Диссертация (1150240), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Это также можнообъяснить наличием белковой части. Вполне вероятно, что такой наклон кривойзависимости электрокинетического потенциала от рН будет характерным для всехбелков, однако это требует дополнительных исследований.Для исследуемых веществ влияние одно- и двухзарядных катионовсоответствуетклассическойтеориейДЭС: онивызываютуменьшениеэлектрокинетического потенциала в соответствии с их зарядом и положением влиотропном ряду, например, электрокинетический потенциал уменьшается в ряду- 128 -Na<K<Mg<Ca. Катионы щелочных и щелочноземельных металлов не влияют наположение изоэлектрической точки изученных порфиринов.ζ, мВ45БилирубинХлорофилл30Гемоглобин15рН0-153579-30-45Рис.

3.62 Зависимость электрокинетического потенциала водных дисперсийхлорофилла, билирубина, бычьего гемоглобина от рНв растворе хлорида калия 5·10-4 моль/л.Особенноевлияниенаэлектрокинетические свойства хлорофилла,билирубина и гемоглобина оказывают катионы d-металлов, для которыххарактерно наличие свободных атомных орбиталей и, следовательно, сильнаяспособность к комплексообразованию. Влияние этих катионов исследовано напримере катионов железа II и III. Билирубин по сравнению с гемоглобином ихлорофиллом, уже имеющими хелатный комплекс, обладает способностьюобразовывать комплексы с некоторыми двух- и трехзарядными катионами,поэтому и значение его изоэлектрической точки смещается в щелочную область врастворах двухзарядного и трехзарядного железа (таблица 3.15).

На положениеизоэлектрической точки хлорофилла влияет только трехвалентное железо. У- 129 -гемоглобина в присутствии сульфатов железа не происходит смещение рН ИЭТ изза того, что в его составе уже имеется железо.Для всех трех веществ увеличение концентрации трехзарядных катионоввызывает перезарядку поверхности, что обусловлено их специфической сорбцией.Сопоставление электрокинетических свойств показывает схожее влияниеионной силы раствора на электрокинетический потенциал. В ряду хлорофилл,билирубин гемоглобин рНиэт смещается в щелочную область с увеличениемвклада основных групп, катионы трехзарядного металла вызывают перезарядкуповерхности.Таблица 3.15Значения рНИЭТ водных дисперсий гемоглобина, хлорофилла и билирубинав присутствии различных электролитов.Электролит и егоконцентрациярНИЭТБычийгемоглобинБилирубинХлорофилл6,53,93,36,54,43,36,44,83,9Хлорид калия 5·10-4моль/лСульфат железа II 5·10-4моль/лСульфат железа III 5·10-4моль/лТаблица 3.16Перезарядка поверхности при изменении концентрации хлорида калия,сульфатов железа II, III ("+"-есть, "-" - нет).ЭлектролитХлорид калия 5·10-4 моль/лСульфат железа II 5·10-4 моль/лСульфат железа III 5·10-4 моль/лБычийгемоглобин++БилирубинХлорофилл++- 130 -3.4.2 Адсорбция протонов и гидроксид-ионов на поверхностигемоглобина, хлорофилла и билирубинаДля хлорофилла и билирубина, в отличие от гемоглобина, преобладаетадсорбция гидроксид-ионов, что соответствующим образом сказывается назначениях рНТНЗ.

Для гемоглобина и билирубина наблюдается увеличениеадсорбции с ростом ионной силы раствора, а для хлорофилла - обратнаязависимость (рис. 4.13), что объясняется усилением агрегации хлорофилла приувеличении концентрации хлорида калия и соответственным уменьшения чис лаактивных адсорбционных центров.Для хлорофилла и билирубина также как и для гемоглобина былирассчитаны значения предельной адсорбции гидроксид-ионов (Раздел 2, глава3.5.2 "Определение количества основных и кислотных функциональных группгемоглобина по адсорбционным данным")на хлорофилле - Г∞ =14,3·10-3 моль-1·гна билирубине - Г∞ =1,9·10-3 моль-1·гна гемоглобине - Г∞ = 1,18∙10-3 моль-1·гИсходя из полученных значений предельной адсорбции гидрокс ид-ионовбыли рассчитаны примерные значения удельной поверхности билирубина,гемоглобина и хлорофилла по формуле:Sуд  S0  Г  N a(3.10)где Г∞ - предельная адсорбции гидроксид-ионов, моль -1·г , Na=6,02·1023моль-1 - число Авогадро и S 0 = 20·1020 м2 - площадь, занимаемая одним гидроксидионом на поверхности.хлорофилла - Sуд =1720 м2/гбилирубина - Sуд =227 м2/ггемоглобина - Sуд = 150,5 м2/г- 131 -3.4.3 Сопоставление рНТНЗ и рНИЭТ гемоглобина, хлорофилла ибилирубинаУстановлено, что для гемоглобина, билирубина и хлорофилла значения рНизоэлектрической точки и точки нулевого заряда в растворах индифферентныхэлектролитовнеизоэлектрическихсовпадаютточек(таблицаможноБолее3.17).объяснитькислыеспецифическойзначенияадсорбциейуглекислого газа, который растворен в воде: потенциометрическое титрованиепроводилось без доступа углекислого газа в очищенных дисперсиях, тогда какпри микроэлектрофорезе и фотометрии использовались дисперсии, содержащиерастворенный углекислый газ.

Исходя из результатов потенциометрическоготитрования карбонат-ионы (или гидрокарбонат-ионы) будут сорбироватьсяспецифически на всех трех веществах, так как смещают их рНТНЗ в щелочнуюобласть (таблица 3.18). Из всех трех соединений гемоглобин наиболее устойчив кдействию углекислого газа, так как его точка нулевого заряда смещается гораздоменьше, что объясняется наличием белковой части.

Хлорофилл, билирубин игемоглобин в естественных условиях всегда контактируют с углекислым газомили карбонат-ионами, поэтому в реальных системах их устойчивость к агрегацииопределяются положением рНИЭТ .Таблица 3.17ЗначениярНТНЗи рНИЭТ гемоглобина, хлорофилла и билирубина врастворах индифферентных электролитов.ВеществоБычийгемоглобинБилирубинХлорофиллрНТНЗрНИЭТ∆рН7,46,50,94,73,90,84,23,30,9- 132 -Таблица 3.18Значения рНТНЗ гемоглобина, хлорофилла и билирубина в растворе хлоридаи карбоната калия.рНТНЗВеществоХлорид калия 0, 1 моль/лКарбонат калия 1·10-3 моль/л∆рНТНЗБычийгемоглобин7,48,20,8БилирубинХлорофилл4,67,73,14,25,51,33.4.4 Устойчивость водных дисперсий порфиринов и линейныхтетрапирролов в растворах электролитовВажнейшей характеристикой водных дисперсий является их устойчивость.Нарушение устойчивости обусловлено двумя факторами - агрегацией частиц иседиментацией.Агрегацияи седиментациясопровождаются изменениемоптической плотности (мутности) дисперсий.

Скорость этих процессов будетопределяться природой дисперсной фазы и дисперсионной среды, а такжесоставом дисперсионной среды (в водной среде - рН и присутствие электролитов).Исследование влияния состава дисперсионной среды на устойчивость позволяетопределить параметры среды, при которых сохраняются свойства дисперснойсистемы. Процессы коагуляции (и седиментации) для гемоглобина и билирубинаизучались по изменению оптической плотности (∆D) в зависимости от рН ивремени коагуляции (рис. 3.63). Для билирубина и гемоглобина максимум накривой зависимости ∆D от рН приходится на значение изоэлектрической точки исоответствует наибольшей агрегации.

Если построить зависимость измененияоптической плотности водной дисперсии от значений электрокинетическогопотенциала, то максимум изменения оптической плотности будет приходиться назначения электрокинетического потенциала близкие к 0 (рис. 3.64), где междучастицами дисперсной фазы будет минимальный потенциальный барьер силотталкивания согласно теории ДЛФО.- 133 -∆D0,410,320,20,1рН03579Рис. 3.63 Зависимость изменения оптической плотности водных дисперсийлошадиного гемоглобина 0,1% (1) и билирубина 0,01% (2) за один час от рН врастворах хлорида калия.а) ζ, мВ0рНв)∆DрНИЭТб) ∆Dζ, мВ0рНрНИЭТРис. 3.64 Зависимость а - электрокинетического потенциала дисперсной фазы отрН, б - изменения оптической плотности водной дисперсии от рН, в - измененияоптической плотности водной дисперсии от значений электрокинетическогопотенциала.Ранее при сравнении влияния на адсорбцию протонов и гидроксид-ионовбыло выявлено, что для хлорофилла в отличие от гемоглобина и билирубина- 134 -наблюдается уменьшение адсорбции с ростом ионной силы раствора из -заусиления его агрегации.

В связи с этим для хлорофилла было проведеноисследование влияния индифферентных электролитов на устойчивость и былопоказано, что коагуляция идет по концентрационному механизму.Подводя итоги проведенных исследований устойчивости, можно сказать,что для билирубина и гемоглобина коагуляция происходит преимущественно понейтрализационномумеханизму(изменениепотенциалаповерхностивзависимости от рН), а для хлорофилла - по концентрационному механизму - припостоянном потенциале поверхности и уменьшении электрокинетическогопотенциала с ростом ионной силы раствора.3.4.5 Влияние аминокислот на электрокинетический потенциал водныхдисперсий гемоглобина, хлорофилла и билирубинаОдними из важнейших веществ, содержащихся в любом из живыхорганизмов являются белки, которые находятся как в свободном состоянии вфизиологических жидкостях, так и входят в состав различных мембран.Гемоглобин включает в свой состав белковую часть - глобин, билирубинвыводится из крови и тканей в комплексе с альбумином, а хлорофилл в растенияхнаходится в комплексе с белком.

Таким образом, все три исследуемых веществавзаимодействуют с белковыми соединениями. Рассмотрим влияние структурныхмономеров белков - аминокислот на электрокинетические свойства гемоглобина,билирубина и хлорофилла на примере глицина и аспарагиновой кислоты. Этиаминокислоты входят в состав гемоглобина и в водных растворах находятся ванионной, катионной или цвиттер-ионной форме (изоэлектрическая точкаглицина - 6,2, а аспарагиновой кислоты - 2,98). На поверхности дисперсной фазысорбируются одновременно различные ионные формы.

Характеристики

Список файлов диссертации