Образец ответа на контрольные вопросы:

ВОПРОС: Как, пользуясь методом ионообменной хроматографии, выделить из плазмы крови ионы Са²⁺? Укажите все стадии процесса и подтвердите их соответствующими уравнениями реакций.

ОТВЕТ: 1. Для перевода катионита в Н-форму колонка со смолой должна быть предварительно выдержана в растворе кислоты.

2. Для того чтобы убрать лишнюю кислоту, колонку промывают водой до тех пор, пока рН вытекаемой жидкости не станет равным 7.

3. Через колонку пропускают раствор плазмы крови, содержащей ионы Са²⁺. Происходит стадия сорбции: 2R-H + Ca²⁺ → R₂Ca + 2H⁺. Универсальной индикаторной бумагой проверяют содержащиеся в элюате Н⁺: рН < 7. Процесс необходимо вести в динамическом режиме.

4. Затем колонку промывают вновь водой, чтобы отмыть ее от частиц, не адсорбированных на сорбенте.

5. Затем проводят стадию десорбции (элюирования): R₂Ca + 2H⁺ → 2R-H + Ca²⁺. Колонка восстанавливает Н-форму и готова к работе. Ионы Са²⁺ можно подтвердить в элюате реакцией взаимодействия в щелочной среде (аммиачный буфер) с металл-индикатором хромоген черный, окрашивающим раствор в розовый цвет.

ЛИТЕРАТУРА:

1. С. 446-449; 3. С. 168-174; 5. С. 107-113; 6. С. 702-707.

Работа 11. Структурообразование. Изоэлектрическая точка белков

В организме человека и животных многие жидкости и плотные ткани содержат высокомолекулярные соединения, среди которых наибольшее значение имеют белки. Белки – полимеры аминокислот – являются полиэлектролитами. Каждый белок характеризуется определенным значением рН, когда он является нейтральной частицей (рН_ИЭТ). Величина рН_ИЭТ различных белков колеблется в широких пределах.

Реакция крови сдвинута в щелочную сторону от рН_ИЭТ белков плазмы и гемоглобина, поэтому эти белки находятся в крови в виде анионов. Являясь сильными сопряженными основаниями, они связывают кислые продукты метаболизма и играют существенную роль в механизме буферного действия крови. В клиническом анализе при электрофоретическом разделении белков сыворотки крови, мочи, спинномозговой жидкости величину рН_ИЭТ необходимо знать при выборе поддерживающей среды.

В живом организме примером студней, образованных ВМС, могут служить протоплазма клетки, хрусталик глаза. Процессы обезвоживания и набухания ВМС наблюдаются при регенерации тканей, отеках, воспалениях. Процессы старения белков связаны со структурообразованием полимеров. Биологическое значение процессов старения студней проявляется в изменении проницаемости клеточных мембран, что вызывает нарушение обмена клетки с окружающей средой. Образование слоистых камней в желчном пузыре и почках объясняется периодичностью химических реакций в студнях. Этим же свойством студней пользуются при иммунологических методах исследований плазменных и сывороточных белков (образование преципитатов при реакциях между антителами и антигенами).

Полученные знания помогут студентам-медикам при изучении курсов нормальной анатомии (создание искусственных органов), хирургии (применение искусственных органов), микробиологии (искусственные среды), гигиены питания, фармакологии (изучение лекарственных форм).

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Освоить экспериментальные методы определения изоэлектрической точки белков.

2. Научиться получать студни и гели.

3. Ознакомиться с явлениями синерезиса и периодических структур.

ЗАДАНИЕ:

Выполните пять опытов, дайте объяснения механизма и напишите уравнения реакций в демонстрационных опытах.

ЗАДАНИЕ 1.

Определите рН изоэлектрической точки по набуханию.

ЗАДАНИЕ 2.

Определите рН изоэлектрической точки по высаливанию (осаждение).

ЗАДАНИЕ 3.

Определите ИЭТ белка методом электрофореза (демонстрационный).

ЗАДАНИЕ 4.

Получите гель кремниевой кислоты, покажите необратимость процесса гелеобразования.

ЗАДАНИЕ 5.

Получите студень желатина и докажите обратимость студнеобразования.

ЗАДАНИЕ 6.

Дайте объяснение периодическим реакциям в студнях.

ЗАДАНИЕ 7.

Объясните явление синерезиса в студнях на примере крахмала.