生物物理ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 18:34本頁面
【正文】 nterions 而排斥 coions。由于熱運(yùn)動(dòng)這些 counterions 不會(huì)停留在表面上，而趨向從濃度高向濃度低的區(qū)域擴(kuò)散。這種動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果形成 diffuse double layer。 根據(jù)擴(kuò)散電雙層的 GouyChapman理論，靜電勢(shì)的數(shù)值隨著距膜表面的距離的增加而遞減。 當(dāng)電勢(shì)降至膜表面值的 1/e時(shí)的距離被稱為 Debye長度， 1/κ 。 當(dāng)單價(jià)離子的體濃度為 101M時(shí)， 1/κ ?10 197。，而當(dāng)單價(jià)離子的體濃度為 103M時(shí)， 1/κ ? 100 197。 因此， Debye長度可以看成是 counterions 的等效半徑。A:帶電表面離子分布 。 B: 靜電勢(shì)隨距膜的距離增加而指數(shù)衰減 。 C: 離子濃度分布 。 D: diffuse double layer類比平行板電容器 . 鹽析現(xiàn)象? 隨著鹽濃度的增加，帶電表面的 Debye length 減小，相當(dāng)于 ciunterions 更有效地屏蔽，以至于溶液中相同的生物大分子能夠接近。 ? 當(dāng)大分子足夠接近時(shí)， van der Waals 引力起作用而使其聚集結(jié)絮，最終沉淀出來。? 幾種不同的蛋白各自在一定的鹽濃度下沉淀，從而達(dá)到分離的目的。? 注意！ Counterions 只屏蔽生物大分子電荷，而不能屏蔽 van der Waals 的瞬時(shí)偶極子 (其頻率為1015Hz！ )二價(jià)離子的膜表面富集每一種離子的分布都滿足 Boltzmann分布函數(shù)第 i種離子 density profile: ?(x)i = ??i eZi e ?(x)/kT接近表面處 (x=0)： ?oi = ??i eZi e ?o/kT其中： Zi為第 i種離子的離子價(jià) ?(x): electrostatic potential at x ?o為表面電勢(shì) (x=0處的 ?(x)) e為電子電荷 ??i為第 i種離子的體濃度[例 ]：若溶液中同時(shí)含有 NaCl和 CaCl2， 則[Na+]x = [Na+]? ee ?(x)/kT [Na+]o = [Na+]? ee ?o/kT[Ca2+]x = [Ca2+] ? e2e ?(x)/kT [Ca2+]o = [Ca2+] ? e2e ?o/kT[Cl]x = [Cl]? e+e ?(x)/kT [Cl]o = [Cl]? e+e ?o/kT如果知道 [ ]?和 ?o ， 則可計(jì)算出離子表面濃度 [ ]o 。溶液中離子的分布方程 (一 )： 離子 density profile (Boltzmann 分布函數(shù) )根據(jù)化學(xué)勢(shì)相等的平衡條件，Ze?(x)＋ kTln?(x)=Ze??＋ kTln??令 ??=0，?(x)=??eZe?(x)/kT!!!方程 (二 )： Poission Equation給出點(diǎn) x處電勢(shì)與該處凈電荷密度之間的關(guān)系，d2?(x)/dx2=Ze?(x)/?方程 (三 )： PoissionBoltzmann Equation給出 ?(x)與 x的函數(shù)關(guān)系d2?(x)/dx2=Ze??/?eZe?(x)/kT方程 (四 )： GrahameEquation:?2=2?kT(???ieZie?o/kT???i) 其中： ?為帶電表面的電荷密度 .若已知 ?和 ??i ， 則可求出 ?o !!!如何求出 ?0？根據(jù) Grahame Equation: ?2 = 2?kT(???i eZi e ?o/kT ???i )其中： ?為帶電表面的電荷密度 .[例 ]體相含有 NaCl和 CaCl2,則含有 Na+,Ca2+和 Cl,根據(jù)GrahameEquation:?2=2?kT{[Na+]?ee?o/kT+[Ca2+]?e2e?o/kT+[Cl]?e+e?o/kT[Na+]?[Ca2+]?[Cl]?}因?yàn)橐阎??， [NaCl]?和 [CaCl2]?，則可求出 ?0!!!二價(jià)離子在膜表面的富集現(xiàn)象利用上表中的 ?o值，可計(jì)算膜表面附近的離子濃度 ?oi如： 當(dāng) [NaCl]?=107M時(shí)， ?o=477mV[Na+]o=107ee(477)/kT,(kT/e=mV)=M[Cl]o=1015M又如： 當(dāng) [NaCl]?=101M時(shí)，在加入 3mMCaCl2,利用上表中的 ?o值 ,?o=100mV則 [Ca2+]o?7M[Na+]o?5M可見，即使 Ca2+體濃度比 Na+低得多，但膜表面附近 Ca2+濃度仍可能比 Na+濃度高得多 。登頂成功，可惜神仙都被一臉幸福地俺們嚇跑了。膜分子生物學(xué)游擊隊(duì)
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