Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Ригетти П. -> "Изоэлектрическое фокусирование. Теория, методы и применение" -> 10

Изоэлектрическое фокусирование. Теория, методы и применение - Ригетти П.

Ригетти П. Изоэлектрическое фокусирование. Теория, методы и применение — М.: Мир, 1986. — 399 c.
Скачать (прямая ссылка): izoelektricheskoefokusirovanie1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 171 >> Следующая

градиента pH могут влиять и такие факторы, как конвекция и. диффузия. Во
избежание конвекционного перемешивания электрическая нагрузка в системе
не должна быть слишком большой, чтобы выделяющееся тепло успевало
рассеиваться. В идеальном случае электропроводность должна быть
постоянной на протяжении всего градиента для предотвращения локального,
перегрева, который может возникнуть на участке с низкой концентрацией
амфолитов или на участке, содержащем амфолиты с низкой
электропроводностью и буферной емкостью. Причиной неустойчивости
градиента pH может оказаться анодное окисление или катодное
восстановление амфолитов-носителей. Исходя из этого для предотвращения
контакта амфолитов с электродами было предложено в качестве электролитов
использовать сильные основания и сильные кислоты.
1.5.3. Общее дифференциальное уравнение ИЭФ
Для идеального стационарного состояния при ИЭФ было получено следующее
дифференциальное уравнение, отражающее динамическое равновесие процессов
электрофоретической миграции и диффузии (Svensson, 1961):
<"
где С - концентрация белка внутри разделительной колонки в точке с
координатой х, и - подвижность белка в этой точке,
Е - напряженность поля, D - коэффициент диффузии белка.
После интёгрирования уравнения получаем
СиЕ = D 4- const. (2)
Это соотношение должно выполняться в любой точке колонки, в том числе и
за пределами зоны фокусирования данного белка, где его концентрация равна
нулю. Таким образом, постоянная интегрирования равна нулю:
СиЕ = (dC/dx) D (3)
Это и есть общее дифференциальное уравнение, описывающее стационарное
состояние, которое достигается в процессе ИЭФ. Уравнение (3) не
распространяется на сильные электролиты, для которых стационарное
состояние недостижимо, например на соли, которые при любом pH полностью
диссоциированы. Это уравнение не выполняется также и в случае
неэлектролитов,
Теория и важнейшие аспекты ИЭФ
2"*
таких, как сахароза, сорбитол или глицерин, которые часто применяются при
ИЭФ для защиты от конвекции. Наличие градиента концентрации неэлектролита
не сказывается на уравнении (3) в том случае, если в процессе ИЭФ этот
градиент остается практически неизменным. Теоретически уравнение (3)
можно распространить на случай кислот и оснований, которые мигрируют к
аноду и к катоду и там концентрируются. Таким образом, накопление одной
свободной кислоты у анода и одного-свободного основания у катода вполне
удовлетворяет требованиям стационарности процесса. Однако при наличии
смеси нескольких различных оснований и (или) кислот их распределение
может оказаться нестационарным. Так, если к аноду одновременно* мигрируют
две кислоты - сильная и слабая, то быстрее накапливается сильная кислота,
поскольку она подавляет диссоциацию слабой кислоты. Электрофоретическая
миграция слабой" кислоты прекращается, но она продолжает диффундировать к
аноду. Поскольку этот диффузионный процесс не компенсируется процессом
электромиграции, то и стационарное состояние не реализуется (см. также
разд. 1.11.5). Компоненты, которые сами не достигают стационарного
положения, могут постепенно-изменять условия, обеспечивающие стационарное
распределение других компонентов. Это распределение становится квазиста-
ционарным, начинается постепенное перемещение сфокусированных зон.
1.5.4. Буферная емкость в изопротонном состоянии
Молярная буферная емкость (?¦) амфолита в изопротонном" состоянии
(которое совпадает с изоэлектрическим состоянием в" том случае, если
катионная и анионная формы молекулы обладают одинаковой абсолютной
подвижностью) задается формулой (Rilbe, 1976)
51 = (lnlO)/(l+S), (4>
где параметр s определяется как
s = / (Кгт2у/2; log s = (1 /2) ДрК+ log (//2), (5),
т. е. В\ зависит от фактора активности / и от двух констант
диссоциации К\ и Кч бивалентного амфолита. Максимальная*
буферная емкость одноосновных слабых кислот или оснований,, т. е. их
буферная емкость при pH=р/С, составляет
= (In 10)/4. (6)*
Относительная буферная емкость (&i) определяется как отношение (4) к (6):
&, = 4/(1+а). (7*
¦30
Глава t
'Поскольку это отношение заведомо не превышает 2, то параметр s не может
быть меньше единицы (s>l). Тогда из соотношения (5) можно получить
следующее выражение для бивалентных амфолитов:
Ap^' = p/(2'-p^1'>log4, (8)
где Ki' = iKi и К2=Кг11 - это стехиометрические константы диссоциации.
Уравнения (7) и (8) показывают, что буферная -емкость в изопротонном
состоянии уменьшается с ростом параметра s, т.' е. с увеличением Ар/С,
сначала по линейному, а затем по экспоненциальному закону. Так, из рис.
1.7 видно, что, -если разность между значениями p/Ci и рКг составляет 1,5
единицы pH, то сохраняется около 50% максимальной буферной -емкости.
Однако при (р/Сг-p/Ci) =3,2 буферная емкость уже в 10 раз меньше
максимальной и амфолит следует считать "плохим" амфолитом-носителем.
Таким образом, у "хорошего" ам-фолита-носителя оба значения р/С должны
быть максимально ¦близки к его pi. Амфолиты, содержащие не две, а
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 171 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed