13,759 matches
-
de studiu ale proprietăților fizice ale constituienților sistemelor biologice. In cele ce urmează ne vom referi numai la unele dintre ele, dat fiind că spațiul nu ne permite decât abordarea celor mai uzuale. VI.1.SEDIMENTAREA, DIFUZIUNEA, ULTRACENTRIFUGAREA Masele unor particule sau macromolecule se determină uzual prin observarea mișcării lor sub influența unor forțe exterioare. VI.1.1. Sedimentarea In cazul mișcării libere a unei particule, se presupune că asupra particulei de masă m acționeză următoarele forțe: • greutatea G=mg, • forța
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
nu ne permite decât abordarea celor mai uzuale. VI.1.SEDIMENTAREA, DIFUZIUNEA, ULTRACENTRIFUGAREA Masele unor particule sau macromolecule se determină uzual prin observarea mișcării lor sub influența unor forțe exterioare. VI.1.1. Sedimentarea In cazul mișcării libere a unei particule, se presupune că asupra particulei de masă m acționeză următoarele forțe: • greutatea G=mg, • forța arhimedică, F A=m og • forța de frecare,. La echilibru acestor forțe se poate scrie: Când echilibrul este atins, particula va sedimenta cu o viteză
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
celor mai uzuale. VI.1.SEDIMENTAREA, DIFUZIUNEA, ULTRACENTRIFUGAREA Masele unor particule sau macromolecule se determină uzual prin observarea mișcării lor sub influența unor forțe exterioare. VI.1.1. Sedimentarea In cazul mișcării libere a unei particule, se presupune că asupra particulei de masă m acționeză următoarele forțe: • greutatea G=mg, • forța arhimedică, F A=m og • forța de frecare,. La echilibru acestor forțe se poate scrie: Când echilibrul este atins, particula va sedimenta cu o viteză constantă v (care este viteza
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
cazul mișcării libere a unei particule, se presupune că asupra particulei de masă m acționeză următoarele forțe: • greutatea G=mg, • forța arhimedică, F A=m og • forța de frecare,. La echilibru acestor forțe se poate scrie: Când echilibrul este atins, particula va sedimenta cu o viteză constantă v (care este viteza de mișcare a particulei în momentul atingerii echilibrului), egală cu: Aici ρ este densitatea corpului care se emulsionează; ρ 0 a lichidului iar g este accelerația gravitațională,. Se admite că
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
acționeză următoarele forțe: • greutatea G=mg, • forța arhimedică, F A=m og • forța de frecare,. La echilibru acestor forțe se poate scrie: Când echilibrul este atins, particula va sedimenta cu o viteză constantă v (care este viteza de mișcare a particulei în momentul atingerii echilibrului), egală cu: Aici ρ este densitatea corpului care se emulsionează; ρ 0 a lichidului iar g este accelerația gravitațională,. Se admite că particulele coloidale au formă sferică și că au raza r, deci volumul V este
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
va sedimenta cu o viteză constantă v (care este viteza de mișcare a particulei în momentul atingerii echilibrului), egală cu: Aici ρ este densitatea corpului care se emulsionează; ρ 0 a lichidului iar g este accelerația gravitațională,. Se admite că particulele coloidale au formă sferică și că au raza r, deci volumul V este: Condiția de echilibru (VI.1) devine: respectiv viteza de sedimentare v se obține din relația: Din această relație se poate determina raza particulei: Echilibrul de sedimentare i-
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
gravitațională,. Se admite că particulele coloidale au formă sferică și că au raza r, deci volumul V este: Condiția de echilibru (VI.1) devine: respectiv viteza de sedimentare v se obține din relația: Din această relație se poate determina raza particulei: Echilibrul de sedimentare i-a permis lui J.Perrin să determine numărul lui Avogadro NA. Atunci când un mol de gaz trece de la presiunea p0 la p, lucrul mecanic L executat de acesta este egal cu variația energiei potențiale a gazului
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
variația energiei potențiale a gazului, U = mgh, Aici h este diferența (de nivel) dintre nivelul inițial (0) și nivelul final la care este adus gazul. Deoarece M = NAm, se obține: Aplicând formula lui Clausius pentru gaze, ceea ce implică faptul că particulele sunt suficient de mici față de distanța dintre ele, se obține: unde n0 și n sunt numărul de particule ce se găsesc într-un cm3 la diferite înălțimi, Din (VI.7) și (VI.8 ) rezultă: J. Perrin a determinat cu ultramicroscopul
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
