Работа № 1. Изучение механизмов простой диффузии

В данной работе имитируются процессы простой диффузии через плазматическую мембрану.

Для выполнения работы открываем в главном меню работу «Симуляция простой диффузии» (Simulating Simple Diffusion) (рис. 1).

Обращаем внимание на два стеклянных сосуда в верхней части экрана, которые мы будем заполнять жидкостью с различными веществами. Примем условно, что правый сосуд представляет собой внутреннее содержимое клеток, а левый сосуд - внеклеточную жидкость. Между этими сосудами находится мембранный держатель, в который мы будем помещать одну из четырех диализных мембран (Dialysis Membrane), находящихся с правой стороны экрана. Каждая из этих мембран обладает селективной проницаемостью к определенному молекулярно-весовому показателю вещества (MWCO, Molecular Weigh Cut Off). Вещества с молекулярным весом меньше указанного значения (20; 50; 100; 200) будут проходить через мембрану, а молекулы с большим весом - нет. Чтобы переместить мембрану в держатель, необходимо сделать щелчок левой кнопкой мышки на мембране и перенести ее к мембранному держателю между двумя сосудами.

Ниже каждого из сосудов с левой и правой стороны экрана, находятся панели, отражающие содержание веществ в растворах. С их помощью мы можем поместить необходимое количество миллимолей (mМ) различных растворенных веществ (Na/C l, мочевина (urea), альбумин (albumin) и глюкоза (glucose)) в каждый из сосудов - посредством щелчка на (+) или (-) кнопках, ниже каждого из названий растворенного вещества. Также, мы можем залить дистиллированную воду (Deionizer Water) в любой из сосудов, нажимая мышкой на кнопку. Пользуясь кнопками «распределение» (Dispense) под каждым сосудом мы будем заполнять их жидкостью. Активируя кнопки «Промывка» (Flush) мы будем опорожнять сосуды.

На самой нижней панели экрана находится таблица регистрации полученных измерений каждого эксперимента, которые можно записать, используя кнопку «Зарегистрировать результат» (Record date). Если вы хотите убрать результаты какого-либо эксперимента, необходимо выделить нужную строку показателей, а затем нажать кнопку «Уничтожить ряд» (Delete Run). Для распечатки результатов необходимо нажать кнопку

«Инструменты» (Tools) на верхней части экрана и затем кнопку «Распечатать результат» (Print Data).

Рисунок 1. Модель селективной мембраны для изучения простой диффузии.

 

 

 

Ход работы:

1. Используя «мышку», выбрать щелчком кнопки диализную мембрану с MWCO = 20 и поместить ее в мембранный держатель.

2. Установить концентрацию (mM) Na/Cl для левого сосуда на 9 mМ, нажимая кнопку (+). Затем нажать кнопку Dispense (распределение) под левым сосудом, заполняя его.

3. Нажать кнопку Deionizer Water (дистиллированная вода) под правым сосудом и Dispense (распределение) под ним, заполняя его.

4. Нажимая кнопку (+) около экрана «Время» (min), можно установить время от 60 секунд до 60 минут.

5. Нажать кнопку «Start» и запустить процесс на выбранный Вами период времени. Обратите внимание, что мембранный контейнер опускается при этом в поддерживающее устройство. Кроме этого, кнопка «Start» теперь является и кнопкой «Пауза», которую можно использовать для остановки эксперимента.

6. Когда экран «Прошедшее время» (Elapsed Time) покажет 60, значения концентрации веществ читаются для каждого сосуда на соответствующей стороне экрана.

7. Как только «Прошедшее время» (Elapsed Tim e) достигнет 60, вы будете извещены строкой экрана, что равновесие достигнуто.

8. Нажмите кнопку «Зарегистрировать результат» (Record date) для записи данных этого эксперимента.

9. Нажмите кнопку «Промывка» (Flush) слева и справа, чтобы опорожнить сосуды.

10. Верните диализную мембрану в ее исходное положение, перемещая ее в мембранную камеру.

11. Повторите этапы 1-10 для других диализных мембран. Регистрируйте результаты каждого эксперимента, после чего промывайте сосуды и возвращайте в камеру диализную мембрану.

12. Повторите этот эксперимент, помещая оставшиеся растворенные вещества (мочевину, альбумин и глюкозу) в левый сосуд и дистиллированную воду (Deionizer Water) - в правый сосуд.

Регистрируйте результаты, пользуясь кнопкой Record date, промывайте сосуды (Flush) и заменяйте диализную мембрану после каждого эксперимента. Нажимая кнопку «Инструменты» (Tools) и «Распечатать результат» (Print Data), получите распечатку результатов ваших экспериментов.

13. Заполните таблицу В Рабочей тетради вашими результатами.