Автореферат (1150239), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Погрешностьизмерения рН изоэлектрической точки и точки нулевого заряда составила ±0,1 ед.рН (определялось среднее арифметическое отклонение рН ИЭТ /Т НЗ по результатам 3хопытов).Погрешность фиксированных значений λ в спектрофотометрическихисследованиях составила ± 0,1 мкм.В Третьем разделе "Результаты и их обсуждение" представленырезультаты экспериментов и их обсуждение.3.1.
Коллоидные свойства водных дисперсий гемоглобинаИсследованиякинетикиустановленияадсорбционногоравновесияпроводилисьпоизменениюудельнойэлектропроводности,рНиэлектрокинетического потенциала во времени. Адсорбционное равновесиенаступает менее чем за восемь часов. Для удобства все дальнейшие измеренияпроводились при времени контакта фаз – 24 часа.Рассмотрим электрокинетические свойства на примере бычьего гемоглобина(рис.1). На поверхности гемоглобина в водных растворах адсорбируютсяодновременно ионы Н+ и ОН-. В общем виде можно записать две поверхностные-712SNH3 (1); SCOOH OH SCOO H 2O(2) ,реакции: SNH 2 H где S – символ поверхности.
Нулевому значению электрокинетическогопотенциала соответствует рНИЭТ (рН изоэлектрической точки). При значениях рНменьших рНИЭТ , электрокинетический потенциал положителен вследствиепреобладания адсорбции ионов водорода, а при больших значениях - отрицателениз-за преобладания адсорбции ионов гидроксила. Влияние одно-, двух- итрехзарядных ионов в области значений рН (рис. 1,2), где они являютсяпротивоионами соответствует их заряду и положению в лиотропном ряду(уменьшение электрокинетического потенциала по абсолютной величине в рядахNa+>K+>Mg2+>Ca2+ и HPO42-/H2PO4-=Cl->SO42->C3H5O(COO)33-), а в области рН, гдеони не являются противоионами их влияние на электрокинетический потенциалсказывается через ионную силу раствора - увеличение ионной силы растворавызывает сжатие диффузной части двойного электрического слоя, вследствие чегоуменьшаются значения электрокинетического потенциала.
Особое влияниеоказывают на электрокинетический потенциал катионы железа II и III - не смещаютположение изоэлектрической точки гемоглобина, но вызывают перезарядкуповерхности (рис. 3) в отличие от катионов калия, натрия, магния и кальция.Kζ, мВKζ, мВ10рН-10 430Сl-8СаCl2 106SО42-10-30MgCl2KClNаCl-50Рис. 1. Зависимость значенийэлектрокинетического потенциала от рНводных дисперсий бычьего гемоглобинав присутствии различных одно- идвухзарядных катионов металлов(концентрация солей 5·10 -4 моль/л).ζ, мВ-104510FeSO4030-lg c45-10Рис.
3. Зависимость значенийэлектрокинетического потенциалаводных дисперсий бычьего гемоглобинаот отрицательного логарифмаконцентрации катионов железа II и III.7Гемоглобины:лошадиныйбычийчеловека рН20Fe2(SO4)36Рис. 2. Зависимостьэлектрокинетического потенциала отрН для водных дисперсий бычьегогемоглобина в присутствии цитрат,сульфат и хлорид-ионов(концентрация солей 5·10 -4моль/л).ζ, мВ20рНC3H5O(COO)33-56789-20-40Рис.4.
Зависимостьэлектрокинетического потенциалаводных дисперсий лошадиного,человеческого и бычьего гемоглобинаот рН в растворах КСl 510 -4моль/л.-8-Сравнение зависимости электрокинетического потенциала от рН дляразличных видов гемоглобина (рис. 4) показывает, что характер зависимости ζпотенциала от рН для всех видов гемоглобина одинаков, а состав белковойсоставляющей отражается на значении их изоэлектрических точек (смещениеизоэлектрической точки гемоглобина в щелочную область соответствуютувеличению количества аминогрупп в белке).По результатам потенциометрического титрования рассчитаны значенияизбыточной сорбции протонов или гидроксид-ионов на гемоглобине. Из рис.
5видно, что в растворах хлорида калия не наблюдается смещения рН тнз, чтосвидетельствует об отсутствии специфической сорбции катионов калия и хлора нагемоглобине.При увеличении ионной силы раствора (концентрации хлоридакалия) происходит увеличение обмена катионов и анионов на Н+, ОН-, чтоотражается на увеличении сорбции Н+, ОН-.
Следовательно, хлориды щелочных ищелочноземельных металлов не сорбируются на гемоглобине специфически ивлияют на сорбцию протонов и гидроксид-ионов только через изменение ионнойсилы раствора. По результатам электрокинетических и адсорбционных данныхустановлено, что карбонат-ион сорбируется специфически и смещает рНтнз вщелочную область, а рНИЭТ – в кислую.х/m(Н+-OН-) ×103,моль/г1,10,6-0,957910,320,2рН0,1-0,4 3∆D12340,1рН025рНИЭТ8Рис. 6. Зависимость измененияРис.5.
Зависимость адсорбцииоптической плотности водныхпротонов и гидроксид-ионов от рН вдисперсий лошадиного гемоглобина отводных растворах при различныхрН в растворах КСl (1 – концентрацияконцентрациях хлорида калия: 1 - 1,0-1-2моль/л; 2 - 1·10 моль/л, 3 - 1·10 моль/л,1∙10 -3 моль/л, 2 - 510 -3 моль/л) для4 - 5·10 -4 моль/л.времени коагуляции 30 минут.Из адсорбционных данных по уравнению Ленгмюра и из результатовкондуктометрического титрования рассчитаны значения предельной адсорбциипротонов и гидроксид-ионов на бычьем гемоглобине, которые практическисовпадают (таблица 1).
Сравнение полученных значений с количеством амино- икарбоксильных групп, рассчитанных из теоретических данных показывает, чточисло свободных основных и кислотных групп, участвующих в обмене протонамии гидроксид-ионами составляет лишь небольшую часть от общего количества.Определены средние константы диссоциации функциональных групп гемоглобинаметодом двойной экстраполяции (при степени диссоциации функциональных-9-групп и концентрации соли, стремящихся к нулю): для основных - рК a1 = 6,1 и длякислотных - рК a 2 =9,4.Таблица 1Значения предельной адсорбции протонов и гидроксид-ионов на бычьемгемоглобине, полученные из адсорбционных данных и по результатамкондуктометрического титрования.Метод расчетаКислотные группы Основные группыИз адсорбционных данных1,18∙10 -3 моль/г1,33∙10 -3 моль/гПо результатам кондуктометрического1,25∙10 -3 моль/г1,35∙10 -3 моль/гтитрованияПроцесс коагуляции изучался по изменению оптической плотности (∆D) взависимости от состава водной фазы и времени коагуляции (рис.6).
Максимум накривых зависимостей изменения оптической плотности водных дисперсийгемоглобина от рН соответствует значению изоэлектрической точки (рис.6).Значение изоэлектрической точки лошадиного гемоглобина, определенногофотометрическим методом, совпадает с результатами электрокинетическихизмерений.Помимо простых электролитов для гемоглобина проведены исследованиявлияния структурных мономеров белков - аминокислот (глицина и аспарагиновойкислоты) на его электрокинетические свойства (рис.7,8). Влияние аминокислот наэлектрокинетические свойства гемоглобина определяется их кислотно-основнымисвойствами.Врастворахаспарагиновой кислотыгемоглобин заряженположительно вследствие большой концентрации протонов, а в растворах глицинабольшесодержаниегидроксид-ионов(рис.7).Присутствиеглицина иаспарагиновой кислоты не смещает значение изоэлектрической точки (рис.8), таккак они входят в состав гемоглобина и их функциональные группы (-NH2 и COOH) являются потенциалобразующими.Глицинζ, мВ50Аспарагиноваякислота10-lg c2,0-30ζ, мВ3,04,05,0123035-20 357рН9-45Рис.7.
Зависимость значенийРис.8. Зависимость значенийэлектрокинетического потенциалаэлектрокинетического потенциалаводных дисперсий бычьего гемоглобина водных дисперсий бычьего гемоглобинаот отрицательного логарифмаот от рН в присутствии 5∙10 -4 моль/лконцентрации глицина и аспарагиновой аспарагиновой кислоты (1), глицина (2)кислоты.и хлорида калия (3).3.2. Коллоидные свойства хлорофиллаВлияниекатионовнаэлектрокинетический потенциалхлорофилласказывается в области рН>3,3. Из рис.
9 видно, что влияние катионов одно- идвухзарядныхметалловнаэлектрокинетическийпотенциалхлорофилла- 10 -соответствует их заряду и положению в лиотропном ряду: в рядуNa+→K+→Mg2+→Fe2+ значения электрокинетического потенциала по абсолютнойвеличине уменьшаются.Вводных дисперсиях хлорофилла, содержащих сульфат железа III,происходит перезарядка поверхности. Катионы железа III способны ксверхэквивалентной сорбции вследствие большого заряда ионов.
Кроме того,катионы железа в растворе сильно гидролизуются, гидролизованные ионыполяризуются и их влияние усиливается. Это приводит сначала к уменьшениюэлектрокинетического потенциала по абсолютной величине, а затем и перезарядкеповерхности. Присутствие катионов железа III также смещает положениеизоэлектрической точки (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