nivelul final la care este adus gazul. Deoarece M = NAm, se obține: Aplicând formula lui Clausius pentru gaze, ceea ce implică faptul că particulele sunt suficient de mici față de distanța dintre ele, se obține: unde n0 și n sunt numărul de particule ce se găsesc într-un cm3 la diferite înălțimi, Din (VI.7) și (VI.8 ) rezultă: J. Perrin a determinat cu ultramicroscopul că raportul n0/n este 100/12. Inlocuind în relația (VI.9) valorile numerice ale constantelor, se obține
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
difuziune In capitolul I s-a analizat detaliat procesul de difuzie. Acest fenomen servește la măsurarea unor mărimi caracteristice macromoleculelor biologice, după cum vom vedea în cele ce urmează. Fenomenul de difuzie face să apară o nouă forță ce acționează asupra particulelor, datorită variației de concentrație. Presupunem acum că forțele ce acționează asupra unei particule sunt forța de difuzie și cea de frecare internă. Forța care deplasează o particulă într-un mediu unde concentrația variază pe direcția x este dată de relația
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
servește la măsurarea unor mărimi caracteristice macromoleculelor biologice, după cum vom vedea în cele ce urmează. Fenomenul de difuzie face să apară o nouă forță ce acționează asupra particulelor, datorită variației de concentrație. Presupunem acum că forțele ce acționează asupra unei particule sunt forța de difuzie și cea de frecare internă. Forța care deplasează o particulă într-un mediu unde concentrația variază pe direcția x este dată de relația: Forța de frecare ce se opune mșcării particulei particulei într-un mediu vâscos
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
urmează. Fenomenul de difuzie face să apară o nouă forță ce acționează asupra particulelor, datorită variației de concentrație. Presupunem acum că forțele ce acționează asupra unei particule sunt forța de difuzie și cea de frecare internă. Forța care deplasează o particulă într-un mediu unde concentrația variază pe direcția x este dată de relația: Forța de frecare ce se opune mșcării particulei particulei într-un mediu vâscos este forța Stokes. La echilibru, cînd forța de difuziune anulează forța Stokes, adică: particula
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
forțele ce acționează asupra unei particule sunt forța de difuzie și cea de frecare internă. Forța care deplasează o particulă într-un mediu unde concentrația variază pe direcția x este dată de relația: Forța de frecare ce se opune mșcării particulei particulei într-un mediu vâscos este forța Stokes. La echilibru, cînd forța de difuziune anulează forța Stokes, adică: particula se mișcă fără accelerație. Pentru o temperatură dată, se obține: Viteza (rata) de difuzie adică numărul de particule din substanță transportată
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ce acționează asupra unei particule sunt forța de difuzie și cea de frecare internă. Forța care deplasează o particulă într-un mediu unde concentrația variază pe direcția x este dată de relația: Forța de frecare ce se opune mșcării particulei particulei într-un mediu vâscos este forța Stokes. La echilibru, cînd forța de difuziune anulează forța Stokes, adică: particula se mișcă fără accelerație. Pentru o temperatură dată, se obține: Viteza (rata) de difuzie adică numărul de particule din substanță transportată prin
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
particulă într-un mediu unde concentrația variază pe direcția x este dată de relația: Forța de frecare ce se opune mșcării particulei particulei într-un mediu vâscos este forța Stokes. La echilibru, cînd forța de difuziune anulează forța Stokes, adică: particula se mișcă fără accelerație. Pentru o temperatură dată, se obține: Viteza (rata) de difuzie adică numărul de particule din substanță transportată prin difuziune în unitatea de timp prin secțiunea transversală egală cu unitatea este dată de legea I-a a
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
se opune mșcării particulei particulei într-un mediu vâscos este forța Stokes. La echilibru, cînd forța de difuziune anulează forța Stokes, adică: particula se mișcă fără accelerație. Pentru o temperatură dată, se obține: Viteza (rata) de difuzie adică numărul de particule din substanță transportată prin difuziune în unitatea de timp prin secțiunea transversală egală cu unitatea este dată de legea I-a a lui E.Fick, sub forma: Viteza de sedimentare (numărul de particule ce sedimentează în unitatea de timp și
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Viteza (rata) de difuzie adică numărul de particule din substanță transportată prin difuziune în unitatea de timp prin secțiunea transversală egală cu unitatea este dată de legea I-a a lui E.Fick, sub forma: Viteza de sedimentare (numărul de particule ce sedimentează în unitatea de timp și unitatea de suprafață) este egală cu produsul dintre viteza particulei și concentrație: Dar la echilibru viteza de sedimentare trebuie să fie egală cu viteza de difuzie. Identificînd relațiile (VI.12) și (VI.13
