И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Наим. подвижностью обладает глицериновый остов молекулы, к-рый служит как бы жестким «якорем», ограничивающим движения близлежащих участков углеводородных цепей. По направлению к середине бислоя подвижность цепей возрастает и становится максимальной в области концевых метил»них групп, Довольно высокой подвижностью обладает также полярная головка лнпидной молекулы. Помимо движений отдельных участков липидной молекулы относительно друг друга в жндкокристаллич, бислое вроисходят также движения асей молекулы как единого целого. Они включают: аксиальное вращение молекулы вокруг ее длинной оси, перпендикулярной к плоскости бислоя, маятниковые и поплавочные колебания молекулы относительно ее равновесного положения в бислое, перемещение молекулы вдоль бислоя (латеральная диффузия) и перескок ее с одной стороны бислоя на другов (флип-флоп). Все эти движения совершаются с разными скоростями.
Аксиальное вращение липидных молекул происходит очень быстро с частотой порядка 10' — 10«с г, тогда как латеральная диффузия осуществляется гораздо медленнее. Тем не менее при среднем коэф. латеральной диффузии липцдов ок. 1О смэ с ', измеренном для ми. М. б., липидной молекуле потребуется всего ! с, чтобы промигрнровать от одного конца клетки до другого. Очень медленно протекает в липидном бислое флип-флоп. Обычно полупериод флип-флопа составляет величины порядка песк. часов или даже дней, Однако в нек-рых мембранах скорость флип-флопа м. б. значительно выше (полупериод 1 — 2 мин), что объясняется участием определенных интегральных белков в переносе липидных молекул через мембрану.
Иммобилизацив липидов может происходить в результате латерального фазового разделении, приводящего к образованию геленой фазы, или при их взанмол. с белками. Предполагается, что интегральные белки окружены пограничным слоем липидных молекул (т. паз. аннулярные липиды), полвижность к-рых ограничена или, по крайней мере, нарушена в результате контакта с неровной пов-стью белковой глобулы. Внутримол. динамика мембранных белков изучена меньше, чем липндов. Известно лишь, что боковые заместители на тех участках полипептидной цепи, к-рые погружены в липидный бислой, в значит. мере иммобилизованы.
Мн. мембранные белки способны легко диффундировать влазь мембраны и обладают довольно высокой вращат. подвижностью. Но дажс в случае самых подвижных белков измеряемые коэф. диффузии примерно на порядок ниже, чем для липидных модекул. Времена врашат, релаксации для интегральных белков лежат в диапазоне от 20 до 500 мкс, а коэф.
латсральиай лиф~ухни (вдоль бислоя) варьирует от 7 !О ' до !О " см' с Быстрая диффузия белков вдоль мембраны наблюдается только в жидкокристаллич. бислое, в геленой фазе белки не 52 мигрируют. Мобильными явлюотся 20 — 50сг8 мембранных белков, остальные имеют ограниченную подвюкность или совсем неподвижны. Причиной иммобилизации интегральных белков в мембране м. б, их ассоциация с образованием крупных агрегатов или даже двухмерных кристаллич.
структур, взаимод, с периферич. белкамн, связывание с элементами цитоскелета п т.п. Исследования М. б. представлюот собой вавщю, активно развивающуюся область совр. биологии. С успехами в области изучения мембран связаны мн. достижения в медицине, напр.
установление механизмов возникнонення нек-рых сердечно-сосудистых заболеваний и поиск подходов к их лечению. Идеи и методы, возникшие при исследовании мембран, находят широкое применение в онкологии, технологии создания искусств. органов, в трансплантап. иммунологии, эмбриологии и др. Знание процессов, происходящих в мембранах, играет важную роль в развитии таких направлений, как биоэнергетика и поиск эффективных путей утилизации солнечной энергии, создание биосенсорных устройств, мембранная технология и др. Лям Ивков В Г, Бсреставоква Г. Н, Дявамнческак сгруатуре лвпвлваго бяслоя, М, 1981, Бсргельсан Л Д, Мембраны, момкулы, кктк», М, 1982, Ивков В Г, Береатовскнн Г Н, Лнппляыа бвслов бналопгкс«вк мембран, М, 1982, Кагааа Я, Бвомембравы, пер а анан, М, 1985, Снм Э, Бвккмва мембран, пер е англ, М, 1985, Болдырев А А, Весле.
кк а бнокнмнк мембран, М, 1986, Бвологвчсскпе мембраны, пая рса Дп Б С Фянллеа н В Х Эеанэа, пер с англ, М, 1999 Л и Дэрсуюс. МЕМБРАНЫ ЖИДКИЕ, полупроницаемые жидкие пленки или слои, обеспечивающие селективный перенос в-в в процессе массообмена между жцдкими и(или) газообразными фазами. Различают свободные, нмпрегнированные и эмульсиоиные М.ж.
Свободные М.ж.-устойчивые в гравитац. поле слои жидкости, отличающиеся по плотности от разделяемых ими фаз, иаир. слой орг.жидкости, расположенный под водными р-рами в обоих коленах ()-образной трубки. Импрегнированиые М.ж. представляют собой пропитанные жидкостью пористые пленки (полипропиленовые, полисульоновые, политетрафторэтиленовые и др.) или волокна полипропиленовые, полисульфоновые). Эмульсионные М.ж. †стабилизированн ПАВ жидкие слои, отделяющие капельную фазу от сплошной в эмульсиях типа вода- масло — вода нли масло — вода-масло, Толщина свободных М. жо как правило, св.
1 Мм, импрегиированных !0-500 мкм, эмульсионных 0,1-1,0 мкм. М.ж. Могут быть однокомпонентными и многокомпонентиыми. Первые являются для проникающего через М.ж. в-ва лишь более или менее селективным р-рителем, осуществляют пассивный перенос. Многокомпоиентные М, ж. обычно содержат хим. соединения-переносчики, растворенные в мембранной жидкости и слособнь!е избирательно связывать и переносить через мембрану днффундируюшее в-во (индуцированный либо активный транспорт).
Перенос в-в через М.ж. Может протекать в режиме диализа и электродная)па (движущая сила процесса-градиент хич или электрохим, потендиала по толщине мембраны, см. Мембранные пронесем разделеннн). М ж. применяют при экстракции и абсорбции, а также при проведении нек-рых хим. р-цлй. При экстракции неорг. в-в в качестве М.
ж, используют, как правило, содержащую экстрагент-переносчик орг. жидкость, к-рая разделяет исходный и реэкстрагирующий волные р-ры. Таким путем удается, напр., селективно извлекать ионы к.-л. Металла из исходного водного р-ра и в одну стадию получать в реэкстрагирующем водном р-ре более высокую концентрацию этого металла.
Подобный процесс в системах с водными мембранами, заключенными между двумя масляными фазами, дает возможность разделять смеси орг, саед., напр. углеводородов. Мембранную экстракцию применяют в иром-сти для извлечения иэ сточнмх вод и технол. р-ров примесей металлов, ароматич.
аминов, фенола и др. в-в. Мембранная абсорбция в трехфазной системе газ-жидкость — газ илн газ-.жидкость-жидкость перспективнь!й метод разделения газовых смесей, напр. бутаи-изобутан, этилен-этан, углекислый газ-водород, водород-метан и др. 53 МЕМБРАНЫ 31 Исследуется возможность использования М.ж. в хнм. синтезе, напр. при превращении этилена в винилапетат, пропилеиа в ацетон, ацетальдегида в уксусную к-ту, при получении ацетальдепуда для обеспечения эффективного отделения продухтов р-цин от катализаторов н исходных реагентов.
М.ж. представляют значит. интерес для медицины, напр. для удаления токсинов из крови. Лкм Иеакно С Ю, Афаяасьс» А В, Яголнн Г А Мсмбраяяаа экегрсккг» яеоргавнчссквк веществ, М, 1985 (Ичогв наука в текюпк Сер. Наорганвческаа камна, т 13) ГЛЛс мг,СЮН МЕМБРАНЫ ИОНООБМЕННЫЕ (ионоселективные, ионопроводящие, ионитовые мембраны), пленки нли пластвны, изготовленные из нонообменных полимеров или композиций на их основе. При необходимости М.и. упрочняют (армируют) синтетнч. тканями, сетками и неткаными материалами.
Товарные мембраны м. б. воздушно-сухими н набухшими в спец. р-рах-консервантах (напр., р-ры глицерина в воде). По структуре различают след, типы М. ил г о м о г е н н ы е, состоящие из ионообменньгх полимеров„.гетерогенные, содержащие смеси ионообменного полимера (55-70сг8 по массе) и пленкообразующего полимера (связующего)- полиэтилена, полипропилена, ПВХ или др. (эти мембраны м. б. разделены на составляющие их полимеры физ. способами, напр. экстракцией); интерполимерные„состоящие иэ смеси нонообменпого (15-30',4 по массе) и пленкообразующего полимеров (эти мембраны по св-вам н способу получения близки к гомогениым, но не имеют хим. связей между составляющими их полвмерами). По знаку заряда (возникает на М.и.
в результате электролитич. диссоцнапии ионогенных груни) различают след. мембраны: монополярные — аиионитовые, имеющие положит. заряд, и катиоиитовые, зараженные отрицательно (проницаемы соотв. для анионов и катионов); биполярные, состоящие из двух слоев (катионитового и анионитового). Гомогенные М.и. получают: сополиконленсацией или сополимеризацией мономеров, один из к-рых может содержать ионогенную группу (иапря стирала, 2-метил-5-винилпвридина, 4-винилпиридина,метакрилоаой н акриловой к-т, акрилонитрила), иа упрочняюшей основе; радиационной или хим.
прививкой мономеров, содержащих ионогениые группы, к полиэтиленовым, полипропиленовым, поливииилхлоридным, фторполимерным и др пленкам, а также к соответствующим гранулам или порошкам, иэ к-рых затем формуют пленки. Технология получения гетерогенных М.и. (имеют наиб.
практич. значение) включает след. сталин; кондиционирование, сунжа и измельчение ионообменных полимеров (ионитов; см. Ионообменные смолы, ггнионоабменные смолы, Ка~тионообменные смолы) до тонины помола не более 50 мкм; смешение порошков ионита и пленкообразующего полимера; гомогенизация смеси при !50-180'С на зальцах или в экструдепе; формоваиие заготовок мембран (листов) при 150 — 180 С на зальцах или каландре; уплотнение и армирование мембраны на прессе при т-рах иа 15 — 25 'С выше т-ры размягчения связующего.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
