1. Природа вещества гидрофобных золей и растворов полимеров.

2. рН растворов. Чем ближе к ИЭТ, тем легче идет структурообразование в растворе биополимера.

3. Влияние электролитов. Влияние на застудневание имеют анионы. Некоторые анионы задерживают застудневание, а другие ускоряют его.

4. Повышение концентрации коллоидного раствора увеличивает количество столкновений частиц при броуновском движении, что способствует структурообразованию и ускоряет процесс застудневания.

5. Влияние температуры. Процесс застудневания не совершается мгновенно при достижении определенной температуры, требуется более или менее продолжительное время, необходимое для перегруппировки составных частей в вязкой системе. Это постепенное застудневание носит название созревания. Оно продолжается и после образования студня и выражается в приобретении им большей механической прочности.

Упругие и эластичные свойства студней проявляются при сокращении мышц для совершения механической работы.

Гели и студни используют в медико-биологических исследованиях для проведения химических реакций, электрофореза, иммуноэлектрофореза.

№ 15. Особенности растворения и набухания ВМС

Неограниченное набухание - процесс, когда конечным результатом набухания является переход полимера в раствор. Так набухают каучуки в углеводородах, биополимеры в воде.

Ограниченное набухание - процесс, когда набухание не доходит до растворения полимера. Примером ограниченно набухающего полимера является вулканизированный каучук.

Процесс набухания с т. з. термодинамики характеризуется уменьшением энергии Гиббса и состоит из двух этапов:

1 стадия – энергетическая, характеризуется гидратацией полимера.

2 стадия – энтропийная, характеризуется активным разрыхлением сетки ВМС, увеличением объема полимера.

Процесс растворения состоит из трех этапов:

1 стадия - до начала растворения система состоит из низкомолекулярной жидкости и полимера. Молекулы растворителя проникают в полимер. Расстояния между молекулами в образце полимера становятся больше, что сопровождается увеличением его массы и объема.

2 стадия - по мере набухания объем полимера и расстояние между макромолекулами увеличивается настолько, что они начинают отрываться друг от друга и переходить в слой низкомолекулярной жидкости.

3 стадия - молекулы полимера равномерно распределяются по объему системы, образуя истинный гомогенный раствор.

Факторы, влияющие на процесс набухания

1. Природа полимера и растворителя: полярные биополимеры хорошо набухают в воде, а в малополярных или неполярных растворителях набухают значительно хуже.

2. Присутствие электролитов и значение рН среды. Влияние оказывают в анионы, причем одни - усиливают набухание, а другие - ослабляют. Влияние рН среды на набухание полимера проявляется в растворах белков. Минимум набухания белков лежит в области их изоэлектрической точки. По разные стороны этой точки степень набухания возрастает и, достигнув максимумов, вновь уменьшается.

3. Возраст биополимера: чем он моложе, тем больше выражена способность к набуханию.

4. Температурный фактор: нагревание способствует увеличению скорости набухания, при этом степень предельного набухания уменьшается.

Биологическая роль:

1. Набухание белков пищи при кулинарной обработке и в процессе пищеварения.

2. Набухание – один из элементов сокращения мышц.

3. Набухание наблюдается при образовании отеков, опухоли.

4. Употребление в пищу непроваренных бобовых может привести к их набуханию в ЖКТ и возникновению давления на стенки кишечника.

5. Первой фазой прорастания зерен является их набухание.

6. Рост и развитие живых организмов.

№ 14. Свойства белков

Кислотно-основные свойства белков

Белковые молекулы содержат основные группы –NH2 и кислотные –СООН и способны диссоциировать и по кислотному, и по основному типу в зависимости от рH среды.

1. В водном растворе аминокислоты и белки находятся в виде биполярных ионов (внутренних солей):

H2N–R–COOH = +H3N–R–COO– (биполярный ион, амфолит).