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
prin secțiunea transversală egală cu unitatea este dată de legea I-a a lui E.Fick, sub forma: Viteza de sedimentare (numărul de particule ce sedimentează în unitatea de timp și unitatea de suprafață) este egală cu produsul dintre viteza particulei și concentrație: Dar la echilibru viteza de sedimentare trebuie să fie egală cu viteza de difuzie. Identificînd relațiile (VI.12) și (VI.13) se obține coeficientul de difuziune al substanței D: care este tocmai relația lui Einstein Relația lui Einstein
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
trebuie să fie egală cu viteza de difuzie. Identificînd relațiile (VI.12) și (VI.13) se obține coeficientul de difuziune al substanței D: care este tocmai relația lui Einstein Relația lui Einstein poate fi utilizată la determinarea masei moleculare a particulelor coloidale. Notând cu Vs volumul specific, adică volumul unui gram de particule, în ipoteza că particula este sferică și are raza r, iar M este masa moleculară a particulelor coloidale, se poate scrie: Scoțând pe r din valoarea lui D
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
și (VI.13) se obține coeficientul de difuziune al substanței D: care este tocmai relația lui Einstein Relația lui Einstein poate fi utilizată la determinarea masei moleculare a particulelor coloidale. Notând cu Vs volumul specific, adică volumul unui gram de particule, în ipoteza că particula este sferică și are raza r, iar M este masa moleculară a particulelor coloidale, se poate scrie: Scoțând pe r din valoarea lui D dată de relația (VI.14 ) și înlocuind în relația (VI.15 ) se
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
obține coeficientul de difuziune al substanței D: care este tocmai relația lui Einstein Relația lui Einstein poate fi utilizată la determinarea masei moleculare a particulelor coloidale. Notând cu Vs volumul specific, adică volumul unui gram de particule, în ipoteza că particula este sferică și are raza r, iar M este masa moleculară a particulelor coloidale, se poate scrie: Scoțând pe r din valoarea lui D dată de relația (VI.14 ) și înlocuind în relația (VI.15 ) se obține: unde K este
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Relația lui Einstein poate fi utilizată la determinarea masei moleculare a particulelor coloidale. Notând cu Vs volumul specific, adică volumul unui gram de particule, în ipoteza că particula este sferică și are raza r, iar M este masa moleculară a particulelor coloidale, se poate scrie: Scoțând pe r din valoarea lui D dată de relația (VI.14 ) și înlocuind în relația (VI.15 ) se obține: unde K este o constantă la o temperatură dată și pentru aceleași particule coloidale. Folosind o
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
masa moleculară a particulelor coloidale, se poate scrie: Scoțând pe r din valoarea lui D dată de relația (VI.14 ) și înlocuind în relația (VI.15 ) se obține: unde K este o constantă la o temperatură dată și pentru aceleași particule coloidale. Folosind o astfel de formulă s-a calculat masa moleculară a albuminei din ou obținându-se masa moleculară M = 62.000 (valoare mai mare decât cea determinată experimental prin alte metode). In capitolul I la studiul presiunii osmotice am
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
tehnicilor de ultracentrifugare face această metodă utilizabilă pentru molecule cum ar fi proteinele sau chiar molecule mici. In acest caz accelerația gravitațională este înlocuită de accelerația centripetă ωx unde ω este viteza unghiulară a mașinii centrifuge iar x distanța dintre particulă și centrul de rotație. Se numește constantă de sedimentare mărimea și ea este caracteristică pentru o specie moleculară într-un solvent dat. Ea se exprimă în unități Svedberg, 1 Svedberg = 10 -13secunde. Din (VI.18) viteza particulei este: (VI.19
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
x distanța dintre particulă și centrul de rotație. Se numește constantă de sedimentare mărimea și ea este caracteristică pentru o specie moleculară într-un solvent dat. Ea se exprimă în unități Svedberg, 1 Svedberg = 10 -13secunde. Din (VI.18) viteza particulei este: (VI.19) x2ωsv = Inlocuind (VI.19) în (VI.2) pentru masa particulei care se rotește, se obține: Din (VI.20) și din faptul că M = se găsește pentru masa moleculară expresia: R fiind constanta gazului ideal. VIiteza de sedimentare
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]