Namangan davlat universiteti tabiiy fanlar fakulteti biologiya kafedrasi

Model sistemalardagi potentsiallar farqini o’lchash. Olma po’stida yuzaga keladigan fazalararo potentsiallar farqini o’lchash.


Бир-бирлари билан аралашмайдиган суюqликларни ажратиб турадиган чегара бo’лим орqали, ионларнинг нотекис тарqалиши туфайли, потенциаллар фарqнинг келиб чиqашини биринчи бo’либ Нернст кo’рсатган эди. Ионларнинг фазаларда тарqалиши уларнинг таqсимланиш коэффициентлари билан белгиланиб, o’заро тегиб турган фазаларнинг бирида катионлар яхши эриса, иккинчисида, анионлар яхши эрийди. Натижада, биринчисининг чегара бo’лимида мусбат заралар йиғилса, иккинчисида, манфий зарядлар йиғилади ва чегара бo’лимида qo’ш электр qавати, демак, чегара потенциали вужудга келади. Келиб чиqqан чегара потенциали ионларнинг пайитдаги таqсимланишини тo’хтатади. Хаqиqатан hам, агарда сувмас фаза чегарасида катионлар тo’планиши туфайли мусбат зарядланган qават hосил бo’лса, электростатик кучлар o’ша фазада катионларнинг навбатдаги эришини чеклайди, ва аксиича, анионларнинг эриши учун qулай шароит яратади. Натижада фазалар чегара бo’лимининг яqинида qарама-qарши зарядли ионларнинг концентрация градиентлари пайдо бo’лади. Концентрация градиенти qанча катта бo’лса, потанциаллар фарqи hам шунчалик катта бo’лади. Шу сабабдан, сув-ёғ, сув-гвоякол, сув-амил спирти ва hоказолар каби концентрацион занжирлар етарли катталикка эга ЭЮК hосил qилиши мумкин. Шу хилдаги системаларни Бейтнер батафсил o’рганди.
Бейтнер томонидан кисqача qилиб, “ёг” деб аталган фаза hар иккала томонидан сувли эритмалар билан чегараланган бo’лсин. Эритмаларнинг концентрациялари ва таркиби бир хил бo’лган шароитда системада потенциаллар фарqи келиб чиqмайди. Агарда, “ё” фазанинг бир томонида олеат натрийнинг сувли эритмаси, иккинчи томонида эса, натрий хлорид эритмаси бo’лса, система таqсимотини qуйидагича тасвирлаш мумкин:
Сув Сув -
(кам)
Олеат-Nа “ёғ” да натрий хлоридга нисбатан яхши эрийдиган бo’лгани учун А ва Б чегараларига o’лчаш учун етарли катталикка эга потенциал келиб чиqади. Агарда “ёғ” фаза чегарасида юзага чиqадиган ва миqдори жиhатдан унча катта бo’лмаган диффузион потенциал инобатга олинмаса, шу хилдаги системаларнинг ЭЮК ни qуйидаги тенглама ёрдамида ифодаласа бo’лади:


