|
Фракционирование полимеров - Квантова М.Скачать (прямая ссылка):  (8-63а) (8-636) (8-63в) (8-63г) (8-63д) (8-63е) (8-62) 242 ГЛАВА 8 S 105 (рис. 8-2), позволило достигнуть седиментационного равновесия в течение 2,5 час вместо 137 час, необходимых для установления равновесия в кювете с толщиной слоя 5 мм. Уфантис [71] пошел дальше и сконструировал многоканальную кювету, в которой можно одновременно исследовать седиментацию в четырех коротких столбиках растворов. Применение очень коротких столбиков жидкости может снизить точность проведения эксперимента, но при зтом все же можно получать довольно точно средневесовые величины молекулярных весов за короткий промежуток времени. В целях уменьшения времени, необходимого для достижения равновесия в больших кюветах, Пастернак с сотр. [72] предложил начинать ультрацентрифугирование после стадии предварительного установления распределения концентрации в границеобразующей кювете; Гекснер с сотр. [73] рекомендовал быстро проводить этот предварительный этап установления распределения путем ультрацентрифугирования сначала при некоторой более высокой скорости. Такие способы, позволяющие быстро достигнуть равновесия, сделали метод седиментационного равновесия гораздо более приемлемым для определения молекулярных весов. Г. Седиментация в градиенте плотности Под действием силового поля ультрацентрифуги в смеси двух низкомолекулярных растворителей с различными плотностями устанавливается градиент плотности. Если в таком смешанном растворителе проводят центрифугирование полимерного образца, то макромолекулы собираются .на таком уровне столбика жидкости, где плотность среды равна эффективной плотности полимера. Подобной тенденции макромолекул собираться в данной области градиента плотности препятствует броуновское движение, которое обусловливает концентрирование макромолекул в полосе * с шириной, обратно пропорциональной молекулярному весу полимера. Месельсон с сотр. [74] показал **, что концентрационное распределение в условиях равновесия макромолекул одного типа при постоянном градиенте плотности описывается гауссовой кривой со стандартным отклонением 0, обратно пропорциональным корню квадратному из молекулярного веса полимера а2 = -=--------------, (8-64) Mv (dp/dr)To ш2г0 где v - эффективное значение удельного парциального объема макромолекул и (dp/dr)Tn - градиент плотности в точке г0 положения центра гауссовой * Такая полоса носит название "изоденса" и будет размазываться вследствие диффузии, причем тем сильнее, чем ниже молекулярный вес компонента. Статистический анализ распределения по концентрациям в изоденсе позволяет определить молекулярный вес образца, а положение максимума изоденсы прямо связано с удельным парциальным объемом.- Прим. перев. ** Приведенная работа Месельсона интересна также тем, что наряду с первым применением на практике принципа ультрацентрифугирования в градиенте плотности оказалась основополагающей для типично биологической проблемы - выяснения механизма воспроизведения (редупликации) молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В градиенте плотности хлорида цезия авторы проводили центрифугирование смеси молекул ДНК, меченных тяжелым изотопом азота (15 N) или 5-бромурацилом, с немечеными молекулами. Вследствие весьма незначительной разницы в плотностях таких молекул возможно разделение меченых и немеченых молекул. Таким образом было показано, что в процессе удвоения количества ДНК у бактериальных клеток кишечной палочки все молекулы ДНК первого поколения клеток оказываются гибридными (содержат равные количества меченого и немеченого материала), во второй же генерации получаются в равных количествах гибридные молекулы и молекулы, не содержащие метки. Позже было показано подобное распределение молекул ДНК и у других размножающихся митозом организмов. В итоге такие данные позволили отвергнуть дисперсный механизм редупликации ДНК и строго доказали наличие двойной структуры молекулы ДНК, воспроизводящейся, вероятно, по полуконсервативному механизму,- Прим. перев. УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ 243 полосы; при этом градиент плотности рассчитывается по уравнению для седиментационного равновесия в двухкомпонентной системе или по данным, полученным непосредственными оптическими измерениями в ультрацентрифуге. Подобный подход, развитый в предположении о неизменности удельных парциальных объемов и равенстве единице коэффициентов активности макромолекул, Фужита [75] применил в более общем случае (при наличии, термодинамических взаимодействий). Все же этот метод не представляется весьма перспективным для систем с заметными взаимодействиями между молекулами растворенного вещества. Если полимерный образец неоднороден по молекулярным весам, но однороден по эффективной плотности макромолекул, то наблюдаемая в условиях равновесия полоса полимера является суммой многих гауссовых кривых с совпадающими центрами 'распределений, каждая из которых характеризуется стандартным отклонением, связанным с молекулярным весом макромолекул
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
