![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
Избирательное поглощение электромагнитных волн определенной частоты веществом в постоянном магнитном поле, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер, называют ядерным магнитным резонансом (ЯМР). Магнитный момент ядра, помещенного в постоянное магнитное поле, может принимать только дискретную ориентацию. Это значит, что энергетический уровень ядра, также как энергетический уровень атома, в постоянном магнитном поле расщепляется на подуровни. Если в этих условиях на ядро воздействовать переменным электромагнитным полем, то между подуровнями станут возможными переходы. Чтобы осуществить эти переходы, а также поглощение энергии электромагнитного поля ядром, необходимо, чтобы частота электромагнитного поля, совпадала с частотой перехода между подуровнями, т.е.
Эти условия выполняются только для свободных ядер. Экспериментальные значения резонансных частот не совпадают с частотами, определяемые этой формулой. Это обусловлено химическим сдвигом, который возникает из-за того, что в атомах и молекулах под действием постоянного магнитного поля возникают электронные токи, создавая локальное магнитное поле. Поэтому постоянное магнитное поле следует характеризовать эффективным значением напряженности
где По химическому сдвигу, числу линий в спектре, по положению линий можно установить структуру молекулы. В настоящее время разработан метод ЯМР - интроскопии, в котором без разрушения послойно исследовать кости, сосуды, нормальные ткани и ткани со злокачественной патологией, что является эффективным методом диагностики заболеваний, которые связаны с изменением состояния органа и ткани.
Диффузия в жидкостях. Закон Фика.
Важным элементом функционирования мембран является их способность пропускать или не пропускать атомы (молекулы) и ионы, т.е. проницаемость мембран. Диффузия – самопроизвольный процесс проникновения вещества из области большей концентрации в область меньшей концентрации в результате теплового хаотичного движения. Количественными характеристиками диффузии являются поток вещества и плотность потока вещества. Поток вещества Плотность потока вещества Диффузия в жидкости описывается уравнением Фика:
Пассивный транспорт веществ.
Пассивный транспорт всегда осуществляется за счет энергии, сконцентрированной в каком-либо градиенте. Энергия метаболических процессов клеток (энергия гидролиза АТФ) на этот процесс непосредственно не переносится. Имеются следующие виды пассивного транспорта веществ в клетках и тканях: диффузия, осмос, электроосмос, аномальный осмос, фильтрация. Основным механизмом пассивного транспорта является диффузия - самопроизвольный процесс проникновения вещества из области большей концентрации в область меньшей концентрации в результате теплового хаотического движения.
Перенос незаряженных частиц (атомов и молекул) через мембрану
Механизмом переноса молекул и атомов через мембрану является диффузия, а сам транспорт описывается уравнением Фика: Концентрационный градиент клеточной мембраны определить трудно, поэтому лучше использовать более простое уравнение, предложенное Коллендором и Берлундом где
Перенос заряженных частиц (ионов) через мембрану.
Проникновение заряженных частиц через мембрану зависит не только от концентрационного градиента, но и от градиента электрического потенциала. Плотность потока вещества при этом следует рассчитывать как сумму двух слагаемых: Здесь где Общая плотность потока вещества равна Это уравнение называется уравнением Нернста-Планка. Совокупность концентрационного и электрического градиентов называется градиентом электрохимического потенциала.
Виды диффузии.
1. Простая диффузия – диффузия, при которой молекулы диффундирующего вещества движутся без образования комплекса с другими молекулами. 2. Диффузия через каналы. Каналы образованы белковыми молекулами и обладают избирательой проницаемостью. Наличие каналов увеличивает проницаемость мембран. 3. Облегченная диффузия. Вещество
4.Обменная диффузия.
а ионофор берёт из клетки другую молекулу 5. Осмос – движение молекул воды (растворителя) через полупроницаемую мембрану из области большей концентрации растворённого вещества в область меньшей концентрации растворенного вещества. Плотность потока вещества определяется как Здесь 6. Фильтрация – движение молекул воды (растворителя) через полупроницаемую мембрану из области большей концентрации растворённого вещества в область меньшей концентрации растворенного вещества при наличии гидростатического давления.
Активный транспорт.
Активный транспорт обеспечивает перенос молекул и ионов из области меньших концентраций и электрических потенциалов в область больших концентраций и электрических потенциалов. Для осуществления такого транспорта клетка совершает работу против градиентов концентраций и потенциалов. Если через клетку переносится незаряженная частица (атом или молекула), то эта работа равна
где Если переносится ион через электрически заряженную мембрану, то эта работа равна Чтобы совершить эту работу, клетке нужна энергия. Эту энергию клетка получает при гидролизе фермента 1. Киназная. Переносчик на внутренней стороне мембраны захватывает из цитоплазмы ион 2. Ионообменная. На наружной поверхности мембраны ионы 3. Фосфатозная. Эта фаза заканчивает цикл на внутренней поверхности мембраны дефосфолированием переносчика и освобождением ионов
Контрольные вопросы • Структура мембраны. Модели мембран. •Основные биофизические свойства мембран. Методы исследования мембран. •Диффузия в жидкостях. Закон Фика. •Перенос незаряженных частиц (атомов и молекул) через мембрану. •Уравнение Коллендера-Берлунда. • Уравнение Нернста-Планка. •Виды пассивного транспорта (простая диффузия, диффузия через каналы, облегченная, обменная, осмос, фильтрация). •Активный транспорт веществ. Натрий-калиевый насос.
|