2. В кислой среде молекула белка ведет себя как основание, приобретая положительный заряд и превращаясь в сопряженную кислоту:

+H3N–R–COO– + H+ = +H3N–R–COOH (катион, кислота).

3. В щелочной среде молекула белка ведет себя как кислота, превращаясь в сопряженное основание:

+H3N–R–COO– + OH– = H2N–R–COO– (анион, основание) + Н2О.

При определенной величине рH степень диссоциации амино- и карбоксильных групп приобретает одинаковое значение, и макромолекулы белка становятся электронейтральными, т. е. находятся в изоэлектрическом состоянии (ИЭС). Значение рН, при котором наступает изоэлектрическое состояние белков, называют изоэлектрической точкой (ИЭТ, pI).

Кислотно-основные свойства белков определяются не только значением рН среды, но также их строением.

Кислые белки в своем составе содержат больше дикарбоновых кислот.

Основные белки содержат в своем составе диаминомонокарбоновые кислоты.

Изоэлектрическая точка нейтральных белков находится в нейтральной среде, кислых – в слабокислой, основных – в слабощелочной.

Все белки в кислой среде – катионы, обладающие кислотными свойствами, в щелочной – анионы, обладающие основными свойствами.

Окислительно-восстановительные свойства белков

Белки устойчивы к мягкому окислению за исключением белков, содержащих аминокислоту цистеин, тиольная группа (–SH) которого легко окисляется в дисульфидную. В результате этих превращений меняется конформация белков, их нативные свойства. Поэтому серосодержащие белки чувствительны к свободнорадикальному окислению или восстановлению, что происходит при воздействии на организм радиации или токсичных форм кислорода. Жесткое окисление белков до CO2 и Н2О и аммонийных солей используется организмом для устранения ненужных белков и получения энергетических ресурсов.

Комплексообразующие свойства белков

Белки – активные полидентатные лиганды, в особенности содержащие такие функциональные группы, как тиольная (–SH), имидозольная, гуанидиновая, аминогруппа.

Белки образуют комплексные соединения разной степени устойчивости в зависимости от поляризуемости комплексообразователя.

С малополяризуемыми катионами K+, Na+ белки образуют малоустойчивые комплексы, выполняющие в организме роль ионофоров (орг. в-в, осуществляющих перенос катионов щелочных и щел.-зем. металлов или NH4+ через биологические мембраны).

С катионами Са2+, Mg2+, d-металлов белки образуют более прочные комплексы.

Металлы-токсиканты, проявляющие высокую поляризуемость, образуют наиболее прочные комплексы с белками.

Поверхностные свойства белков

Большинство белков являются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Благодаря поверхностно-активным свойствам некоторые белки образуют лиофильные мицеллы с липидами, включая холестерин и его эфиры, которые назыаются липопротеинами. В липопротеинах между белком и липидом есть межмолекулярные взаимодействия. Внешняя поверхность липопротеиновой мицеллы состоит из гидрофильных фрагментов белков и молекул фосфолипидов, а внутренняя часть – гидрофобное ялро, состоящее из жиров, холестерина и его эфиров. Поверхностные свойства белков, их способность к межмолекулярным взаимодействиям, лежат в основе взаимодействия фермента с субстратом, антитела с антигеном.

№ 7. Кинетич. и агрегат. устойчивость золей

Устойчивость дисперсных систем - постоянство их свойств во времени и в первую очередь дисперсности, распределения по объему частиц дисперсной фазы и межчастичного взаимодействия.

Седиментационная устойчивость — устойчивость, характеризующая способность частиц дисперсной фазы находиться во взвешенном состоянии и не оседать под действием сил тяжести.

Факторы устойчивости:

1. Высокая дисперсность.

2. Участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении.

Агрегативная устойчивость — устойчивость, характеризующая способность частиц дисперсной фазы противодействовать их слипанию между собой и тем самым сохранять неизменными свои размеры.

Факторы устойчивости: