10.7大分子溶液7-8.ppt

,第十章 大分子溶液（78节）,第七节 大分子电解质溶液,一、大分子电解质溶液概述,大分子电解质溶液的分类,按大分子电解质分子链上所带基团的属性,按大分子电解质分子结构,大分子电解质溶液的电学性质,由于大分子电解质分子链上的高电荷密度及高度水化，在溶液中链段间的相斥力增大，分子链扩展舒张，溶液粘度迅速增加，这种现象称为电粘效应。,一些大分子电解质溶液的粘度具有明显的pH依赖性,大分子电解质溶液的sp cc曲线出现反常，不 成线性关系，无法用外推法求,一、大分子电解质溶液概述,（b）,（a）,c,举例：果胶酸钠spc对c的关系（a）,消除电粘效应的办法是在大分子电解质溶液加入足量的中性电解质，对大分子电荷起屏蔽作用。,在果胶酸钠溶液加入一定量的NaCl溶液，见（b）。,一、大分子电解质溶液概述,二、大分子电解质溶液的电泳现象,在电场作用下，大分子电解质溶液会产生电泳现象。影响电泳速率的因素除了大分子本身所带电荷多少、分子大小和形状结构外，还与溶液pH值、离子强度等有关。溶液pH值和离子强度的选择对电泳参数的设置非常关键,移动界面电泳 区带电泳 稳态电泳,区带电泳实验简便、易行，样品用量少，分离效率高，是分析和分离蛋白质的基本方法。,常用的区带电泳有纸上电泳，圆盘电泳和板上电泳等。,将惰性的固体或凝胶作为支持物，两端接正、负电极，在其上面进行电泳，从而将电泳速度不同的各组成分离。,区带电泳,二、大分子电解质溶液的电泳现象,等电聚焦电泳就属于这一类，其基本原理是利用利用蛋白质分子或其他两性大分子的等电点的不同，在一个稳定、连续、线性pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。,稳态电泳或称置换电泳是指大分子质点的电泳迁移在一定时间达到稳态后，带的宽度不再随时间而变化。,基本方法是用某些脂肪族多氨基、多羟基混合物的两性电解质作为载体，放入支持介质内，在直流电场作用下，两性电解质载体形成稳定、连续和线性的pH梯度，当混合蛋白质样品进入此系统时，便迁移并聚焦于相应的等电点位置，使其分离纯化。,稳态电泳,二、大分子电解质溶液的电泳现象,大分子电解质溶液中除了有不能通过半透膜的大分子离子外，还有可以通过半透膜但又受大分子离子影响的小离子。在测定大分子电解质溶液的渗透压时，由于离子分布的不平衡会造成额外的渗透压，影响大分子摩尔质量的测定，称之为Donnan效应，要设法消除。,由于膜两边要保持电中性，使得达到渗透平衡时小离子在两边的浓度不等，这种平衡称为膜平衡或唐南平衡。,三、大分子电解质溶液的Donnan平衡,Donnan平衡,Donnan平衡,虽然膜两边NaCl的浓度不等，但达到膜平衡时NaCl在两边的化学势应该相等，即,达到膜平衡时（如右（b）下图），为了保持电中性，有相同数量的Na+和Cl-扩散到了左边。,（b）,三、大分子电解质溶液的Donnan平衡,所以,求解并整理得到平衡时膜两边NaCl浓度之比为,如果要消除Donnan效应，或增加小分子电解质浓度，或降低大分子电解质浓度。,三、大分子电解质溶液的Donnan平衡,大分子电解质溶液的渗透压,设有浓度为x的NaCl从膜外向膜内扩散,达到Donnan平衡时，膜内、外渗透压1、2分别为 12RT（c1 x）22RT（c2 x）,三、大分子电解质溶液的Donnan平衡,膜两侧的渗透压作用方向相反，因膜内浓度不同而引起的总渗透压为,12=2RT（c1c2 2 x）,由Donnan平衡可求得c1、c2，代入上式整理得,三、大分子电解质溶液的Donnan平衡,c1c2,平均摩尔质量可能会偏低,c2c1,平均摩尔质量比较准确,消除Donnan效应，可采取如下措施（1）半透膜外应放置一定浓度的NaCl水溶液，使NaCl在膜两侧分布均匀。,（2）调节溶液pH值至被测蛋白质分子的等电点附近，可降低蛋白质分子的电离度。,（3）大分子电解质溶液的浓度不能太大，以稀溶液为宜。,三、大分子电解质溶液的Donnan平衡,第八节 凝胶,在适当条件下，大分子或溶胶质点交联成空间网状结构，分散介质充满网状结构的空隙，形成为失去流动性的半固体状态的胶冻，处于这种状态的物质称为凝胶，这种自动形成胶冻的过程称为胶凝。若分散介质为水，则该凝胶称为水凝胶。,凝胶是介于固体和液体之间的一种特殊状态。实际上，凝胶中分散相和分散介质都是连续的，凝胶是由固-液或固-气两相组成的分散系统。,一、凝胶的分类,由刚性分散相质点交联成网状结构的凝胶,空间网状结构基本不变,不能再吸收分散介质重新变为凝胶,在吸收或脱除吸附介质时,由柔性的线型大分子形成的凝胶,弹性凝胶吸收或脱除分散介质都是可逆的,二、凝胶的的形成与结构,凝胶的形成,凝胶的结构,二、凝胶的的形成与结构,三、凝胶的性质,膨胀作用 离浆现象 扩散作用 化学反应,膨胀作用,凝胶吸收分散介质后使体积或质量明显增加的现象，亦称溶胀作用。膨胀作用是弹性凝胶特有的性质。,有限膨胀,第二阶段是溶剂分子需要较长时间向凝胶网状结构内部渗透，凝胶吸收了大量的溶剂，使其体积大大增加。,三、凝胶的性质,离浆现象,凝胶形成后，其性质并没有完全固定下来，随着时间的延续，液体会自动从凝胶中分离出来使凝胶体积收缩，这种现象称为离浆。,对弹性凝胶，离浆是膨胀的逆过程。,对刚性凝胶，离浆后不能吸收液体返回原状，而是形成致密的沉淀。,三、凝胶的性质,扩散作用,凝胶中的分散介质是连续相，构成网状结构的分散相也是连续相，从这个角度看凝胶和液体一样。,大分子在凝胶中的扩散速率较之在液体介质中明显降低。,凝胶三维网状结构具有筛分作用，分子越大，在凝胶中的扩散速率越慢。,凝胶电泳和凝胶色谱法已得到广泛的应用。,凝胶的网状结构有相当的柔性和活动度，在电场作用下，大于凝胶孔径的蛋白质分子可以硬挤过去，因而凝胶电泳的分离效果尤其突出。,三、凝胶的性质,化学反应,在凝胶中的物质通过扩散可以发生化学反应。,将含有0.1%K2Cr2O7明胶凝胶置于试管中，在其表面滴上一层浓度为0.5%AgNO3溶液，几天后在试管上可以看到生成砖红色的Ag2Cr2O7 沉淀一层层间歇分布。,三、凝胶的性质,再见!,