Занятие № 15
Растворы ВМС. Свойства биополимеров
Теория
1. Свойства растворов ВМС. Осмотическое давление растворов биополимеров. Уравнение Галлера. Онкотическое давление плазмы крови.
2. Механизм набухания и растворения ВМС. Факторы, влияющие на набухание: температура, рН, электролиты.
3. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка (ИЭТ). Методы определения ИЭТ белка.
4. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биополимеров из растворов: определение, механизм и факторы процесса (температура, электролиты, неэлектролиты).
5. Застудневание растворов ВМС: механизм и факторы процесса (форма макромолекул, температура, концентрация, рН, электролиты). Процессы синерезиса в организме человека.
Задачи
1. ИЭТ альбумина плазмы крови равна 4,64.
Объясните, как заряжаются молекулы альбумина плазмы крови при рН < 4,64 и при рН > 4,64.
Напишите соответствующие схемы реакций.
2. ИЭТ альбумина плазмы крови равна 4,64.
Определите знак заряда частиц альбумина в миллимолярном растворе HCl.
Укажите направление перемещения частиц альбумина при электрофорезе в данных условиях.
3. *ИЭТ гемоглобина и альбумина плазмы крови соответственно равны 6,8 и 4,64.
Укажите направление перемещения указанных ВМС при электрофорезе в буферной системе с рН = 5,1.
4. *Желатин помещен в 0,01М раствор НCl.
Определите знак заряда молекул ВМС, если ИЭТ = 4,7.
Примечание: Задачи, отмеченные звездочкой (3, 4), необязательны для решения (бонусные).
Лабораторные работы
ВЛИЯНИЕ рН НА НАБУХАНИЕ ВМС
Цель работы: Изучить набухание ВМС при действии реагентов с различными значениями рН среды.
Теоретическая часть. На набухание амфотерных веществ большое влияние оказывает рН среды. Влияние рН на набухание хорошо изучено для белков и белковых веществ. Кривая набухания как функция рН проходит через минимум, который лежит в области ИЭТ. Например, для желатина он находится при рН = 4,7. Появление опухолей при ожоге крапивой или укусе муравья объясняется повышением набухания тканей вследствие локального изменения рН.
Ход работы: в три мерные пробирки поместить по 0,5 г порошка желатина (высота порошка 1см), в 1-ю – прилить 8 мл 0,1 М раствора HCl, во 2-ю – 8 мл 0,1 М р-ра CH3COOH, в 3-ю – 4 мл 0,1 М раствора CH3COONa. Содержимое пробирок тщательно перемешать и оставить на час. Через час замерить высоту набухания желатина. Результаты записать в лабораторный журнал по форме:
| № пробирки | Высота слоя сухого желатина, h1 | Добавляемый реактив | Время набухания, мин | Высота слоя набухшего желатина, h2 | Набухание, ∆h = h2 - h1 | рН |
| 1 | 1 см | HCl | 60 | |||
| 2 | 1 см | NaOH | 60 | |||
| 3 | 1 см | CH3COOH+ CH3COONa | 60 |
Вывод:
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА НАБУХАНИЕ ВМС
Цель работы: Изучить влияние анионов на процесс набухания желатина.
Теоретическая часть.
Влияние электролитов на набухание ВМС хорошо изучено для белков и белковых веществ. На процесс набухания наибольшее влияние оказывают анионы. По интенсивности влияния на набухание анионы можно расположить в лиотропный ряд:
CNS- > I- > Br- > NO2- > Cl- > CH3COO- > цитрат3- > SO42-.
Ионы, стоящие слева от Cl-, усиливают набухание, расположенные справа – тормозят этот процесс.
Ход работы. В четыре пробирки поместить по 0,5 г желатина (высота желатина 1см). В 1-ю – прилить 6 мл 0,5 М раствора K2SO4, во 2-ю – 8 мл 0,5 М раствора KCl, в 3-ю – 8 мл 0,5 М раствора KBr, в 4-ю – 8 мл 0,5 М раствора NH4CNS. Содержимое пробирок тщательно перемешать и оставить на час. Через час замерить высоту набухания желатина. Результаты записать.
Вывод:
ВЛИЯНИЕ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ НА ЗАСТУДНЕВАНИЕ
Цель работы: Изучить скорость застудневания раствора желатина при действии кислот и щелочей.
Теоретическая часть. На застудневание растворов оказывает влияние рН раствора, легче всего оно протекает при рН, отвечающем изоэлектрическому состоянию.
ХОД РАБОТЫ: в три пробирки налить по 5 мл теплого 3%-го желатина и прилить в 1-ю – 1 мл дистиллированной воды, во 2-ю – 1 мл 0,1 М раствора HCl, в 3-ю – 1 мл 0.1 М раствора NaOH. Содержимое пробирок перемешать, пробирки поместить в кружку с водой, температура которой 40 0С, затем охладить их до 10 0С и отметить время застудневания. Результаты измерений записать в журнал:
| № пробирки | Исследуемый раствор | Добавляемый раствор | Время застудневания | рН |
| 1 | Желатин | Дист. вода | ||
| 2 | Желатин | HCl | ||
| 3 | Желатин | NaOH. |
Вывод:
