Nizomiy nomidagi tdpu termiz filiali

10-Laboratoriya mashg’uloti

Elektrokinetik hodisa. Achitqidagi elektroforetik va dzeta potentsialini aniqlash

Elektroklnetik hodisalar geterogen sistema fazalariaro vujudga keladigan elektrik va kinetik munosabatlarni aks ettirib, ular fazalararo potentsiallar farqi mavjud bo’lgan sharoitda, fazalardan birining ikkinchisiga nisbatan harakati yoki fazalardan birining ikkinchisiga nisbatan harakati amalga oshayotganda ulararo kelib chiqadigan potentsiallar farqi shaklida namoyon bo’ladi.

Elektrokinetak hodisalar - e l ye k t r o f o r ye z, e l ye k t r o o s m o s, o q i sh potentsiali va ch o’ k i sh potentsiali, deb to’rt turga bo’linadi.

Tashqi elektr maydoni ta’sirida dispers fazaning dispersiya muhitiga nisbatin harakati elektroforez deb ataladi. Dispersiya muhitining tashqi elektr maydoni ta’sirida, harakatsiz dispers fazaga nisbatan harakati asa elektroosmos deb ataladi.

Gidrostatik bosim ta’sirida, suyuqlikning kapillyar yoki g’ovak to’siq poralari orqali harakati natijasida kelib chiqadigan potentsial o l i sh potentsiali va gravitatsiya yoki markazdan qotuvchi kuch ta’sirida, suyuqlikning yuqorn va pastki qatlamlariaro kelib chiqadigan potentsiallar farqi ch o’ k i sh potentsiali deyiladi.

Elektroforez va elektroosmos hodisalarining yuzaga chiqishi dispers faza bilan dispersiya muhitiaro qo’sh elektrik qavat mavjudligi bilan shartlanib, elektr maydoni qo’yilganda, suyuqlikning ichki qatlamlarida qalqigan dispers faza zarrachalari ularga qarama-qarshi zaryadlangan qutb tomon harakatlanadi. Dispers faza harakatsiz holatda, elektr maydoni ta’siridan dispersiya kuhtstining harakpgi yuzaga kelib, uning Yo’nalish dispers faza bilan har xil zaryadga ega qutb holati bilan belgilanadi. Demak, tashqi maydon ta’sirida kelib chiqadigan fazalar harakati sistemada potentsiallar farqi manvjudligidan darak beradi.

Oqish va cho’kish potentsiallarining paydo bo’lishi, ularga muvofiq gidrostatik pa gravitatsiya gradientlari mavjudligining oqibatidir. Shuning uchun suyuq (oqish potentsiiali misolida harakatchan, cho’kish potentsialida esa xarakatsiz) faza bilan qattiq (oqish potentsialida harakatsiz, cho’kish potentsialida esa harakatchan) fazalararo qo’sh elektrik qavatlarning paydo bo’lishini tashqaridan quyiladigan kuchsiz tasavvur etish mumkin emas.

Shunday qilib, iqorida bayon etilgan hodisalar, ularning qaysi turga mansub bo’lishidan qat’i nazar, dispers faza bilan dispersiya muhitiaro vujudga keladigan potentsiallar farqiga bog’liqdir. Ana shu xildagi potentsiallar elektrokinetik potentsiallar nomi bilan yuritiladi.

Elektroforez

Tirik hujayra protoplazma o’z tabiatiga ko’ra murakkab kolloid sistema bo’lib, bu xildagi sistemalarda o’zgarmas tok ta’siridan, dispers fazaning dispersiya muhitiga nisbatan yoki aksincha harakati, gidrostatik kuch gradienti ta’siridan esa fazalararo potentsiallar farqi paydo bo’ladi. Mana shu ikki xildagi elektrokinetik munosabatlarni o’rganish hujayraning fizikaviy xususiyatlarini bilishda muhim ahamiyatga ega.

Biologik ob’ektlarga xos elektrokinetik hodisalar o’rganilganda, hujayrani ko’p sondagi faza bo’limlariga ajralgan mikrogeterogen sistema bo’lishiga qaramay, shartli ravishda, soddalashtirib, ikki fazali dispers sistema deb qarash mumkin.

Tirik hujayrashshg yuzasi manfiy zaryadga ega bo’lib, zaryad xarakteri va miqdori, ko’p hollarda, membrana tarkibiga kirgan molekulalar ion hosil qiluvchi guruhlarning oz-ko’pligiga, muhit rN-darajasiga, muhit ion kuchiga, bir qator hollarda, hujayra yuzasiga adsorbtsiyalangan ionlar tabiatiga ham bog’liq bo’ladi.

Hujayra yuzasining elektrokinetak (£-dzeta) potentsiali normada nisbiy doimiylikka ega bo’lib, sirt aktiv moddalar, antibiotiklar va hujayraga shikast yetkazadigan moddalar ta’siridagina o’zgarishi mumkin. Masalan, hujayralar suspenziyasiga og’ir metall tuzlari qo’shilganda hujayra yuzasining zaryadi kamayadi va kolloid zarrachalar singari turg’unligini yo’qotadi.

Elektrokinetik potentsial suyuqlikning dispers fazaga tegib turgan o’ta yupqa qatlamida yuzaga keladigan bo’lgani uchun, uni bevosita o’lchash mumkin emas. Shunga ko’ra, potentsial kattaligi vositali yo’l, ya’ni elektroforez metodi yordamida, masalan, dispers faza zarrachalarining elektroforetik tezligini aniqlash orqali, hisoslab topiladi.

Agarda qo’sh elektrik qavat qalinligi zarrachalar o’lchamidan kichik bo’lsa, u holda zarrachalarni sferik zarrachalar deb karab, sistemaga qo’yilgan tashqi elektr maydoni ta’siridan kelib chiqadigan zarrachalar harakatiga sabab bo’lg’uvchi kuch (G’₁) quyidagiga teng bo’ladi:

bu yerdagi Q-absolyut birliklarda ifodalangan zaryad miqdori, Yo-maydon kuchlanganligi.

Dispers faza zarrachalari o’z harakatida muhit qarshiligiga uchraydi, ya’ni zarrachalarga, ularning harakatiga to’sqinlik qiluvchi ikkitnchi bir kuch (G’₂) ta’sir etadi:

bu yerdagi η-muhit yopishqoqligi, S-zarrachalarning chiziqli tezligi, t-sferik zarrachaning radiusi.

Zarrachalarga ta’sir etuvchi kuchlarning tanglik sharoiti uchun shunday yozamiz:

Ma’lumki, sferik zarrachalar yuzasidagi potentsial quyidagi formula orqali ifodalanadi:

bu yerdasi D-muhitning dielektr doimiysidir.

4-formulaga binoan, 0 = £1>g bo’lganda, y-kattaligini

3-ormulaga qo’yib, h_{Rg= 6l}h_{g t} hh qilamiz. ₍₅₎ U holda, sfera shakldagi zarracha yuzasidagi potentsial.

Silindr shaklidagi zarracha uchun esa, 6-formula quytdagi shaklga o’tadi:

Agarda mutlaq elektr potentsial birligiga tengligi hisoblab olinsa potentsialni voltlarda ifodalash uchun formulaning o’ng tomonini 300 ga ko’paytirish zarur, ya’ni

bu yerda £ = -u-ekanligi inobatga olinsa, unda formulani quyidagicha yozish mumkin:

Suyultirilgan suvli eritmalar uchun qiymatini formulaga qo’ysak, kattaliklari va kaliy

bu yerda sodir ekanligini inobatga olsak, formula quyidagi
ko’rinishni oladi:

G-potentsialni o’lchash. Dzeta poteniialni aniqlash uchun odatda myakroelektroforez metodidan foydalaniladi. Mikroelektroforez qurilmasining asosiy qismi mikrokamera bo’lib, mikrokameralar tuzilishiga ko’ra tekis, to’rt burchakli, silindrsimon va berk kameralarga bo’linadi. To’rt burchakli kamera, o’rganilayotgan ob’ekt alohidaligiga qarab, gorizontal, vertikal yoki ishboshlangen holatda joylashtiriladi.

Kameralarning qanday bo’lishidan qatai nazar ish ob’ektni kameraga joylashtirishdan boshlanadi. So’ngra kameraga tok yuborilib, ob’ektning elektroforetik tezligi, keyin esa 11-formula vositasida uning £-potentsiali hisoblab topiladi.

Achitqi emburug’ining elektroforetik tezligi va %- potentsialini aniqlash