高分子化合物溶(物理化学性质,分类,盐析,分段盐析,膜平衡)

　　在自然界中，存在着大量高分子化合物。随着科学技术的发展，人们又合成了大量的高分子化合物。它们的共同特点是都具有很大的相对分子质量。如生物体中的蛋白质、核酸、糖原、淀粉、纤维等都是高分子化合物。它们是由许多重复的原子团或分子残基所组成，这些较小的原子团或分子残基叫做单体。如淀粉分子是由成千上万个葡萄糖分子残基按一定方式联结而成的。天然橡胶分子是由许多异戊二烯（CH2=C（CH3）-CH=CH2）的单体联结而成的大分子。

　　高分子化合物是大分子，其粒子的形状是复杂的。不同高分子化合物，在溶液中分子的形状往往也有很大的差异。例如，γ-球蛋白的分子是球形分子，脱氧核糖核酸分子是线形分子。线形分子在不同条件下形状有时也不一样，有的是比较伸展的线条形，有的则是卷曲的无规则线团。由于分子形状不同，它们在运动中的相互干扰作用也不一样。球形分子互相干扰少，而线形分子则互相干扰大，因此线形分子的粘度就大。

　　高分子化合物粒子具有许多亲溶剂基团，质点表面结合着一层溶剂。溶剂化后的粒子在溶液中成为一个运动单体，降低了运动速度，影响了溶液的粘度。

　　当高分子化合物为电解质时，粒子带有电荷。例如蛋白质类高分子化合物，由于含有酸性基团（-COOH）和碱性基团（-NH2），在水溶液中，因溶液PH值的差异，蛋白质大分子可以带正电荷或负电荷。

　　大分子的这些特性，往往影响到高分子化合物溶液的性质。

　　二、高分子化合物溶液的性质

　　高分子化合物溶液中，溶质和溶剂有较强的亲和力，两者之间有没有界面存在，属均相分散系。由于在高分子溶液中，分散质粒子已进入胶体范围（1-100nm），因此，高分子化合物溶液也被列入胶体体系。它具有胶体体系的某些性质，如扩散速度小，分散质粒子不能透过半透膜等，但同时也具有自己的特征。

　　（一）稳定性

　　高分子化合物溶液属均相分散系，可长期放置而不沉淀。在稳定性方面它与真溶液相似。

　　另外，由于高分子化合物具有许多亲水基团（如-OH，-COOH，-NH2等），当其溶解在水中时，其亲水基团与水分子结合，在高分子化合物表面形成了一层水化膜，使分散质粒子不易靠近，增加了体系的稳定性。

　　（二）粘度

　　液体的一部分流过其他一部分所受到的阻力叫粘度。高分子化合物溶液的粘度比一般溶液或溶胶大得多，高分子化合物溶液的高粘度与它的特殊结构有关。

　　高分子化合物常形成线形、枝状或网状结构，这种伸展着的大分子在溶剂中的行动困难，枝状、网状结构牵制溶剂，使部分液体失去流动性，自由液体量减少，故表现为高粘度。由于粘度与粒子的大小、形状及溶剂化程度直接相关，所以测定蛋白质溶液的粘度就能推知蛋白质分子的形状和大小。

　　（三）盐析

　　盐析作用在高分子化合物溶液中，加入足够量的中性盐时，可使高分子化合物从溶液中析出，这就是盐析作用。使一升溶液出现盐析现象所需中性盐的最小量称盐析浓度，单位为mol·L^-1。盐析浓度一般都比较大，如血浆中各种蛋白质盐析所需的盐一般不少于1.3-2.5mol·L^-1。

　　盐析效应的特点是，同价同符号的不同离子，对盐析效应的能力不一样。

　　已发现各种盐的盐析能力，其阴离子的能力有如下次序：

　　1/2SO₄^2-＞OAc^-＞CL^-＞NO₂^-＞Br^-＞I^-＞CNS^-

　　其阳离子则有如下次序：

　　Li⁺＞Na⁺＞K⁺＞NH₄⁺＞1/2Mg²⁺

　　盐析作用的实质，主要是高分子化合物与溶剂（水）间的相互作用被破坏，盐的加入使高分子化合物分子脱溶剂化。盐的加入还使一部分溶剂（水）与它们形成溶剂（水）化离子，致使这部分溶剂（水）失去溶解高分子化合物的性能。溶剂（水）被电解质夺去，高分子化合物沉淀析出。所以盐类的水化作用越强，其盐析作用也越强。上述离子盐析能力顺序，实质上反映了离子水化程度大小的次序。医学全在线www.med126.com

　　分段盐析盐析时，相对分子质量大的蛋白质比相对分子质量小的蛋白质更容易沉淀。利用这一原理可以用不同浓度的盐溶液使蛋白质分段析出加以分离。例如，(NH4)2SO4使血清中球蛋白盐析的浓度是2.0mol·L^-1，清蛋白盐析浓度是3-35mol·L^-1。在血清中加(NH4)2SO4达一定量，则球蛋白先析出，滤去球蛋白，再加(NH4)2SO4则可使清蛋白析出，这个过程叫分段盐析。

[1] [2] 下一页