20. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии. Применение его для изучения фазовых переходов в биологических мембранах.
Для изучения количества теплоты, выделяющегося или поглощаемого в различных физических, химических и биологических процессах, применяют ряд методов, совокупность составляет колориметрию. Калориметрическими методами измеряют теплоемкость тел. теплоты фазовых переходов, растворения, смачивания, адсорбции, теплоты, сопровождающие химические реакции, энергию излучения, радиоактивный распад и так далее. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) основан на непрерывной регистрации разности теплового потока от образца и эталона или к образцу и эталону (изменения энтальпии) как функция температуры или времени при нагревании образцов в соответствии происходит с определенной программой в заданной газовой атмосфере. Метод предоставляет информацию о температурах и теплотах фазовых переходов (плавления, кристаллизации, стеклования...), термодинамике и кинетике химических реакций, химическом составе, чистоте, термической и окислительной стабильности различных материалов и т.д. Метод широко используется для исследований химических соединений, полимерных и композитных материалов в различных отраcлях науки и промышленности.
21. Мембранный транспорт. Виды мембранного транспорта и их особенности.
Важным элементом функционирования мембран является их способность пропускать или не пропускать молекулы (атомы) и ионы. Вероятность такого проникновения частиц зависит как от направления так и от разновидности молекул и ионов. Транспортным переносом частиц называют необратимые процессы в результате которых в физической системе происходит пространственное перемещение (перенос) массы, импульса, энергии, заряда или какой – либо другой физической величины. Как синоним переноса частиц в биофизике широкое распространение получил также термин транспорт частиц. В биофизике мембранных процессов принято различать пассивный и активный транспорт веществ через биологические мембраны. Пассивный транспорт веществ осуществляется за счет энергии, сконцентрированной в каком- либо градиенте и энергии метаболических процессов клеток непосредственно на этот перенос не расходуется. Пассивный транспорт всегда происходит по направлению градиентов химического и электрохимического потенциалов, то есть от более высокого энергетического уровня к более низкому, результатом чего является уменьшение градиентов, если нет других процессов, которые обеспечивают их поддержание на постоянном уровне. Различают следующие типы пассивного транспорта веществ и ионов через биологические мембраны: 1. Простая диффузия. 2. Перенос через поры (каналы) по градиенту концентрации вещества или иона. 3. Облегченная диффузия. Активным транспортом называют процесс переноса веществ или ионов против их градиентов, который может осуществляться за счет энергии метаболического процесса. Следовательно этот процесс может протекать самопроизвольно и является сопряженным с поставляющим для него энергию процессом. Различают 2 разновидности активного транспорта – первично-активный транспорт и вторично – активный транспорт. Под первично – активным транспортом понимают транспорт веществ против градиента их концентраций при непосредственном сопряжении с реакцией типа гидролиза АТФ. При вторично – активном транспорте используется энергия электрохимического градиента, либо какого – то вещества, для “накачивание” другого вещества против градиента его градиента. Химическим потенциалом данного вещества к называется величина, численно равная энергии Гиббса, приходящаяся на 1 моль этого вещества. Математически химический потенциал определяется как частная производная от энергии Гиббса G по количеству какого либо вещества, при постоянстве температуры, давления и количестве всех других веществ m1 (l не = к): к = (G/mк) Р, T, m (l не = к), для разбавленного раствора концентрации вещества С: =0 + RTlnC, где 0 – стандартный химический потенциал, численно равный химическому потенциалу данного вещества при его концентрации 1 моль/л в растворе. Электрохимический потенциал - величина, численно равная, энергии Гиббса G на один моль данного вещества, помещенного в электрическом поле. Для разбавленных растворов: = =0 + RTlnC + ZF, где F – 96500 кл/моль – число Фарадея, Z – заряд иона электролита, - потенциал электрического поля, T [K] – температура.
