Физико-химические свойства биополимеров и их растворов. Растворы вмв.

Биополимеры относятся к ВМВ (высокомолекулярным веществам) с молекулярной массой порядка 10³–10⁶. ВМВ и биополимеры образуются в результате реакции полимеризации или полккокденсации небольших молекул: аминокислот, моносахаридов, непредельных углеводородов и т.д. В результате этих процессов возникают длинные цепочки из атомов углерода, или углерода и кислорода, или углерода и азота и т.п. По происхождению ВМВ делят на: синтетические, искусственные и природные.

Синтетические ВМВ могут быть органической и смешанной природы (напр., каучук, синтетические смолы, полиэтилен, полилавсан, кремнийорганические соединения и др.) Некоторые синтетические полимеры используются в медицине в качестве шовного материала, материала для протезов (напр., фторлавсан).

Искусственные ВМВ готовят на основе природных ВМВ с заранее заданными свойствами (напр., на основе природного полисахарида декстрана готовят сефадексы, которые используют для очистки и разделения белков.

Природные ВМВ могут быть как органическими, так и неорганическими (напр., соединения на основе оксидов алюминия и кремния АI₂0₃ и Si0₂ - глины, слюда, асбест, алмаз). К природным полимерам относятся также белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и полимеры смешанного типа (гликопротеиды, липопротеиды, гликолипиды и т.п.). Белки и нуклеиновые кислоты составляют структурную основу живых организмов, их называют биополимерами. Белки в организме выполняют различные функции, от них зависит здоровье человека, интеллект, продуктивность жизни и т.д. Суточная потребность в белках составляет 70-120 грамм. Нуклеиновые кислоты являются носителями информации.

Биополимеры и их растворы обладают специфическими свойствами, которые обусловлены особенностями структуры макромолекул. Эти особенности следующие:

1) молекулярная масса биополимеров составляет от 5000 до 1 млн.

2) по размерам макромолекулы биополимеры приближаются к коллоидным частицам. Их размер составляет 10⁵ –10⁷ см.

3) в макромолекулах ВМВ и биополимеров проявляются различные типы химических связей (ионная, ковалентная, водородная, силы Ван-дер-Ваальса, силы гидрофобного взаимодействия). Между макромолекулами ВМВ и биополимеров действуют в основном водородные связи, силы Ван-дер-Ваальса и гидрофобные взаимодействия. Межмолекулярные взаимодействия определяют химические свойства ВМВ.

4) Макромолекулы ВМВ и биополимеров отличаются разнообразием структур. Они могут иметь линейную разветвленную и сетчатую (пространственную) структуры. В организме присутствуют в основном растворимые полимеры разветвленной и пространственной структур.

5) Макромолекулы ВМВ и биополимеров обладают гибкостью. Физической основой их гибкости является способность группировок СН вращаться вокруг Одинарные связей. Благодаря гибкости макромолекул ВМВ и биополимеров обладают эластичностью (напр . волосы, кожа, кровеносные сосуды). Благодаря гибкости биополимеры способны изменять свою пространственную конфигурацию, которая называется конформацией

6) У биополимеров существуют уровни организации (I-IV).