НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

Библиотечка «За страницами учебника»

Физическая биохимия. Булл Г. Б. — 1949 г.

Г. Б. Булл

Физическая биохимия

*** 1949 ***


DjVu


PEKЛAMA Заказать почтой 500 советских радиоспектаклей на 9-ти DVD. Подробности...

Выставлен на продажу домен
mp3-kniga.ru
Обращаться: r01.ru
(аукцион доменов)



 

      КОЛЛОИДНЫЕ СТРУКТУРЫ
      В настоящей главе мы будем иметь дело с системами, в которых это взаимодействие является наиболее заметной особенностью. Такое взаимодействие приводит обычно к образованию коагулята или геля.
      Коацерваты. Хотя коацерваты не имеют структуры или имеют ее в малой степени, их удобно рассмотреть именно в этой главе. Коацервация впервые была описана Бунгенберг-де-Ионгом и Кройтом. Слово коацервация производится от латинского «acervus» (груда или куча), соединенного с приставкой «со» (вместе), и означает буквально скопление. Мы видели в гл. XII, что стабильность гидрофильных коллоидов определяется гидратацией и электростатическими зарядами. Если смешать два гидрофильных коллоида противоположного знака, го коллоидные частицы стремятся осаждать друг друга. С другой стороны, гидратация может предотвращать коагуляцию коллоидов. В результате происходит лишь слабое соединение противоположно заряженных частиц. Частицы коацервата образуют сначала мелкие капли, которые постепенно сливаются, образуя отдельную фазу. Если отношение компонентов коацервата изменяется, то имеется ряд равновесных состояний коацервата; точно также любому изменению равновесной жидкости отвечает соответствующее изменение в коацервате. Часто в равновесии с коацерватом остается небольшое количество суспендированного коллоида.
      Как было указано, коацерваты могут образовываться путем смешивания двух гидрофильных коллоидов противоположного знака. Примером этого является коацерват, образующийся при соответсвующем pH между желатиной и гуммиарабиком. Гуммиарабик заряжен отрицательно при всех значениях pH, тогда как желатина заряжена положительно ниже ее изоэлектрической точки, которая находится при pH = 4,8; следовательно, ниже pH = 4,8 между желатиной и гуммиарабиком будет образовываться коацерват, тогда как выше pH = 4,8 раствор остается прозрачным.
      Смешивание противопо- ^so ложно заряженных коллои- 1 дов сопровождается частичной или полной нейтрализацией заряда на частицах J. коацервата. Электрофорети- го ческие опыты показывают, что коацерват может быть положительным или отрицательным, но при оптимальной коацервации образующиеся капли не заряжены.
      Рис. 89 показывает отношение желатины к гуммиарабику, которое дает оптимальную коацервацию при различных pH.
      Образование коацервата легко проследить по измерениям вязкости. Вязкость смеси желатины и гуммиарабика определяется в области, где не образуется коацервата, именно при pH 5. Затем определяется вязкость смеси того же состава в области pH, где происходит коацервация. Найдено, что вязкость коацервата всегда меньше, чем вязкость соответствующей смеси, в которой не может образоваться коацерват, и что вообще падение вязкости пропорционально степени образования коацер-вата. Эти соотношения, показаны на рис. 90. Падение вязкости при образовании коацервата является результатом потери гидрофильными коллоидами присущей им гидратации.
      Рис. 89. Оптимальное отношение гуммиарабика к желатине в зависимости от pH (Бунгенберг-де-И онг)
      Образование коацерватов обратимо. Коацерват может быть диспергирован прибавлением электролитов, которые уменьшают электростатическое взаимодействие и, следовательно, уменьшают притяжение противоположно заряженных частиц друг к другу. Чем выше ва^ лентность, тем сильнее действует ион на процесс диспергирования коацервата.
      Коацерваты делятся Бунгенберг-де-Ионгом на простые и сложные. Простые коацерваты возникают при дегидратации коллоида молекулярно дисперсным веществом или вторым гидрофильным коллоидом того же знака, тогда как сложные коацерваты образуются при дегидратации вторым гидрофильным коллоидом противоположного знака (желатина или гуммиарабик) или прибавлением поливалентного иона. Примером последнего является прибавление к гуммиарабику комплексной соли кобальта.
      Бунгенберг-де-Ионг указал, что существует много аналогий между коацерватом и протоплазмой. Например:
      1) коацерват является богатой коллоидом жидкостью, которая не смешивается с равновесной жидкостью;
      2) в коацервате появляются вакуоли при повышении температуры или при действии внешнего электрического поля;
      3) капли масла могут поглощаться коацерватом так же, как и живыми клетками.
      С другой стороны, имеется много очевидных различий между коацерватом и протоплазмой. Некоторые из этих различий следующие-.
      1) коацерваты являются истинными жидкостями, в которых скорость течения пропорциональна приложенной силе, что вообще не верно для протоплазмы;
      2) коацерваты не проявляют избирательной проницаемости.
      Тактоиды. Наблюдалось, что в концентрированных растворах окиси железа и пятиокиси ванадия, а также в растворах различных красителей образуются большие частицы веретенообразной формы. Такие агрегаты частиц названы Цохером тактоидами. Тактоиды, как показывает поляризационный микроскоп, оптически анизотропны. Это показывает, что они составлены из ориентированных частиц и что направление ориентации совпадает с большой осью такгоида.
      Бернал и Фанкухен нашли, что белок вируса табачной мозаики дает хорошо выраженные тактоиды. Чем больше размер тактоидов вируса, тем больше они приближаются к сферической форме, а чем они меньше, тем более цилиндрическими они становятся.
      С образованием тактоидов связано образование искрящихся муаровых слоев. В старых золях окиси железа или окиси вольфрама наблюдается, что частицы скопляются в горизонтальных плоскостях при вертикальной периодичности от 0,2 до 0,4 р- Это явление так ясно выражено, что часто дает интерференционные цвета. Муаровые слои могут образоваться также при медленном гидролизе 0,3 — 1 % растворов хлористого железа. Силы, которые приводят к образованию муаровых слоев, имеют несомненно электростатическую природу того же типа, как описанные Левиным и Ленгмюром (см. гл. 12). Частицы находятся в энергетическом минимуме результирующей электростатических отгалки-вательных и притягательных сил. При плоских частицах эти равновесные состояния могут достигать 5000 А или более, и вполне достаточны для того, чтобы объяснить образование муаровых слоев.
      Гели. Гели обычно разделяют на эластичные или набухающие гели и неэластичные или ненабухающие гели например гель кремневой кислоты. В этой главе мы ограничимся набухающими гелями.
      Классическим примером набухающего геля является желатина в воде. Такой гель обычно образуется при растворении желатины в горячей воде с последующим охлаждением раствора. Имеется много примеров набухающих гелей. Вообще каждый белок может при соот-ветству(ющей обработке образовать в воде гель. Гель имеет определенную структуру, которая сопротивляется механической деформации. Если смешение, вызванное механической силой, не слишком велико, то гель обычно способен восстанавливать свою начальную форму после прекращения действия силы, т. е. обладает упругими свойствами.
      Очевидно, что при образовании геля должно существовать заметное взаимодействие между наличными коллоидными частицами. Было предложено много теорий структуры гелей, объясняющих ее, например, запутанностью сильно вытянутых частиц, сольватацией больших частиц и образованием сетчатой структуры в объеме, задерживающей включенную в нее жидкость.
      Бернал и Фанкухен считают, что образование геля вируса табачной мозаики объясняется соединением тактои-дов, которые образуют белковую сетку по всему гелю. Все эти теории имеют одно общее положение: все они подчеркивают важность наличия в геле больших коллоидных частиц.
      Флори выдвинул теорию застудневания и определил некоторые условия, необходимые для образования геля. Он обратил внимание на то, что полимеризация, которая происходит путем межмолекулярных реакций «бивалентных» или бифункциональных молекул, приводит к
      растворимым диффундирующим продуктам, тогда как введение соединений с более высокой функциональностью дает образование гелеобразных или нерастворимых продуктов.
      Рассмотрим, согласно Флори, вещество, содержащее группы А и В. А — А и В — В представляют бифункциопальные частицы, тогда как представляет трифункциональную разветвленную частицу. АВ или ВА представляет продукт конденсации двух функциональных групп. Тогда мы имеем систему, изображенную на рис. 91.
      Рис. 91. Трифункциональиые разветвленные полимеры (Флори)
      Пусть а будет вероятностью того, что цепь, исходящая из трифункциональной частицы, может привести к другой разветвленной мономерной частице. Если а 1/2 то образование неограниченной сетки невозможно, так как шансы разветвления данной цепи будут меньше, чем шансы ее линейного продолжения. Если же а ’/г, то разветвление последовательных цепей и образование сетки могут происходить неограниченно. Поэтому условие а = /2 является критическим условием для образования неограниченной структуры, т. е. для образования геля. Флори дал следующее уравнение для общего случая:
      где f — функциональность разветвленных частиц, участвующих в полимеризации совместно с бифункциональными частицами, лс — критическая вероятность, выше
      которой гель может образоваться и ниже которой он образоваться не может. Так как белки вообще содержат много реактивных групп, то возможность образования геля велика.
      Обычно, когда раствор переходит в гель, физические и химические свойства системы изменяются мало, за исключением очевидного появления механической структуры. Электропроводность геля в присутствии электролитов фактически та же, что и в жидкости. Если же содержание электролита в растворе желатины очень мало, то раствор имеет несколько большую проводимость, чем гель. Фрейндлих и Абрамсон нашли, что электрофоре^ тическая подвижность частиц кварца одинакова как в геле желатины, так и в растворе желатины.
      Фрейндлих разделил гели на три класса. Первцй тип — тиксотропные гели — не дает изменения объема, когда происходит застудневание или растворение при постоянной температуре. Второй тип, представляемый желатиной или агаром, застудневает при малом уменьшении объема с выделением теплоты. Третий тип, представляемый водными растворами метилцеллюлозы, застудневает с небольшим увеличением объема и поглощением тепла. Ввиду этого, гели второго типа стремятся застудневать при охлаждении, тогда как гели третьего типа, наоборот, разжижаются при понижении температуры.
      Набухание гелей. Характерной особенностью белков является их стремление поглощать воду и набухать. Сухая изоэлектрическая желатина, помещенная в воду, поглощает воду и набухает до определенного предела. Другие белки, например яичный альбумин, помещенный в воду, набухают неограниченно и в конечном счете полностью растворяются. Причина набухания обоих белков в воде заключается в том, что полярные группы молекулы белка гидратированы и вода связана водородными связями (см. гл. XII). Причина ограниченного набухания желатины состоит в том, что межмолекулярные связи между молекулами желатины предохраняют их от дальнейшего разделения. Эти связи, однако, сравнительно слабы и довольно легко разрываются. Если температура воды поднимается выше 45°С, желатина полностью растворяется; наоборот, при понижении температуры межмолекулярные связи восстанавливаются. Растворение геля при повышении температуры грубо напоминает плавление кристалла, хотя температура растворения не бывает резкой и не совпадает с температурой застудневания.
      Рис. 92, Набухание желатины при различных pH: кривая 1 — при отсутствии других электролитов, кроме НС1 или NaOH, кривая 2 — в присутствии 0,Ш NaCl.
      Обе кривые при 18"С (Ллойд и Плисс)
      Если pH полностью набухшего геля изоэлектриче-ской желатины сдвинуто в кислую или щелочную сторону от изоэлектрической точки, то наблюдается добавочное набухание. На рис. 92 показаны некоторые результаты работы Джордан-Ллойд и Плиса по влиянию pH и 0,1 М NaCl на набухание желатины.
      Прежде было много споров о причине набухания белков. Правильный взгляд, повиДимому, заключается в том, что начальное изоэлектрическое набухание является просто гидратацией полярных групп белка плюс осмотическое давление, происходящее только от самого белка. Добавочное набухание, возникающее при изменении pH, может быть хорошо объяснено на основе теории Проктера и Вильсона. Когда pH геля сдвинуто от его
      25 Будя
      изоэлектрической точки, устанавливается доннановское равновесие между внутренней частью геля и кислотой или основанием, находящимся вне геля. Это приводит! к накоплению электролита гелем с возрастанием осмотического давления внутри геля, вследствие чего вода поглощается гелем до тех пор, пока общее давление набухания не будет компенсировано упругими силами геля.
      Рассмотрим теперь проблему набухания с другой точки зрения. Возвратимся к соотношению между понижением давления пара и осмотическим давлением, разобранным в гл. XVI. На основе принципа максимальной работы имеем
      где Р л — гидростатическое давление раствора, давление паров которого равно Р, в равновесии с чистым растворителем, давление паров которого Аь Vi — парциальный молярный объем растворителя. Мы можем применить это уравнение для расчета давления набухания геля, так как мы можем положить РА равным давлению набухания. Истинное давление набухания геля, очевидно, равно давлению набухания, рассчитанному с помощью уравнения (2) за вычетом давления, оказываемого упругими свойствами геля. Упругое давление обычно мало й имеет значение только около точки насыщения геля растворителем.
      Набухание геля, таким образом, может быть описано с помощью понижения давления пара растворителя, независимо от того, какие факторы обусловливают это понижение давления пара. Рис. 93 показывает давление набухания изоэлектрической желатины, рассчитанное из упругости пара. При расчетах с помощью уравнения (2) возникает некоторая неопределенность в принимаемом значении парциального молярного объема Vi. При прибавлении воды к сухому белку всегда происходит сжатие объема. Сумма объемов воды и белка, взятых отдельно, будет всегда больше, чем объем их обоих в смешанном виде. Значение V,, следовательно, .меньше молярного объема воды.
      Структура геля. Подробное рассмотрение структуры белковых гелей тесно связано с обсуждением структуры белков и требует гораздо больших сведений, чем мы ныне располагаем. Гель желатины полностью оптически
      Рис. 93. Давление набухания изоэлектрической желатины при 25°С в атмосфере, вычисленное из давления паров воды
      изотропен, что указывает на отсутствие в нем преимущественной ориентации частиц. Такие гели, если их подвергнуть механическому натяжению, однако, становятся анизотропными и обладают двойным лучепреломлением.
      Гель желатины имеет определенную внутреннюю структуру, и если желатина высушена и затем вновь цоглощает воду, то она будет стремиться возвратиться к первоначальному содержанию воды. Например, Гортнер и Гоффман изучали регидратацию желатины. Начальный гель содержал 10, 25 и 35% желатины. Гели после высушивания размельчались и пропускались сквозь 2-мм сито; применялись для работы частицы, удерживавшиеся 1-мм ситом. Оказалось, что сухие частицы 25*
      10%-ного геля поглощают больше всего воды, частицы i 25%-ного геля поглощают меньше и частицы 35%-но-го геля поглощают еще меньше. Влияние предистории геля на его поведение названо гистерезисом.
      Некоторые вещества образуют гель при удивительно | низких концентрациях. Так, Гортнер и Гоффман приготовили водный гель, который содержал 0,1% дибензоилцистина. Обычная медуза содержит около 96% воды и все же имеет определенную структуру.
      Бернал и Фанкухен в чрезвычайно интересной работе показали, что гель белка вируса табачной мозаики имеет высоко организованную структуру. Частицы белка вируса имеют сильно вытянутую форму; в геле эти частицы лежат параллельно друг другу, так что гедь может рассматриваться как двумерный кристалл. Выше определенного содержания воды раствор белка разде- ляется на две фазы: верхняя фаза представляет собой j разбавленный раствор белка, тогда как в нижней фазе частицы почти полностью ориентированы. Расстояние между этими частицами зависит от концентрации электролита.
      * В вопрос о строении гелей, в частности белковых, ; большую ясность внесли ценные работы Каргина и сотр. (П. Зубов, 3. Журкина и В. Каргин, Коллоидный журнал, 9, 109, 367, 1947). Они показали, что гели представляют собой сетку макромолекул, соединенных опреде- ленным количеством локальных связей (узлы сетки) . между собой, в отличие от высоковязких растворов, где более прочные локальные связи разорваны и сетчатая структура отсутствует. Отрезки макромолекул между узлами сетки слабо взаимодействуют между собой, и их гибкость определяет упругие свойства геля. Достаточно очень небольшого количества локальных связей для прекращения перемещения молекул при застудневании, т. е. для исчезновения текучести. Потеря текучести и наличие упругих свойств являются характерными особенностями гелей. При повышении концентрации студня взаимодействие отрезков цепей усиливается, и в геле появляются релаксационные свойства при деформации. Дубление белкового геля увеличивает число прочных локальных связей, а повышение температуры способствует разрыву локальных связей (плавление студня). Изучение деформации белковых студней при различных условиях хорошо подтвердило эту картину их строения *.
      Тиксотропия. Некоторые гели при механическом перемешивании претерпевают изотермическое превращение геля в золь; если перемешивание прекращается, гель образуется вновь. Это явление называется тиксотропией. Слово тиксотропия происходит от греческого «таксис», означающее трогать, и «троп», означающее изменяться.
      Хотя каждый гель обладает в некоторой мере тиксотропными свойствами, но некоторые гели обладают этим свойством в особенно сильной степени. Среди них могут быть названы гели пятиокиси ванадия, бензопурпурина, дибензоил-цистина, малоната бария, окиси железа и некоторых глин вроде бентонита. Дисперсионной средой для всех этих веществ является вода. Концентрация суспендированного материала имеет большое значение. Если концентрация велика, гель не может перейти в золь при перемешивании; если она слишком разбавлена, то геля совсем не образуется. Концентрация электролита имеет также решающее значение.
      Глинозем бентонит очень удобен для демонстрации* тиксотропии. Частицы его очень асимметричны и имеют форму длинных тонких пластинок. Бентонит получается из вулканической пыли и его основным компонентом является минерал монтмориллонит. Он является одним из немногих неорганических веществ, которые набухают в воде. Для получения тиксотропного геля бентонита вода смешивается с глиной до достижения необходимой консистенции. Количество прибавленной воды определяет время затвердевания геля. Если суспензия глины достаточно концентрирована, то можно слышать как движется жидкая суспензия при сильном встряхивании геля в пробирке, но время застудневания так мало, что если встряхивание прекратить, то гель сразу затвердевает, и жидкого состояния вообще не наблюдается.
      Электролиты, прибавленные к соответствующему золю, дают тиксотропную систему, причем действие электролитов связано с их валентностью таким же образом, как при коагуляции золей. Тиксотропию можно рассматривать как первый шаг в направлении к коагуляции. Повышение температуры снижает время перехода тиксотропного золя в гель точно так же, как повышение температуры повышает скорость коагуляции золя.
      Имеется заметная корреляция между асимметрией частиц и их способностью к тиксотропии. Чем более асимметричны частицы, тем более вероятно, что данное вещество обладает заметной тиксотропией. Фрейндлих, однако, нашел, что сланец из Золнгофена с симметричными частицами образует в воде тиксотропную систему. Вода не необходима для тиксотропии, так как некоторые суспензии тиксотропны и в неводной среде. Например, меркаптобензотиазол в таких жидкостях, как бензол, толуол и бензил, образует тиксотропные системы. Размер частиц является несущественным, если он ниже 5 р. Частицы больше 5р не будут образовывать тиксотропных систем.
      Разработка теории тиксотропии привлекла внимание многих исследователей. Для понимания тиксотропии необходима концепция сил, действующих на больших расстояниях. Эти силы должны быть достаточно значительны для удержания частиц на месте, но в то же время они недостаточно сильны, чтобы предохранить разрушение геля от приложения сравнительно слабой механической силы. Кроме того, они должны быть не специфического характера, иначе скорость реакции частиц таких размеров была бы очень низка. Наиболее удовлетворительная теория этих сил дана Левиным и Ленгмюром (см. гл. XII). Характерной особенностью этих сил является большое расстояние, на которое они действуют. Как мы указали, точка минимума энергии находится на некотором расстоянии от частицы. Если глубина этого минимума достаточно велика, частицы будут удерживаться раздельно на этом расстоянии. Такой минимум имеет особенное значение для асимметричных частиц, так как здесь отношение кинетической энергий частиц к глубине минимума энергии незначительно. Таким образом, можно понять тесный параллелизм между тиксотропными свойствами и асимметрией частиц. Однако эта теория не является вполне завершенной. В ней не принято во внимание влияние гидратации или сольватации. Сольватация должна играть большую роль в тиксотропии, предотвращая слишком тесное приближение частиц; другими словами, сольватация предохраняет -процесс коагуляции от завершения. Другим обстоятельством, смущающим автора, является то, что повышение температуры благоприятствует образованию геля и уменьшает время, необходимое для превращения золя в гель. Следовало ожидать, что с возрастанием температуры частицы будут обладать достаточной кинетической энергией для выхода из энергетических ям и что в результате при повышении температуры должна наступать либо полная коагуляция, либо полное растворение геля. Некоторые примеры тиксотропного поведения найдены в природе. Например, по Фрейндлиху, плывучий песок, а также протоплазма имеют тиксотропные свойства. Гели миозина несомненно обладают тиксотропными свойствами и, как указал Фрейндлих, тиксотропное превращение является одним из очень немногих коллоидных процессов, которые достаточно обратимы и быстры и могут действовать в качестве мышечного механизма. Превращение в мышце должно быть очень быстрым процессом, иначе нельзя было бы объяснить, например, высокую частоту вибраций крыльев насекомых.
      Методы исследования. С коллоидными и биологическими структурами может быть проведено большое количество физических измерений. Оптические измерения дают большинство данных о степени ориентации асимметричных частиц. Ориентация асимметричных частиц всегда дает двойное лучепреломление.
      Двумя наиболее важными методами исследования структуры являются: диффракция рентгеновских лучей и электронная микроскопия. К сожалению, оба эти прибора очень дороги, особенно электронный микроскоп.
      Диффракция рентгеновских лучей. Рентгеновские лучи получаются при действии быстрых электронов на материю. Как было указано в гл. I, они появляются при возбуждении электронов во внутренних орбитах атомов. Орбита К дает жесткие лучи или лучи с короткой длиной волны, электронная орбита L дает лучи с большей длиной волны и орбита М дает рентгеновские лучи с еще большей длиной волны. Длина волн видимого света лежит между 4000 и 8000 А, у рентгеновских лучей длина волн гораздо короче — между 0,1 и 100 А. Для получения рентгеновских лучей поток электронов направляют на анод, атомы которого затем испускают рентгеновские лучи. Анод обычно делается из меди, хрома или железа. Рентгеновские лучи, получающиеся с этих анодов, не монохроматичны, а имеют определенные максимумы интенсивности при различной длине волн. Для точной работы должны применяться монохроматические рентгеновские лучи, хотя А-излучение из меди может применяться для большинства работ без очистки. Для получения монохроматических лучей имеются специальные приспособления.
      Рентгеновские лучи из трубки проходят через отверстие в металлической пластинке и направляются наисследуемый объект. Если образец имеет правильную структуру, то возникнет диффракция рентгеновских лучей, И рентгеновские лучи, выходящие из образца, будут находиться в фазе или не в фазе, в зависимости от степени диффракции. Лучи, находящиеся в фазе, усиливаются по интенсивности, лучи, находящиеся не в фазе, ослабляются по интенсивности. Фотографическая пластинка, помещенная позади образца, фиксирует распределение интерференции.
      Угол отклонения рентгеновских лучей связан с длиной волны лучей и с расстоянием между повторяющимися элементами, например плоскостями в исследуемой структуре по закону Вульфа — Брегга
      где п — 1, 2, 3 или другое целое число, а — длина волны
      рентгеновских лучей, d — расстояние между повторяющимися элементами, а — угол, на который отклонен рентгеновский луч определенной длины волны. Ряд углов ai» и т. д. даст отклонения, соответствующие величинам, равным 1, 2, 3 и т. д. Это называется спектром первого порядка, спектром второго порядка и т. п. Так о Помощью рентгеновских лучей можно определить повторяющееся расстояние в материале, принимая, что повторяющееся расстояние является соразмерным с длиной волны применяемых рентгеновских лучей. В опытах редко не обнаруживается никакой структуры: всегда: Имеется некоторая диффракция рентгеновских лучей.. Даже вода дает картину диффракции, что указывает на* известную упорядоченность в расположении соседних молекул воды.
      Много данных можно получить из изучения типа диффракции. Совершенный кристалл, такой как хлористый-натр, дает резкие пятна на фотографической пластинке; волокнистая структура дает вместо пятен небольшие-дуги. Чем выше ориентация нитевидных молекул, тем уже будет дуга. Полностью дезориентированное волокно дает так много дуг, что они наблюдаются в виде размытых концентрических кругов с неотклоненным лучем в их. общем центре. Прекрасным примером превращения полностью дезориентированного волокна в ориентированное является растяжение резины. При растягивании дезориентированные цепи изопрена, как показывает картина диффракции, ориентируются в направлении растягивания.
      Молекулярные расстояния в волокнах могут быть рассчитаны с помощью закона Вульфа — Брегга. Необходимо отметить, что большие углы отклонения соответствуют коротким молекулярным расстояниям и что пятна, дуги или кольца, наиболее близкие к центральному лучу, соответствуют большим периодическим расстояниям в образце. Чтобы эти пятна не сливались, необходимо помещать фотопластинку на значительном расстоянии от образца. В работе с волокнами это расстояние должно быть 40 см или больше.
      Отдельное изучение диффракции рентгеновских лучей редко дает вполне ясный ответ о структуре какого-либо материала. Данные рентгеновских лучей должны дополняться оптическими и химическими данными.
      Электронный микроскоп. Электронный микроскоп использует те же самые оптические принципы, что и обычный микроскоп, за исключением того, что для фокусирования луча применяются магнитные поля вместо стеклянных линз. Предметы обладают различной прозрачностью для электронов, что дает картину внутренней структуры. Пучок электронов после прохождения через образец значительно увеличивают и фокусируют на фотографической пластинке или на флуоресцирующем экране. Разрешающая сила микроскопа ограничена длиной волны применяемого света. Длина волны электронного луча очень мала по сравнению с длиной волны видимого света. Поэтому разрешающая сила электронного микроскопа гораздо больше, чем у обычного микроскопа. Получено увеличение до 30 000 раз, и фотография может быть увеличена еще в 5 раз. При таких увеличениях можно «видеть» молекулы белка вируса табачной мозаики.
      Шмитт, Холл и Якус произвели электронно-микроскопическое изучение волокон коллагена. Они нашли, что такие волокна имеют поперечно-полосатый характер
      с, темными полосами с периодом в 440 А в направлении оси волокна и светлыми полосами с периодом около 200 А в направлении волокна. Такие волокна обладают значительной эластичностью, но пока не удалось связать эти наблюдения с молекулярной структурой коллагена.
     
      ЛИТЕРАТУРА
     
      1. А. Раковский, Курс физической химии. М., 1939.
      2. Ф. Гетман, Ф. Даниэльс, Основы физической химии. М.,1939.
      3. П. Митрофанов, С. Северин, Учебник физической н коллоидной химии. М 1948.
      4. S. G1asstоnе, The Elements ot Physical Chemistry. N. Y.,1946.
      5. О. Глeсстоh, Успехи физической химии. M., 1936.
      6. П. Михаэлис, П. Рона, Практикум по физической химии.М„ 1933.
      7. Ю. Ляликв, Физико-химические методы анализа. М., 1948.
      8. И. Каблуков, Е. Гапон, М. Гриндель, Физическая коллоидная химия. М., 1942.
      9. С. Пржеборовский, Введение в физическую и коллоидную химию. М., 1938.
      10. В. Оствальд, Лютер, Друкер, Физико-химические измерения. М„ 1935.
      11. М. Волькевштейн, Строение молекул. М., 1947.
      12. В. Гейзенберг, Физика атомного ядра. М., 1947.
      13. Я. Сыркин, М. Дяткина, Химическая связь и сГроение молекул. М., 1946.
      14. Л. Паулинг, Природа химической связи, М., 1947.
      15. Rosenblum I., Isotopes as indicators. J. Chem. Educ. 17, 567,1940.
      16. Brewer, Isotopes in study of plant growth. J. Chem. Educ. 18,217, 1941.
      17. Spoehr, Photosynthesis and radioelements. J. Chem. Educ. 19,20, 1942.
      18. B. Geмeнчeнко, В. Коробов, Современное состояние пе-
      риодического закона и новые элементы. Успехи химии. 15, 657, 1946.
      19. К- КУнц, Водородные связи в органических соединениях. Успехи химии. 9, 550, 1940.
      20. Н. Колосовский, Химическая термодинамика. М., 1932.
      21. Дж. Партингтон, А. Раковский, Курс химической термодинамики. М,, 1932.
      22. Дж. Паркс, Г. Хуфман, Свободные энергии органическихсоединений.
      23. Luder, Entropy and free energy. J. Chem. Educ. 21, 265, 1944.
      24. А, Бpауиштейи, Механизм ферментативного катализа.Сборник «Ферменты*. М., 1940.
      25. Г. Шваб, Катализ с точки зрения химической кинетики. Л.1934.
      26. Н. Семенов, Цепные реакции. М., 1934.
      27. Г. Эйрииг, А. Стирн, Применение теории абсолютных скоростей химических реакций к прбтеинам. Успехи химии. 8, 1726, 1939.
      28. П. Дебай, Полярные молекулы. М., 1931.
      29. Ч. Смайс, Диэлектрическая постоянная и структура молекул.М„ 1937.
      30. П. Дебай, Методы определения электрической и геометрической ctpyKTypu молекул. Успехи химии. 6, 633, 1937.
      31. Дж. Виман, Диэлектрическая постоянная растворов диполярных ионов. Успехи химии, в, 865, 1937.
      32. Е. Cohn, D. Еdsа11, Proteins and aminoacids as dipolar io!ns_N. Y„ 1943.
      33. Г. Крейтон, Основы электрохимии. Л., 1934.
      34. Р. Гэрни, Ионы в растворах. М., 1938.
      35. А. Бродский, Современная теория электролитов. М., 1934-
      36. Э. Фридман, Природа воды, М., 1935.
      37. X. Бриттон, Водородные ионы. М., 1936.
      38. И. Кольтгоф, Г. Лайтииен, Определение концентрации;водородных ионов и электротитрование. М., 1947.
      39. В. Пчелнн, Измерение концентрации водородных ионов при помощи стеклянного электрода. М., 1941.
      40. Д. Рубинштейн, Клеточная проницаемость и теория электрических потенциалов. Успехи соврем, биологии. 18, 376, 1944.
      41. В. Плесков, Электродные потенциалы и энергия сольватации ионов. Успехи химии 16, 254, 1947.
      42. Д. Насонов, В. Александров, О причинах возникновения биоэлектрических потенциалов. Усп. соврем, бнол. 17-1, 1944.
      43. Giппе1, Acids and bases. X Chem. Educ. 20, 250. 1943.
      44. Clausen, Buffer effect in blood and tissue. J. Chem. Educ.7, 2850, 1930.
      45. Livingston, Acid-base catalysis. J. Chem. Educ. 7, 2887,.1930.
      46. А. Шатенштейн, Кислоты и основания, Успехи химии, 8,813, 1939.
      47. Д. Бренстед, Теория кислотно-основного равновесия. Успехи химнн, 8, 931, 1939.
      48. Н. Голл, Системы кислот и оснований. Успехи химии, 10,719, 1941.
      49. Вюрмзер, Биологическое окисление и восстановление. М...1935.
      50. Л. Мнхаэлис, Окислительно-восстановительные потенциалы и их фенологическое значение. М„ 1932.
      51. Lochte, EMF and oxidation — reduction reactions. J. ChemEduc. 10, 373, 1933.
      52. Г. Виланд, Окислительно-восстановительные превращения. Успехи химии, 8, 561, 1939.
      53. L. Hewitt, Oxidation reduction potentials in bacteriology and Biochemistry, 1936.
      54. Van Rysselberg, Significanse of conductance at infinite dilution. J. Chem. Educ. 20, 131, 1943.
      55. И. Жуков, Электрокинетические явления в приложении к процессу электродиализа. Успехи химии, 12, 265, 1943.
      56. Н. Abramson, L. Moyer, М. Gorin, Electrophoresis of Proteins. N. Y„ 1942.
      57. H. Адам, Физика и химия поверхностей. М., 1947.
      58. А. Марселей, Поверхностные растворы. М., 1936.
      59. Э. Райдил, Химия поверхностных явлений. М., 1936.
      60. Stеinbасh, Surface and interfacial tensions. J. Chem. Educ.
      21, 582, 1944.
      61. И. Ленгмюр, В. Шефер, Свойства и строение белковых монослоев. Успехи химии, 8, 1231, 1939.
      62. Н. Песков, Курс коллоидной химии. М., 1940.
      63. В. Паули, Э. Валько, Коллоидная химия белковых веществ. М„ 1936.
      64. Д. Талмуд, Строение белка. М., 1940.
      65. A. Ward, Colloids, N. Y„ 1946.
      66. Г. Бехгольд, Введение в учение о коллоидах. М., 1936.
      67. Р. Гортнер, Основы биохимии, ч. I, Коллоиды. М., 1933.
      68. А. Дум а нс кий, Учение о коллоидах. М., 1948.
      69. Р. Зигмонди, Коллоидная химия. М„ 1933.
      70. С. Липатов, Физико-хнмия коллоидов. М., 1948.
      71. Г. Кройт, Коллоиды. 1934.
      72. А. Пасынский, Современные физико-химические методы исследования белков. Успехи химии, 10, 519, 1941.
      73. А. Пасынсквй, Успехи физико-химического исследования белков, Успехи химии, 14, 5^0, 1945.
      74. А. Морозов и Путилова, Практикум по коллоидам. М.,1935.
      75. Н. И. Гаврилов и Н. Д. Зелинский — Современное состояние вопроса о циклической природе связей аминокислот в молекуле белка (Вестник МГУ, № 7, 1947).
      76. Коагуляция коллоидов. Сборник статей М„ 1936. Под ред.А. Рабиновича и П. Васильева.
      77. The Chemistry of the aminoacids and Proteins. Ed. by.K. Schmidt. N. Y., 1944.
      78. А. Рабинович, Устойчивость коллоидных систем. Успехи * химии 10, вып. I, 1941.
      79. В. Клейтон, Теория эмульсий и техника их получения. М.,1933.
      80. Fuller, Васе г, Structure of Jong chain polymers. J. Chem.Educ. 20, 3, 1943.
      81. A. Tагep, Новые работы по растворам высокомолекулярных соединений. Сборник «Высокомол. соедин.». Вып. 3, 1945.
      82. В. Коршак, С. Рафиков, Введение в изучение высокомолекулярных соедйнеиий. М„ 1946.
      83. Hauser, Colloids in daily life. J. Chem. Educ. 18, 590, 1941.
      84. Currents in biochemical research. Ed. by D. Green. N. Y., 1946.
      85. M. Бергман, Строение протеинов в связи с биологическими проблемами. Успехи химии, 8, 439, 1939.
      86. И. Ленгмюр, Роль сил притяжения и отталкивания в образовании тактоидов, тиксотропных гелей и др. Успехи химии, 8, 1568, 1939.
      87. В. Каргии, С. Папков, 3. Роговин, О растворимости высокомолекулярных соединений. Жури. физ. хим. 13, вып. 11, 1939.
      88. В. Рыжков, Высокомолекулярные белки и их значение в биологии. Усп. совр. биологии 9, 351, 1938.
      89. А. Рабинерсои, Проблемы коллоидной химии. М., 1940.
      90. Э. ГатчеК, Вязкость жидкостей. М., 1934.
      91. Т. Svedberg, К. Pedersen, The Ultracentrifuge. N. Y.,1940.
      92. J. Danie1i, A. Stock, The structure and permeability of blood capillaries. Biol. Rev. 19, 81, 1944.
      93. Д. Насонов, В. Александров, Принцип диффузии и распределения в проблеме клеточной проницаемости. Усп. -совр. биологии 16, 577, 1943.
      94. Д. Насонов, В. Александров, Реакция живого вещества на виешиие воздействия. М., 1940.
      95. В. Каргии, П. Зубов, 3. ЖУpна, Строение белковых студией. Колл. журн. 9, 109, 367, 1947.
      96. Г. Кройт,- Строение- коллоидных гелей. Успехи химии, 9, 682,1940.
      97. Г. Фрейндлих, Коллоидные структуры в биологии. Успехи химии 7, 756, 1938.

 

 

НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

 

Яндекс.Метрика


Творческая студия БК-МТГК 2001-3001 гг. karlov@bk.ru