бу ердаги С’ ва С”-биринчи ва иккинчи фазалардаги ионлар концентрациялари, п-ион валентлиги (заряди).
Бейтнер hужайра мембранаси таркибида липидларнинг мавжудлигини инобатга олиб, липидлар ионлар таqсимоти учун hужайра атрофидаги сувли муhитга qараганда бутунлай бошqача шароит яратади, деб фараз этди.
Агарда аралашмайдиган фазаларда ионларнинг нотекис таqсимланиши hужайра юзасининг qутбланишини келтириб чиqарса, гетероген системадан иборат hужайра протоплазмаси o’з ичига тo’планган фазаларни олгани учун уларда мавжуд биоэлектрик потенциални, табиатига кo’ра, фазалараро потенциал деб qараб, у биринчи навбатда катион ва анионларнинг o’ша фазаларда турлича эрувчанликлари билан шартланган, деб hисоблаш табиийдир.
Маълумки, сув билан аралашмайдиган органик суюqликлар кo’п hолларда анорганик электролитларнинг кo’пчилиги учун ёмон эритувчилардир. Электролитларнинг органик суюqликларда ёмон эриш сабаби электролитларнинг диссоциациясига hалаqит берувчи органик суюqликларнинг тубан диэлектрик доимийлик-аридир. Бундай хусусият фаqат эликтронейтралрганик суюqликларгагина характерли бo’либ, молекула таркибида эркин, яъни осон диссоциацияланадиган водород ёки гидроqсил гуруhлари тутган органик эритувчилар, масалан, анилин, фенол, гваякол, толуидин, салицил альдегиди сингари органик суюqликлар бундан мустаснодир. Улар кучсиз электролитларга o’хшайди ва электролитларни o’зида эрита олади. Электр o’тказувчанлик методи ёрдамида аниqландики, асосли тузларнинг сувли эритмалари органик эритувчилар билан аралаштирилиб чайqатилганда кучли электролитлар эритувчиларнинг турига характерли бo’лган миqдорда сувмас фаза (органик эритувчи) га o’тади.
Кучсиз кислотали ёки асосли хусусиятга эга бo’лган qандайдир бир органик эритувчининг иккала томонида бир хил таркибга эга, аммо концентрациялари билан фарqланадиган сувли эритмалар жойлашган деб фараз этайлик. Потенциометрия o’лчашлар тасдиqлаганидек, бу хилдаги гетероген систамаларда электр юритувчи (ЭЮК) пайдо бo’лади. Олейн кислотаси qo’шилган бензоальдегид ёки гваякол qатлами билан ажратилган концентрациялар нисбат 1:100 тенг, калий хлорид эритмалариаро келиб чиqадиган ЭЮК катталиги 100 мВ ва ундан hам катта бo’лиши мумкин. Аксинча, o’ша иккита сувли эритмалар электронейтрал органик суюqлик билан ажратиб qo’йилганда, улараро келиб чиqадиган фарqи 2-3. мВ дан ошмайди. Эслатиб o’тиш керакки, гальваник занжирнинг мусбат qутби, эриган модда концентрациясининг тубанлиги билан характерланадиган эритмага мос келади. Кислотали хусусиятга эга сувмас фаза асос хусусиятли сувмас фаза билан аралаштирилганда эса qутб белгиси тескарига o’згаради. Бу hодисани изоhлашда шуни эсда тутиш керакки, сувли эратма билан сувмас эритувчилар чегарасида фазалараро, яъни чегара потенциали пайдо бo’лади. Сувмас фазанинг икки томонида жойлашган сув фазалари негарасида катталиклари билан фарqланадиган иккита чегара потенциаллари вужудга келади ва улараро фарq анион ва катионларнинг фазалар чегаралари орqали “ёғ” фазага диффузияланиб киришларидаги тезликлар билан белгиланади. Масалан, калий ионлари сувли эритмадан бензоальдегидга, хлор ионларига нисбатан тезроq o’тади. Бу hол калий нонининг кам миqдорда бo’лса hам бензоальдегид таркибидаги водородга алмашинуви билан тушинтирилади. Сувмас фазанинг иккала томонидаги сувли эритмаларда калий ионлари концентрациялари-нинг турлича бo’лишига qарамасдан, икки томондаги чегара бo’лимлари орqали бир хил миqдордаги калий иоилари диффузияланиб киради. Кирган катионлар миqдори “ёғ” фазадаги калий иоилари билан алмаша оладиган водородлар сони билан белгиланади.
Сув фазадан липид фазага o’тишнинг физика-кимёвий механизми, o’ша фазалараро оралиq зонанинг мавжудлигини кo’рсатган Девис (1950) томонидан батафсил o’рганилди. Мазкур зона орqали o’тувчи заррачалар гидратация кучини енга олишлари зарур. Де'мак, улардаги эриш энергия запаси, сувдан липид фазага ва аксинча o’тишлардаги энергиялар фарqидан етарли даржада катта бo’лиши шарт. Фаразга кo’ра, ана o’ша энергетик барьер, hужайра мембранасининг танлаб o’тказувчанлиги ва унга хос катта электр qаршилигини белгилайди.
Таъкидлаш зарурки, липид пленкаси назарияси Бернштейн иазарияси дуч келган барча qийинчиликларни енга олмади. Аммо у, яъни фазалараро потенциал модели, баъзи бир биоэлектрик hодисаларни талqин этишда назарий жиhатида маhсус аhамиятга эга, албатта.