Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Ригетти П. -> "Изоэлектрическое фокусирование. Теория, методы и применение" -> 12

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 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 171 >> Следующая

? = //Х,
а джоулево тепло, выделяющееся в единице объема,
ч=т,
где / - плотность тока, х - электропроводность. Даже при очень низком
значении / = 10-4 А/см2 падение напряжения в воде будет достигать 10 000
В/см, а выделяющееся тепло - 1 Вт/см3. Почти все падение напряжения будет
приходиться на одну только зону чистой воды, что ухудшит фокусирование
соседних амфолитов и приведет к их диффузии. Это в свою очередь может
привести к увеличению первоначальных размеров зоны чистой воды.
Теоретически в соответствии с принципом монотонности вода может
образовывать зону с нейтральным pH, так как она является амфолитом и при
pH 7 находится в изоэлектрическом состоянии. Соответствующие катионы
(НзО+) отталкиваются от анода, а анионы (ОН-) - от катода, и в целом вода
стремится сконцентрироваться при pH 7. Тем не менее вода - очень плохой
амфолит-носитель с крайне малыми буферной емкостью и электропроводностью
при рН = р1. Таким образом, присутствие каких-либо других амфолитов в
нейтральной области pH совершенно необходимо.
1.5.7. Разрешающая способность
Как правило, белки фокусируются в виде очень узких зон, т. е. в пределах
достаточно узкого интервала значений pH. Внутри такого интервала градиент
pH и зависимость электро-
3-1488
34
Глава 1
4 форетической подвижности от pH можно считать линейными, а
соответствующие значения d(pH)/dx и du/d (pH) - постоянными. Если
направить ось х вдоль направления электрического тока, то градиент pH
будет положительной величиной, а производная подвижности - отрицательной.
Тогда величина р, определяемая как
du du d(pH) /17v
Р=--6Г=-ЧШ-Ь-' (17>
будет положительна и, поскольку и = 0 при х = 0, зависимость между и yl х
примет вид и- -рх. Подставив это выражение в уравнение (3), получим
dC/C = -(pE!D)xdx. (18>
Если считать, что внутри сфокусированной зоны значения Е и D также
постоянны, это уравнение будет иметь следующее решение:
С = С0ехр(-pEx2/2D). (19)
Физический смысл константы интегрирования Со состоит в том, что она равна
максимальной локальной концентрации белка в зоне его pi. Функция (19)
представляет собой гауссово распределение концентрации белка с точками
перегиба
a--=±}/D/pE. (20)
Подставляя сюда выражение (17) для коэффициента пропорциональности р,
получаем
а=± VDE-1 [-du/d (pH)]-1 [d (pHydxr1. (21)
Если расстояние между максимумами двух соседних зон с одинаковой
загрузкой в три раза превышает расстояние между максимумом и точкой
перегиба внутри зоны, то зоны будут отделены друг от друга четким
концентрационным минимумом. Этот критерий был взят за основу при выводе
уравнения, описывающего условия количественного разрешения двух
максимально близких зон (Rilbe, 1973 а):
АрН = Ax [d (pH)/dx] = Зст [d (pH)/dx). (22)
Подставляя сюда выражение (21), получаем для рН = р1:
д._з1/^шдаг /oov
Ьр1-6 у (2d)
Соотношение (23) показывает, что хорошее разрешение может быть получено
для веществ с низким коэффициентом диффузии и достаточно большим
значением производной [du/d (pH)] в
Теория и важнейшие аспекты ИЭФ
35
изоэлектрической точке. Этим требованиям удовлетворяют практически все
белки. Хорошему разрешению способствуют высокая напряженность поля и
плавный градиент pH. Зная форму градиента, т. е. величину [d(pH)/dx], и
значение о, которое определяется по ширине зоны на участке с ординатой,
равной е~1/2 (т. е. на уровне 0,61 от высоты пика), можно оценить
численное значение ДрН. Подобные расчеты показывают, что разрешающая
способность ИЭФ позволяет разделять молекулы, изоточки которых
различаются между собой лишь на 0,02 единицы pH (Vesterberg, Svensson,
1966).
Похожее уравнение для разрешающей способности (Rs) ИЭФ было выведено в
работе Giddings, Dahlgren, 1971:
d _ ДрН 1 f-FE [di?/d (pH)] /0/t4
*s 4 У RT [d (pH)/dx] *
Здесь F - постоянная Фарадея (96500 Кл), E - напряженность электрического
поля, R - газовая постоянная, Т - абсолютная температура, q - эффективный
заряд частиц, х - пройденный путь.
1.5.8. Вместимость по числу пиков
В работе Giddings, Dahlgren, 1971, было введено понятие "вместимости по
числу пиков" (peak capacity) - максимального числа компонентов, которые
могут быть разделены при помощи данного метода в данных экспериментальных
условиях. Для метода ИЭФ эта величина определяется как
V
-F?[d?/d(pH)][d(pH)/d*lL* ,ОСч
16 RT ' I' '
где L - общая длина пути. Эта формула показывает, что вместимость по
числу пиков для данной колонки возрастает пропорционально длине пути и
квадратному корню из произведения параметров, характеризующих крутизну
градиента и зависимость подвижности белка от pH. В другом виде это
уравнение можно записать, заменив произведение [d(pH)/dx] •L величиной
полного инкремента pH, т. е. pH*.-рНо. Это соответствует неискаженному
линейному градиенту pH, когда d(pH)/dx - константа. Тогда
п =
-FE [dq/d WHpHz. - pHu) • L (26)
Таким образом, n прямо пропорционально квадратному корню из произведения
напряженности поля на длину пути и на величину полного инкремента pH. Эти
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 171 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed