Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
от М коэффициента Ь ^ —j. Очевидно, если молекулярный вес и размеры эллипсоидальной частицы возрастают без изменения ее формы, т. е. Ъ =const, то показатель а в уравнении (12)
также равен нулю. Наоборот, если при возрастании массы эллипсоидальной частицы происходит ее удлинение при сохранении поперечного размера, показатель а становится равным 1,7. Подобная зависимость [г)] от М наблюдается, например, для фракций коллагена, полученных ультразвуковым дроблением исходного высокомолекулярного препарата (рис. 4). Это означает, что молекулы коллагена представляют собой жесткие палочки. Чем сильнее при возрастании М меняется асимметрия частицы, тем больше показатель а в уравнении (12) для этих частиц.
- Для клубкообразных полимерных молекул, сквозь которые растворитель свободно не протекает, показатель а равен 0,5 (см. выражение (11)). Однако в действительности это справедливо только для растворов в так называемых идеальных растворителях, в которых отсутствует набухание молекул. В реальных растворах непротекаемых молекул показатель а обычно принимает значения от 0,5 до 0,8. Для клубкообразных, полностью
Рис. 4. Зависимость характеристической вязкости от молекулярного веса фрагментов коллагена
протекаемых молекул теория предсказывает зависимость характеристической вязкости от молекулярного веса с показателем, равным единице. Полимеры с такой зависимостью [г)](М) существуют, но близость показателя а к единице во всех известных случаях объясняется не протекаемостью молекул, а жесткостью их полимерных цепей (см. ниже). Показатель а для таких полимеров имеет промежуточные значения от 0,5 до 1,8. В табл. 1 приведены значения К и а для некоторых природных и синтетических полимеров.
Таблица 1
Величины К и а для некоторых природных и синтетических полимеров
Полимер Растворитель Темпе К, дл/г а Литера Структура
ратура, турный
ос- источ
ник
Полиизобутилен Бензол ..... 24 1,07 •10-? 0,5 [6] Гауссов
клубок
Амилаза 0,ЗЗМ КС1 . . 25 И.З-Ю’2 0,5 [7] То же
ДНК денатури Стандартный
рованная солевой раствор *
Поливиниловый (0,195М Na+) . . 20 4,9-10-4 0,55 [81 » »
Вода ......
спирт Толуол ..... 25 14.10-2 0,6 [9] » * »
Каучук нату
ральный 25 5.10-2 0,67 [10] » »
Полимет илмета- Бензол ..... 20 4,68-10-6 0,77 [И] » »
крилат
Желатина Вода ...... 35 1,66-10-3 0,885 [12] » »
ДНК нативная Стандартный
(Л*> 2-10е) солевой раствор * 20 6,9-10-6 0,7 [8] Полужесткие
клубкообраз-
ныемолекулы
ДНК денатури 0,013М Na+ . . . 20 3,1-10-6 0,91 [8J То же
рованная
Нитроцеллюлоза Ацетон ..... 20 2,8-10-5 1,0 [13] » »
ДНК нативная Стандартный
(М=0,3--- 20 1,05-10-7 1,32 [8] » »
---2,0-10е)
Коллаген Вода ...... 20 1,23-10-» 1,8 [14] Жесткие
* См. стр. 237. палочко
образные
молекулы
Заметим, что задача определения М часто осложняется из-зя полидисперности препаратов, т. е. из-за присутствия в препаратах молекул <; различными массами. Определение М по характеристической вязкости обычным способом приводит в этом случае к так называемому средневязкостному значению молекуляр-
ного веса, несколько отличному от среднечисленного и средневесового значений Мх. Для получения стандартной прямой (13), очевидно, следует пользоваться как можно более узкими фракциями.
Величина [г)] даже в том случае, когда одной характеристической вязкости недостаточно для суждения о форме молекул или о молекулярном весе, является сама по себе очень ценной характеристикой макромолекул. В сочетании с методом седиментации измерение характеристической вязкости позволяет определить молекулярный вес из соотношения Манделькерна — Флори (см. стр. 258). Существует связь между [г)] и характеристическим двойным лучепреломлением, облегчающая определение анизотропии поляризуемостей молекул (см. стр. 282). В связи с этим естественны высокие требования к корректности определения величины характеристической вязкости.
