Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
ента преломления п, которая пропорциональна производной концен-dc
трации —. dx
Рис. 17. Оптическая схема регистрации производной показателя преломления dn/dx раствора (метод Фильпота — Свенссона) [5]
Принципиальная схема метода приведена на рис. 17.
Источником света является ярко освещенная горизонтальная щель А. Параллельный пучок света, создаваемый коллимирующей линзой Lv проходит через кювету К\ линза L2 формирует изображение щели А в плоскости М, где помещена наклонная щель В. Если жидкость в кювете оптически однородна, то изображение щели А на экране М получится в виде узкой горизонтальной полосы Л0 с координатой
dc
х0. При наличии градиента — на некотором уровне кюветы пу-
dx
чок света отклонится на угол — Я (Я — толщина кюветы) в сторону
dx
увеличения коэффициента преломления света, т. е. изображение щели
сместится на расстояние х' (вверх или вниз), равное /Я — , где I—-
dx
расстояние от линзы L2 до экрана. При наличии широкой области изменения показателя преломления п в кювете К возникает набор смещенных изображений щели. Наклонная щель В выделяет только
одну точку смещенного изображения щели А' на экране М, тем
больше смещенную в направлении у\ чем больше градиент —. Это
dx
смещение равно
y'—xf ctgft = hi • ctg Ф,
dx
где ft — угол наклона щели В.
Между объективом О и фотопластинкой N, на которую проектируется изображение кюветы /С, помещается цилиндрическая линза R. Линзы R и О проектируют на фотопластинку также изображение наклонной щели. Если в кювете К раствор однороден, эта щель изобразится в виде тонкой вертикальной прямой. Неоднородность приводит к смещению изображения источника света на экране М и к горизонтальному отклонению на фотопластинке N, равному
У — кону\
где koR — коэффициент увеличения линз О и R. Учитывая выражение для у\ получаем1:
У = koRlhdLgft —.
dx
Так как цилиндрическая линза в вертикальной плоскости не преломляет, по оси X увеличение равно
X = g0L X,
где goL-—коэффициент увеличения линз О и L2.
dft
Область кюветы, где — = 0, дает так называемую базовую
dx
dn
линию, от которой ведется отсчет — *
dx
На рис. 15 и 16 представлены типичные седиментационные диаграммы, полученные методом Фильпота — Свенссона в обычной (левый снимок) и двухсекторной кюветах (правый снимок) для сывороточного альбумина. Вертикальные черные линии являются изображениями отверстий в противовесе.
Применение метода Фильпота — Свенссона позволяет также использовать одновременно две кюветы, одна из которых устанавливается вместо противовеса и имеет клиновидное кварцевое окошко, приводящее к сдвигу между двумя седиментограммами.
1 Для того чтобы перейти от — к —, необходимо знать инкремент пока-
dx dx
dn
зателя преломления изучаемого раствора — = р, который в интервале концентрате
ций растворов, применяемых при ультрацеитрифугировании, постоянен. В этом
dc 1 dn
случае — —---------.
dx р dx
^ . dn
В результате наолюдаются сразу два различных профиля — ,
С1Д
смещенные один относительно другого, отвечающие двум разным кюветам.
В современных модификациях системы Фильпота — Свенс-сона вместо наклонной щели устанавливается фазоконтрастная пластинка, при помощи которой и происходит соответствующее преобразование отклонений лучей света [5, 30]. Описанный метод
Ь-O'
регистрации получил очень большое распространение в ультрацентрифугах, ввиду его точности и наглядности, и является основным при работе с природными синтетическими полимерами.
Интерференционный метод. Этот метод позволяет определить показатель преломления раствора в любой точке кюветы. Он более чувствителен- и точен, чем метод Фильпота — Свенс-сона [30, 31]. Для регистрации, при ультрацентрифугировании могут 'применяться различные интерференционные схемы, но обычно применяют интерференционную схему по Релею. При этом используются все элементы оптики Фильпота — Свенссона за исключением наклонной диафрагмы. Щель источника света в этом случае устанавливается параллельно оси цилиндрической линзы. Интерференционный метод требует применения специальной двухсекторной кюветы с узкими щелями перед резервуарами. В один из резервуаров помещается раствор, в другой — растворитель. Интерференционная схема регистрации схематически изображена на рис. 18.
