- •Введение
- •3. Метод реакционной или изотермической микро- калориметрии.
- •4. Дифференциальная сканирующая микрокалори-метрия
- •Энтропию перехода рассчитывают по уравнению
- •5. Дифференциальные адиабатные сканирующие микрокалориметры
- •6. Калориметрические измерения
- •Вопросы и задания к практической работе.
- •Библиографический список
5. Дифференциальные адиабатные сканирующие микрокалориметры
В
настоящее время метод дифференциальной
сканирующей микрокалори-метрии
применяется для исследования всех
основных классов биополиме-ров:
глобулярных и фибриллярных белков,
нуклеиновых кислот, а также фосфолипидов
и биологических мембран - микросом
печени, эритроцитов, хлоропластов и др.
Эксперименты проводят, как правило, в
разбавленных растворах, в которых можно
пренебречь эффектами межмолекулярных
взаимодействий. Однако в таких растворах
тепловые эффекты, обусловлен-ные
макромолекулами чрезвычайно малы.
Например, теплоемкость биопо-лимеров
в О,3%-ном
растворе составляет лишь тысячную долю
от общей теплоемкости растворителя.
Поэтому определение с достаточной
степенью точности тепловых эффектов в
этих условиях на фоне постоянно вводимой
в систему теплоты требует сверхпрецизионных
методов.
Детальное исследование внутримолекулярных
процессов стало возможным лишь после
создания принципиально нового прибора
–
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬ-НОГО АДИАБАТНОГО
СКАНИРУЮЩЕГО КАЛОРИМЕТРА.
Чувствительность этого прибора на три
порядка превосходит чувствительность
обычных приборов неадиабатного типа.
Широкое распространение и мировую
известность получил прибор ДАСМ - 1м и
затем разработанный на его основе
усовершенствованный вариант
микрокалориметра-ДАСМ-4. Основные
эксплуатационные параметры прибора
ДАСМ-1м: рабочий диапазон температур –
0
100°С,
скорость прогрева - 0,1
2,0 град/мин., рабочий объем кюветы - 1,0
мл. Чувствительность по теплоемкости
—1,6•10
Дж/град
,
точность определения относительной
теплоемкости — 8 • 10
~
Дж • град
мл
,
точность регистрации температуры - 0,1
град. Уникальная
чувствительность этих приборов
определяется совокупностью трех
методических принципов, заложенных в
их основу: дифференциаль-ной схемы
измерения, непрерывного прогрева с
точностью заданной ско-ростью и полной
адиабатизации измерительных ячеек.
Проблема точности микрокалориметрических измерений непосредствен-ным образом связана с проблемой точности заполнения кюветы и констру-ктивными особенностями калориметрического блока. В приборе ДАСМ -1м эти проблемы решены путем применения специального безразборного калориметрического блока с системой адиабатизации на тепловых экранах (см.схему – Рис.4). Применение внешнего заполнения с помощью подводящих капиллярных трубок и проведение измерений при повышенном постоянном давлении позволяет повысить надежность калориметрических измерений, воспроизводимость результатов и упростить процедуру измерения.
Рис. 4 Схема микрокалориметра
1- моностат, 2- термометр, 3-сомописец, 4- измеритель теплового эффекта, 5 -терморегулятор термостата, 6- терморегулятор адиабатизирующей оболочки.
Используемый в приборе принцип адиабатизации заключается в следующем. При подаче электрического тока в нагреватели микрокалометрических ячеек температура последних повышается. Одновременно пропорционально-интегральные регуляторы автоматически обеспечивают с высокой степенью точности выравнивание температуры тепловых экранов с температурой ячеек. В результате этого камеры оказываются в условиях, близких к адиабатным, когда практически отсутствует теплообмен камер с окружающей средой. Эти условия обеспечиваются в широком температурном диапазоне при прогревании ячеек с постоянной скоростью.
