Мембранологияны қолдану аспектілері
Мембранартехнологиясысоңғы 30 жылда аса дамыған. Оныңқұрамынакері осмос, газдардыбөлу, заттынбақылаушығарылуысияқтыпроцестеркіреді. Бұлпроцестердіңбарлығызаттыңтрансмембраналықтасымалдауынанегізделеді.
Мембраналықтехнологиялардыңкөбісі целлюлоза мен оныңтуындылардың (нитроцеллюлоза, ацетатцеллюлоза) негізіндеалынған. Каппилярлы мембраналар жасанды бүйректі жасағанда, қолданған /Махон, Стюарт, Сарни, 1967 ж./. Оның гемодиализді модулінің құрамына 11000 талшық кірді, белсенді ауданы – 1 ш.м.Микрофильтрация соғыс кезінде судың бактериалдық улануың анықтау үшін қолданылған, қазіргі уақытта оны зарасыздандырылған ерітінділерді алу үшін қолданады.Ультрафильтрация құбылысын қоршаған ортаның ластануын және құнды қосалқы өнімдердің регенерациялауын бақылау үшін қолданады. «Мембраналық өкпелер» АҚШ-да 20% хирургиялық операцияларда қолданады.Мембраналық электродтар және заттардың бақыланып жұмсалуы және шығарылуы – келесі мембраналарды қолдану технологиясы. Мембраналық технологияларға жасанды биқабатты мембраналардың қолдануымен жүргізілетін, түрлі препараттарды тестілеу жатады.
Мембрананың липидтік құрамы
Мембраналық липидтердің негізгі функциясы - биқабаттық матриксті қалыптастыру. Негізгі класс - глицерофосфатидтер.Глицерола деп аталатын гидроксильді топ, құрамына фосфат кіретін, полярлы топтанумен байланыста. Екі басқа гидроксильді топ гидрофобтық қалдықтармен байланысады. Табиғаттағы фосфолипидтер конфигурациясы D болады.Фосфоглицеридтердің көбісінде фосфаттық топ глицеролдың sn-З-қалыпында жатады, ол холинді, этаноламинді, миоинозитольды, серинді немесе глицерольды тобымен байланады.
Сурет 1. Глицерофосфатидтің құрамы
Майлы қышқылдардың құрамына ылғи көміртек атомдарының жұп саны креді/14-тен 24-ке дейін/. Ең жиі кездесетіндері - С16, С18 и С20. Қанықпағандықтың дәрежесі түрлі болады, бірақ та жиі кездесетіндері - 18:1, 18:2, 18:3 и 20:4.
Сурет 2. Мембраналардыңлипидтерініңмайлықышқылдары.
Табиғаттакездесетінқышқылдарекілікбайланыстардыңцис-конфигурациясыменсипатталады. Мұндайконфигурациядатізбекомырылуғаұшырайды, биқабаттағылипидтімолекулалардыңтүйюлуі бұзылады. Фосфолипидтердіңкөбісініңқұрамынабірқаныққанжәнебірқанықпағантізбеккіреді. Жануарлардыңклеткаларындақанықпағантізбекглицеролдыңsn-2-қалпында жатады. Е. coliклеткаларыүшін да солайболады. Полиқанықпағантізбектердеекілікбайланыстарөтежиікернеусізболады. Кейбірбактериялардыңфосфолипидтерібұталанғанжәнеқұрамынациклдер /циклопропан/ кіретінтізбектердентұрады.
Сурет 3. Фосфатидилхолинныңқұрамы.
Кардиолипиндернемеседифосфатидилглицеролдар - фосфолипидтердіңдимерлітүрлері. Митохондриялардың, хлоропластардыңжәнекейбірбактериялардыңмембраналарындажиікездеседі
Плазмалогендер.Бұлфосфоглицеролипидтердіңбіркөміртектіктізбегі - қарапайымвинилдық эфир. Этаноламиндықплазмалогендермиелиндежәнежүректіңсаркоплазмалықретикулумындажиікездеседі
Липидтердіңқозғалғыштығыныңтүрлері.
Латеральды диффузия
Латеральды диффузия дегеніміз - липидтердіңбірмоноқабаттыңішіндегіжылжуы. Бұл процесс өтежылдамжүреді. Латеральдықдиффузияныңкоэффициенті - 10-7-10-8 см2/с. tуақытыішіндегі молекула өтетін, орташаршылықашықтықкелесіформуламенесептеледі:
(2).
Орта мөлшерлілипидтік молекула бірсекунданыңішіндеүлкенбактериялықклетканыңұзындығынатеңқашықтықты (≈2 мкм) өтеді. Латеральдыдиффузияныңжылдамдығымембраналардыңлипидтікқұрамынанжәнетемпературадантәуелді.
Флип-флоп көшулер
Флип-флоп көшулердегенімізтрансбиқабаттықжылжу. Молекулаларбірқабаттанбасқақабатқаөтесиреккөшеді. Жылдамдығыөтетөмен: бірфосфолипидтік молекула жұмадабірретфлип-флоп көшудіжүзегеасырады. Бұлкішкентайжылдамдықлипидтіңполярлықбасынамембрананыңкөмірсулыоблысыңөтукеректігіменбайланысты. Кейбіринтегралды /біріктіруші/ ақуыздарфлип-флоп көшудітездетеді.