не пользовался бы
распределительной гель-хроматографией для фракционирования смеси молекул
по их размерам. На рис. 12.14 схематически изображена одна гранула геля
из тех, что используются в молекулярных ситах. Удобные в употреблении
молекулярные сита с большими размерами пор, такие как сефадекс (сшитые
поперечными сшивками полидекстраны) и биогель (сшитый поперечными
сшивками полиакриламид), всегда имеются в свободной продаже. Для
препаративных целей используются также гранулы из пористого стекла и
агарозные гели. Применение подобных материалов дало в руки исследователей
действенное средство для разделения смеси молекул на фракции, в которых
молекулы имеют приблизительно одинаковые размеры.
СУЩНОСТЬ ЯВЛЕНИЯ ГЕЛЬ-ФИЛЬТРАЦИИ
Качественно нетрудно объяснить, как работают молекулярные сита. Полный
объем Уп колонки, содержащей неплотно прилегающие друг к другу гранулы
(зерна) геля, складывается их трех компонентов: объема Ксв растворителя
вне зерен (свободный объем), твердотельного объема Ум полимерной сетки
(матрицы) геля и объема Рвнутр пустот (пор) внутри зерен, заполненных
растворителем:
vn = Усв +УЫ+ Евнутр (12.54)
Если в такую колонку ввести какое-либо вещество, то оно распределится
между внешними и внутренними по отношению к зернам областями растворителя
(или, как часто говорят, между подвижной и неподвижной фазами. - Прим.
ред.У, результат можно описать с помощью коэффициента распределения а.
Масса швнутр растворенного вещества, которая окажется внутри геля,
составит
"'""у,р ~ ст^внутрс (12.55)
где с - концентрация растворенного вещества в свободном раствору.
Величина а принимает следующие значения:
а - 0 Молекулы растворенного вещества совсем не могут проникнуть в поры
матрицы геля.
а < 1 Обнаружить растворенное вещество в порах менее вероятно, чем в
свободном растворе. Наиболее простое объяснение заключается в том, что
некоторые поры слишком малы и молекулы растворенного вещества не могут
туда проникнуть.
а = 1 Растворенное вещество распределяется равномерно между порами и
свободным раствором.
а > 1 Растворенное вещество избирательно поглощается порами на
поверхности геля, т.е. происходит своего рода адсорбция.
Подвижная
фаза
РИС. 12.14. Схематическое изображение зерна геля, используемого в в
распределительной гель-хроматографии. Растворитель снаружи зерен
(подвижная фаза) занимает объем Р,в. Растворитель, заполняющий пустоты в
зернах (неподвижная фа-Нсполв ижнзя
фдзд за), занимает объем Рвнутр- Матрица геля (паказана
темными
линиями) занимает объем У , недоступный для растворителя.
ДРУГИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
295
I
I J
JL JL
I J J
А
Б В
РИС. 12.15 Перенос растворенного вещества при распределительной гель-
хроматографии. А. Зона с растворенным веществом до контакта с тернами
геля. Б Та же зона после того, как через колонку прошел некоторый
суммарный объем V жидкости; вещество при этом может проникать в ббльшую
часть внутренних областей геля. В. Аналогичная зона с веществом, для
которого гель совсем непроницаем, после пропускания через колонку того же
объема жидкости, что и в предыдущем случае.
Количество растворенного вещества, поглощенного гелем, можно выразить как
"внутр = сдГд, где Уд - доступный объем (та часть Квнутр, которая
доступна для какого-то конкретного растворенного вещества), а сд -
концентрация данного вещества в этом объеме. Если мы будем считать
раствор термодинамически идеальным, то концентрация растворенного
вещества должна быть всюду одна и та же (сд = с), так что мы можем
написать для о
